[00140493]多孔性微生物-腐殖酸控释肥料的研发及应用研究

利用我省丰富的煤炭资源活化提取腐殖酸,同亲水性单体共聚交联,引入微生物益生菌及微量元素,采用表面活性剂做制孔剂,开发具有改良土壤结构、促进农作物生长、绿色环保的多孔性微生物-腐殖酸控释肥料。建立了产学研有效合作机制,与陕西科技大学合作完成了新产品的研发;同陕西省农业龙头企业-陕西鼎天济农腐殖酸制品有限公司合作,进行了产品中试生产工作;与中国科学院水土保持研究所合作完成了腐殖酸功能性菌肥在蔬菜、猕猴桃、草莓等作物上的大田试验,通过大田实验证明了腐殖酸肥料具有良好的性能。 1.研究内容 （1）从煤炭中提取腐殖酸及腐殖酸的分类纯化 以风化煤、褐煤、泥炭为原料,通过硝化、碱处理、酸化等步骤提取腐殖酸。通过单因素试验,探究了预处理方式,硝化时间,硝酸浓度,硝酸用量,硝化温度,碱液种类,碱液浓度,碱溶时间对腐殖酸提取率的影响,确定提取的最佳工艺。根据腐殖酸不同组分的溶解性质不同,对腐殖酸进行不同组分的分离,提取高纯度组分单一的腐殖酸。对提取的腐殖酸进行红外与元素分析检测,判断其是否能够作为潜在的合成保水剂的天然高分子基体。 （2）亲水性单体对腐殖酸进行改性 采用不同性质的亲水性单体（丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸与丙烯酰胺混合等）,在引发剂与交联剂的作用下同腐殖酸进行共聚改性,采用不同的交联剂和不同成分的腐殖酸、亲水性单体共聚,比较三种成分的腐殖酸合成的肥料的性能优异,阐明不同成分的腐殖酸及微生物菌对产物性能的影响。 （3）引入表面活性剂增强微生物肥多孔结构及益生菌微量元素的的研究 以提高微生物肥的功效为目的,对合成配方优化,引入不同基团的表面活性剂进行发泡,以使合成的微生物肥具有多孔结构。将生成的多孔结构的微生物肥与未加入表面活性剂的微生物肥进行对比,比较不同性质的表面活性剂对微生物肥各项性能及结构的变化,阐明表面活性剂对合成产物的性能影响。探讨表面活性剂在多孔结构形成过程中的作用机理。 （4）中试及大田示范试验 以将实验室的实验技术转化成工业生产技术为目的,对研究的合成方法进行中试试验,阐明中试试验中与实验室的不同之处,一些实验是可以忽略的因素,在工厂重视过程中往往会导致实验的失败。探讨中试过程中影响实验进行的各项因素,并且对合成工艺进行进一步的优化,对微生物-腐殖酸肥进行小规模的大田试验。 2.关键技术 （1）活化提取技术—腐殖酸抓住了农业生态核心物质-腐殖酸,充分利用我省陕北丰富的煤炭资源活化提取腐殖酸,实现改良土壤结构、促进农作物生长、体现绿色环保是本课题工作的首要任务; （2）接枝共聚技术—利用腐殖酸多官能团、活性基团的天然高分子的属性,对其进行活化、改性,同单体及其他高分子物质之间接枝共聚反应较难,如何提高腐殖酸的接枝效率,对于不同的成分选择相应的的反应体系是本课题工作必须攻克的难题; （3）功能化技术-本研究目标是合成具有多孔结构的绿色环保微生物-腐殖酸肥,如何控制产品孔径的大小及物质的孔隙率、保证产品的长效性、全营养为一体,及保持微生物活性是本课题成败的关键。 3.创新点 利用天然生态物质,使其功能化,制备集多孔、缓释、吸附、全营养为一体的微生物菌肥。