添加γ‑聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种添加γ‑聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，包括以下重量份数的原料：尿素380‑420份、磷酸一铵260‑300份、氯化钾240‑280份、γ‑聚谷氨酸0.01‑0.5份、生物炭4‑10份、腐植酸4‑10份、硅酸钾0.05‑0.5份、硫酸锌0.05‑0.5份、粉煤灰0.1‑0.8份、填充剂25‑50份。本发明专利技术配方科学，养分均衡，能够满足水稻全生长期不同阶段对养分的需求。

【技术实现步骤摘要】
添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥及其制备方法
本专利技术涉及肥料
，具体涉及一种添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥及其制备方法。
技术介绍
高产、优质的水稻生产是保障我国粮食安全的重要内容，科学施肥在促进水稻提质增产上具有重要的作用和意义。近年来，我国稻田土壤普遍存在着专用性肥料品种单一、施肥量过大、施肥方式不合理及肥料利用率低等问题，这造成了肥料专用性差、肥料养分损失严重、稻田土壤生态环境污染、土壤肥力下降，不利于水稻的安全生产。因此，在我国水稻生产上新型水稻专用肥的研制与科学施用刻不容缓。γ-聚谷氨酸是一种对环境无毒害、能被生物降解的高分子氨基酸聚合物，作为肥料增效剂，具有防止肥料养分流失、促进作物吸收养分、减少肥料用量、增加作物产量、改善作物品质等作用。生物炭是生物质在高温限氧条件下热解而成的含碳丰富的固体物质，由于具有高度的芳香化结构和巨大的比表面积，作为土壤改良剂，能够起到改善土壤结构、增加土壤保水保肥能力、提高肥料利用率等效果。因此，根据土壤供肥规律和水稻需肥特点，设计水稻专用肥配方，在传统水稻专用配方肥料生产基础上添加γ-聚谷氨酸和生物炭制备新型生物炭基水稻专用肥，对丰富水稻专用肥品种、提升水稻生产科学施肥水平、提高肥料利用率、促进水稻提质增产具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种能够提高土壤肥力、提高肥料利用率和促进水稻提质增产的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥及其制备方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特殊之处在于：包括以下重量份数的原料：尿素380-420份磷酸一铵260-300份氯化钾240-280份γ-聚谷氨酸0.01-0.5份生物炭4-10份腐植酸4-10份硅酸钾0.05-0.5份硫酸锌0.05-0.5份粉煤灰0.1-0.8份填充剂25-50份。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，所述γ-聚谷氨酸为微生物法发酵制得的γ-聚谷氨酸发酵液，其中用于制备γ-聚谷氨酸发酵液的菌株为地衣芽孢杆菌（Bacilluslicheniformis）；所述γ-聚谷氨酸的平均分子量为100-1000kDa；所述地衣芽孢杆菌优选中国工业微生物菌种保藏管理中心（ChinaCenterofIndustrialCultureCollection，英文缩写CICC）的地衣芽孢杆菌CICC10037。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，所述生物炭为作物秸秆在400℃～450℃厌氧条件下炭化、粉碎、过60目尼龙筛制得，作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、花生秸秆、油菜秸秆中的一种或两种以上的混合物。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，所述生物炭由作物秸秆制得，所述腐植酸分子量为2000-5000，外观呈褐黑色粉末状，氮含量为2-5％，为质量百分比。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，所述尿素为小颗粒尿素，粒径为0.85-2.80mm，其中氮含量为46.2%；所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮含量为14%，磷含量为43%；所述氯化钾中钾含量为60%；所述硅酸钾呈粉末状，其中钾含量≥31%，二氧化硅含量≥65.5%；所述硫酸锌呈粉末状，其中锌含量≥21.5%；所述粉煤灰呈粉末状，其中二氧化硅含量≥40%；上述含量均为质量含量；其中氮含量以氮元素计，磷含量以五氧化二磷计，钾含量以氧化钾计，锌含量以氧化锌计。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，所述填充剂为硝铵、硝铵磷、硫酸镁、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、粘土、滑石粉、膨润土、硅藻土中的一种或两种以上的混合物。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，所述原料除γ-聚谷氨酸发酵液、尿素外，其余原料的粒径均小于1mm。本专利技术的优选方案为，一种添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，包括以下重量份数的原料：尿素400-410份磷酸一铵270-290份氯化钾260-270份γ-聚谷氨酸0.1-0.4份生物炭5-8份腐植酸5-8份硅酸钾0.1-0.4份硫酸锌0.1-0.4份粉煤灰0.2-0.6份填充剂30-40份。本专利技术的最优方案为，一种添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，包括以下重量份数的原料：尿素404份磷酸一铵280份氯化钾265份γ-聚谷氨酸0.2份生物炭7.5份腐植酸7.5份硅酸钾0.2份硫酸锌0.2份粉煤灰0.4份填充剂35份。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥的制备方法，包括以下步骤：（1）γ-聚谷氨酸发酵液的制备：将地衣芽孢杆菌菌株在富含营养的固体培养基斜面上于37℃培养24小时，制得成熟的斜面种子；将上述种子接种于活化培养基中，在37℃震荡培养24小时，制得地衣芽孢杆菌种子液；将上述地衣芽孢杆菌种子液以10%的接种量接入发酵罐培养基中，于37℃培养48小时，制得含γ-聚谷氨酸发酵液，备用；（2）生物炭的制备：将农作物秸秆清洁风干后，置于炭化炉内，于400-450℃厌氧条件下热解40-80min，冷却后取出，粉碎、过筛，制得生物炭，备用；（3）将尿素经过高温熔融至120-150℃，进入缓冲槽，再经输送泵加压，经计量后送至造粒塔塔顶混合槽内；（4）将经过预处理的磷酸一铵、氯化钾、γ-聚谷氨酸发酵液、生物炭、腐植酸、硅酸钾、硫酸锌、粉煤灰、填充剂按重量比例分别计量后，输送至搅拌器中充分混合，加热至90-105℃，由提升机提升至造粒塔塔顶料仓；（5）将塔顶料仓中加热后的混料计量后输送至塔顶混合槽中，搅拌混合3-5min，料浆温度110-115℃，然后采用喷淋装置进行喷淋造粒，当喷淋滴珠在造粒塔中下落穿过上升的空气流时，冷却固化，形成颗粒；（6）进一步冷却、筛分、计量、包装，制得添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥的制备方法，步骤（1）中所述固体培养基成分包括蛋白胨10g/L、牛肉膏5g/L、NaCl5g/L、琼脂20g/L，以水补足体积，固体培养基的pH为7.2；所述活化培养基成分包括葡萄糖20g/L、蛋白胨20g/L、谷氨酸钠20g/L、K2HPO40.5g/L、MgSO4·7H2O0.5g/L，以水补足体积，活化培养基的pH为7.2；所述发酵罐培养基成分包括葡萄糖30g/L、蛋白胨30g/L、谷氨酸钠20g/L、柠檬酸12g/L、NaCl10g/L、K2HPO40.5g/L、MgSO4·7H2O0.5g/L、CaCl2·2H2O0.15g/L、FeCl3·6H2O0.04g/L，以水补足体积，发酵罐培养基的pH为7.2-7.5。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥的制备方法，步骤（1）中所述发酵罐的通气量60L/min、转速300-600r/min、罐压0.02-0.04MPa。本专利技术的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥的制备方法，步骤（1）中活化培养基的震动频率为180r/m。本专利技术的有益效果是：本专利技术配方科学，养分均衡，能够满足水稻全生长期不同阶段对养分的需求；富含γ-聚谷氨酸，能够富集根际养分，增强养分浓度,促进水稻对养分的吸收；含有生物炭，减少养分的流失，改善土壤养分状况，提高肥料利用率，促进水稻提质增产。具体实施方式下面结合具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加γ‑聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特征在于：包括以下重量份数的原料：尿素              380‑420份磷酸一铵          260‑300份氯化钾            240‑280份γ‑聚谷氨酸       0.01‑0.5份生物炭            4‑10份腐植酸            4‑10份硅酸钾            0.05‑0.5份硫酸锌            0.05‑0.5份粉煤灰            0.1‑0.8份填充剂            25‑50份。

【技术特征摘要】
1.一种添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特征在于：包括以下重量份数的原料：尿素380-420份磷酸一铵260-300份氯化钾240-280份γ-聚谷氨酸0.01-0.5份生物炭4-10份腐植酸4-10份硅酸钾0.05-0.5份硫酸锌0.05-0.5份粉煤灰0.1-0.8份填充剂25-50份。2.根据权利要求1所述的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特征在于：所述γ-聚谷氨酸为微生物法发酵制得的γ-聚谷氨酸发酵液，其中用于制备γ-聚谷氨酸发酵液的菌株为地衣芽孢杆菌；所述γ-聚谷氨酸的平均分子量为100-1000kDa。3.根据权利要求1所述的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特征在于：所述生物炭由作物秸秆制得，作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、花生秸秆、油菜秸秆中的一种或两种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特征在于：所述腐植酸分子量为2000-5000，外观呈褐黑色粉末状，氮含量为2-5％，为质量百分比。5.根据权利要求1所述的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特征在于：所述尿素为小颗粒尿素，粒径为0.85-2.80mm，其中氮含量为46.2%；所述磷酸一铵呈普通粉末状，其中氮含量为14%，磷含量为43%；所述氯化钾中钾含量为60%；所述硅酸钾呈粉末状，其中钾含量≥31%，二氧化硅含量≥65.5%；所述硫酸锌呈粉末状，其中锌含量≥21.5%；所述粉煤灰呈粉末状，其中二氧化硅含量≥40%；上述含量均为质量含量；其中氮含量以氮元素计，磷含量以五氧化二磷计，钾含量以氧化钾计，锌含量以氧化锌计。6.根据权利要求1所述的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥，其特征在于：所述填充剂为硝铵、硝铵磷、硫酸镁、氯化铵、硫酸铵、硫酸钾、硝酸钾、粘土、滑石粉、膨润土、硅藻土中的一种或两种以上的混合物。7.根据权利要求1所述的添加γ-聚谷氨酸的生物炭基水稻专用肥的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）γ-聚谷氨酸发酵液的制备：将地衣芽孢杆菌菌株在富含营养的固体培养基斜面上于37℃培养24小时，制得成熟的斜面种子；将上述种子接种于活化培养基中，在37℃震荡培养24小时，制得地衣芽孢杆菌种子液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，解学仕，杨恒哲，周丽，赵文，李元峰，江廷雪，
申请(专利权)人：史丹利农业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37