【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种解磷菌@木质素炭制剂及其制备方法与应用，属于环境保护型生物制剂。
技术介绍
1、盐碱地在全球广泛分布，从寒带，温带到热带的各个地区，遍及各个大陆及亚大陆地区，是一种重要的土地资源，盐碱化造成的全球经济损失每年高达12亿美元。世界三大盐碱地主要是我国的松嫩平原、澳大利亚维多利亚州和美国加利福尼亚州。世界盐碱地面积124.95亿亩，遍布世界上100多个国家和地区，总面积近10亿公顷。因此，必须寻求有效措施防治和改良盐碱土壤。
2、长期过度施用磷肥造成磷素在土壤中大量积累，与土壤中的钠离子结合形成盐，导致土壤盐碱化。土壤中存在的解磷微生物，可以将难溶性磷转化为可溶性的磷，对土壤的利用具有重要意义。这类微生物被称作解磷菌又叫做溶磷菌，指能够将植物难以吸收利用的磷转化为可吸收利用的形态这种能力的微生物。土壤中的磷极容易被金属离子固定，例如钙、铁、铝等离子，需要把有机磷转为无机磷，植物才能吸收利用。尽管解磷菌在土壤和植物生产中具有很大的作用，但是解磷菌存在定殖难、容易退化和解磷效果差的问题。
3、生物炭是有机物原料在完全或者部分缺氧条件下，经过高温热裂解(通常＜700℃)产生的一类富碳、高度芳香化和稳定性高的有机物质。生物炭具有多孔性、含碳量丰富、比表面积大、吸附能力强和稳定性高等特点。生物炭能够增加土壤的肥力、提高作物的产量、提高微生物数量和活力和金属污染物的治理等作用。生物炭不仅含有一定数量的磷，又具有疏松多孔、比面积大等可促进微生物生长的理化特征，发掘并利用生物炭与解磷菌的积极相互作用将会是活
4、木质素广泛存在于自然界植物体中，是植物体中的重要组成部分，且储量丰富，产量仅次于纤维素。工业木质素主要来自于制浆造纸废水和生物炼制残渣，我国每年工业木质素的产量高达5000万吨。国内外，工业木质素的高质资源化利用已研究多年，目前仅3％左右可以作为填料有效应用于农药、混凝土、染料等行业，其高值资源化利用称为新的研究热点。
5、中国专利文献cn102660291a公开了一种生物炭基土壤改良剂及其制备方法，由生物质炭黑和益生菌剂组成，其重量比为(95.5％～98.5％)∶(1.5％～4.5％)；将农业废弃物作为生物质原料进行低温炭化形成多孔的生物质炭黑；将有益微生物进行扩大培养，发酵成益生菌液，混合后经固液分离、闪蒸干燥成益生菌剂；所述有益微生物选自多粘类芽孢杆菌、木霉菌、固氮菌、根瘤菌、解磷菌、解钾菌、纤维素分解菌、抗生素产生菌、光合菌中的一种或多种。然而该专利仅仅是将一般的生物炭按照常规方法和解磷菌混合，需要粘合剂，还存在生物炭和解磷菌结合差、解磷菌定殖难和解磷效果不足的问题。
6、因此，急需研发一种适合解磷菌定殖的炭材料，以及解磷效果好的解磷菌@木质素炭制剂及其制备方法。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，一种解磷菌@木质素炭制剂及其制备方法与应用。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，包括步骤如下：
4、(1)将木质素分散于去离子水中，加入钠盐，在70～90℃下干燥反应6～12h，得到木质素/钠盐；然后将木质素/钠盐在200～500℃下碳化反应0.3～2h，经洗涤和研磨后，得到木质素多孔炭；
5、(2)将木质素多孔炭分散于去离子水中，加入钾盐，在60～80℃下干燥反应6～12h，得到多孔炭/钾盐；然后将多孔炭/钾盐在300～700℃碳化反应1～3h，经洗涤、研磨和灭菌后，得到具有微孔和大孔孔道的木质素多级炭；
6、(3)将解磷菌进行扩大培养，得到0.5＜od600＜1.2的解磷菌菌液；
7、(4)将木质素多级炭加入至含有解磷菌菌液的牛肉膏蛋白胨液体培养基中，在25～35℃、140～180r/min下摇床培养1.5～2.5h，形成菌碳混合物，烘干后，得到解磷菌@木质素炭制剂。
8、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述木质素为工业木质素，包括松木碱木质素、阔叶木碱木质素、麦草碱木质素、竹浆碱木质素、芦苇碱木质素、木浆碱木质素、棉浆碱木质素、玉米芯酶解木质素、木质素磺酸钠和蔗渣碱木质素中的至少一种，普通市售产品。
9、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述钠盐为氯化钠、硫酸钠或碳酸钠。
10、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述木质素和去离子水的质量体积比为(2～4)：(25～35)，单位：g/ml；所述木质素和钠盐的质量比为1：(0.5～2)。
11、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述干燥反应在磁力搅拌水浴锅中进行，反应温度为80℃，反应时间为12h。
12、根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述碳化反应在惰性气体下的管式炉中进行，具体碳化反应过程是从20℃以10℃/min的速率升温到300℃，保持60min，降温至室温。
13、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述木质素多孔炭和去离子水的质量体积比为(2～4)：(25～35)，单位：g/ml；所述木质素多孔炭和钾盐的质量比为1：(0.5～2)。
14、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述钾盐为碳酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、溴化钾或碘化钾。
15、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述干燥反应在磁力搅拌水浴锅中进行，反应温度为70℃，反应时间为12h。
16、根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述在惰性气体下的管式炉中进行，具体碳化反应过程是从20℃以5～15℃/min的速率升温到200～300℃，保持10～60min，再升温到400～600℃保持1～2h，降温至室温。
17、进一步优选的，所述碳化反应过程是从20℃以10℃/min的速率升温到250℃，保持60min，再升温到500℃，保持2h，降温至室温。
18、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述解磷菌为巨大芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌、盐沼盐杆菌、盐生盐杆菌和反硝化盐杆菌中的至少一种，普通市售产品。
19、进一步优选的，所述解磷菌为巨大芽孢杆菌。
20、根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述扩大培养按照如下方法进行：
21、将解磷菌按照1.5～2.5％的体积比接种至牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化培养，得到解磷菌种子液；然后将解磷菌种子液按照1.5～2.5％的体积比接种至牛肉膏蛋白胨液体培养基中，在28～37℃、120～200r/min的条件下震荡培养，分光光度计下分别测定不同生长时间的od600，选取0.5＜od600＜1.2的解磷菌菌液。
22、根据本专利技术优选的，步骤(4)中，所述木质素多级炭、解磷菌菌液和牛肉膏蛋白胨液体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述木质素为工业木质素，包括松木碱木质素、阔叶木碱木质素、麦草碱木质素、竹浆碱木质素、芦苇碱木质素、木浆碱木质素、棉浆碱木质素、玉米芯酶解木质素、木质素磺酸钠和蔗渣碱木质素中的至少一种；
3.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥反应在磁力搅拌水浴锅中进行，反应温度为80℃，反应时间为12h；所述碳化反应在惰性气体下的管式炉中进行，具体碳化反应过程是从20℃以10℃/min的速率升温到300℃，保持60min，降温至室温。
4.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述木质素多孔炭和去离子水的质量体积比为(2～4)：(25～35)，单位：g/mL；所述木质素多孔炭和钾盐的质量比为1：(0.5～2)；所述钾盐为碳酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、溴化钾或碘化钾。
5.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，
6.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述解磷菌为巨大芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、短芽孢杆菌、盐沼盐杆菌、盐生盐杆菌和反硝化盐杆菌中的至少一种；
7.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述扩大培养按照如下方法进行：
8.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述木质素多级炭、解磷菌菌液和牛肉膏蛋白胨液体培养基的质量体积比为(0.5～2)：(0.5～3)：(20～150)，单位：g/mL/mL；所述烘干温度为30～60℃；
9.一种解磷菌@木质素炭制剂，其特征在于，采用权利要求1～8任一项所述解磷菌@木质素炭制剂的制备方法制备得到。
10.权利要求9所述解磷菌@木质素炭制剂在制备土壤改良剂，以及土壤改良中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述木质素为工业木质素，包括松木碱木质素、阔叶木碱木质素、麦草碱木质素、竹浆碱木质素、芦苇碱木质素、木浆碱木质素、棉浆碱木质素、玉米芯酶解木质素、木质素磺酸钠和蔗渣碱木质素中的至少一种；
3.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述干燥反应在磁力搅拌水浴锅中进行，反应温度为80℃，反应时间为12h；所述碳化反应在惰性气体下的管式炉中进行，具体碳化反应过程是从20℃以10℃/min的速率升温到300℃，保持60min，降温至室温。
4.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述木质素多孔炭和去离子水的质量体积比为(2～4)：(25～35)，单位：g/ml；所述木质素多孔炭和钾盐的质量比为1：(0.5～2)；所述钾盐为碳酸钾、氯化钾、碳酸氢钾、溴化钾或碘化钾。
5.如权利要求1所述的解磷菌@木质素炭制剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述干燥反应在磁力搅拌水浴锅中...
【专利技术属性】
技术研发人员：席跃宾，杨芝雨，赵建志，孔凡功，王守娟，田熠辉，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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