本發(fā)明屬于種植的工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種絡(luò)合石粉礦物的高儲(chǔ)水型有機(jī)基質(zhì)及其制備方法。
背景技術(shù)：
纖維素酶是一組專(zhuān)一水解纖維素的酶類(lèi)，能有效水解纖維素，但實(shí)踐過(guò)程種發(fā)現(xiàn)，纖維素酶降解纖維素的酶解效率較低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本比較高，這限制了纖維素的水解生產(chǎn)。固定化酶催化反應(yīng)結(jié)束具有能回收、易分離、反復(fù)多次使用等優(yōu)點(diǎn)，所以纖維素酶的固定化研究長(zhǎng)期以來(lái)備受人們的關(guān)注。開(kāi)發(fā)出成本低、穩(wěn)定性高、簡(jiǎn)便使用的固定化方法以及新型的功能性載體材料，對(duì)拓展固定化纖維素酶在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用至關(guān)重要。
淀粉廉價(jià)易得，與丙烯酰胺等經(jīng)接枝聚合以后，可得到多孔的顆粒狀載體，同時(shí)也是一種高吸水性樹(shù)脂，是一種具有三維網(wǎng)狀的功能高分子材料，而且保水能力非常高。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，高吸水性樹(shù)脂已被廣泛用于農(nóng)林、園藝、醫(yī)療衛(wèi)生、石油化工、日用化妝品、建材等方面。除了淀粉類(lèi)接枝樹(shù)脂聚合物意外，其它還有纖維素類(lèi)和人工合成類(lèi)的樹(shù)脂接枝聚合物。其中淀粉類(lèi)因材料可再生、來(lái)源廣泛、種類(lèi)多、產(chǎn)量大、廉價(jià)易得，相比后兩個(gè)而備受關(guān)注。
農(nóng)林樹(shù)木的種植和果樹(shù)的種植最適的條件一般都是以沙壤土，濕潤(rùn)的土壤條件，土質(zhì)疏松透氣，有機(jī)質(zhì)含量高為最優(yōu)，而通常的情況是：為了提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，重施有機(jī)肥，一方面土壤很難達(dá)到疏松的目的，有機(jī)質(zhì)很難滲透到底層，一直滯留在樹(shù)木種植時(shí)地面附近，水流經(jīng)過(guò)很容易流失，即使土壤疏松，也很難達(dá)到有機(jī)肥的最佳效果，原因在于有機(jī)肥分解后產(chǎn)生的有機(jī)酸和各類(lèi)有機(jī)成分，會(huì)產(chǎn)生膠質(zhì)成分，膠黏化土壤，使砂質(zhì)的土壤粘結(jié)在一起，促使土壤密閉不透氣，時(shí)間一長(zhǎng)由不透氣可以發(fā)多種病蟲(chóng)害的危機(jī)，對(duì)于很多樹(shù)種都會(huì)存在的問(wèn)題。再有，秋天時(shí)期樹(shù)木落葉，厚厚的落葉是很好的有機(jī)肥材料，但往往樹(shù)林、山區(qū)等地的地面積攢了多年的落葉，腐殖層極厚，一方面容易發(fā)生火災(zāi)，同時(shí)影響肥料的施用，如此大量的落葉堆積原因在于：土壤中不存在快速分解落葉的微生物菌群，使得如此龐大的有機(jī)質(zhì)物料不能被快速利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明為了提高樹(shù)木類(lèi)農(nóng)作物的種植效率，研究了一種球形顆粒狀的種植基質(zhì)，有利于提高土壤吸水、保水和對(duì)纖維素類(lèi)物料的分解能力，具體是通過(guò)以下的方法實(shí)現(xiàn)的：
一種絡(luò)合石粉礦物的高儲(chǔ)水型有機(jī)基質(zhì)，其特征在于，由以下重量份的原料制成：纖維素酶制劑8~15、樹(shù)脂單體混合物30~40、土豆淀粉5~10、玉米秸稈15~20、甘蔗渣30~40、油質(zhì)頁(yè)巖10~18、海泡石20~25、泥炭土45~60、淘米水40~60、鉬酸銨2~5、竹炭粉4~8、海鮮廢棄料55~65、雞骨粉15~25、藕池淤泥10~15和適量的水；
所述的樹(shù)脂單體混合物是將重量份為單位的丙烯酸單體30~40份、引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀2~4份和交聯(lián)劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.5~1.0份混合而成。
一種絡(luò)合石粉礦物的高儲(chǔ)水型有機(jī)基質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：
（1）將土豆淀粉于水浴鍋中加熱保溫至40~50℃，攪拌至糊化，然后混合加入樹(shù)脂單體組合物和纖維素酶制劑，保溫條件下，搖床搖晃聚合反應(yīng)2~3h，完成后真空干燥，研磨過(guò)60~80目篩的微粉；
（2）混合油質(zhì)頁(yè)巖和海泡石，放入回轉(zhuǎn)窯高溫900~1200℃煅燒40~50min，完成后迅速淬水，粉碎成粉劑；
（3）混合竹炭粉、海鮮廢棄料、雞骨粉及其它以下未涉及的剩余成分，加入（2）所得粉劑，挖坑填埋漚制5~10天，完成后挖出晾曬2~3天；
（4）混合玉米秸稈和甘蔗渣，先加水浸泡煮沸，靜置曬干，研磨成粉劑，加入泥炭土、（1）所得微粉及（3）所述的腐熟料，加水?dāng)嚢枵{(diào)制成膏體，圓盤(pán)造粒制成4~8mm粒徑的球狀，烘干即可。
淀粉接枝高吸水性樹(shù)脂聚合物用于固定化纖維素酶的載體現(xiàn)在已逐漸成熟，而有機(jī)物的組成中大多是由纖維素物料最多，除了纖維素分解菌類(lèi)微生物可以起到一定效果外，纖維素在土壤中自身分解速度較慢，而單純的使用纖維素菌或者纖維素酶制劑，在激烈競(jìng)爭(zhēng)的自然環(huán)境中，都很難維持持久性的效果，因此，發(fā)明利用淀粉接枝樹(shù)脂的吸水性聚合物作為載體，用于纖維素酶的載體，包被條件下的纖維素酶活性時(shí)間大大延長(zhǎng)。
同時(shí)淀粉接枝樹(shù)脂聚合物還具有極好的吸水、保水特性，用于樹(shù)木的基質(zhì)方面，效果極好，以可溶性的淀粉為接枝聚合淀粉，丙烯酸單體為樹(shù)脂單體，交聯(lián)劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，引發(fā)劑選用過(guò)硫酸鉀，先將淀粉水浴鍋中40~50℃攪拌至糊化，然后混合加入樹(shù)脂單體組合液和纖維素酶制劑，保溫振動(dòng)搖晃聚合反應(yīng)2~3h，完成后蒸餾水洗滌，真空干燥，粉碎成微粉；而利用紅外光譜圖中可以看出，波數(shù)為3430、1670、1559cm-1時(shí)出現(xiàn)—OH、—CO—CH2和—COO—特征吸收峰，表明丙烯酸已經(jīng)成功接枝到淀粉分子上，利用高倍纖維照片可以明顯看出，聚合物顆粒相互纏繞的網(wǎng)格狀，說(shuō)明在微波的作用下，淀粉與丙烯酸單體形成的是交互貫穿的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，而丙烯酸與淀粉接枝聚合的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)可以包被纖維素酶，提供一個(gè)很好的保護(hù)條件，不至于受到環(huán)境因素太大的干擾，纖維素酶也可以長(zhǎng)時(shí)間維持一個(gè)高效的活性，同時(shí)淀粉接枝樹(shù)脂還具有一個(gè)很好的吸水特性，利用這種包被酶測(cè)定其活力，將0.01g的固定化酶放入20ml試管中，加入富含纖維素的溶液，通過(guò)預(yù)熱后自然反應(yīng)，檢測(cè)反應(yīng)后纖維素的降解情況，可以明顯觀察出酶的活性。
公司將這一包被酶的吸水樹(shù)脂用作樹(shù)木種植的基質(zhì)，同時(shí)加入富含纖維的秸稈粉、石粉、發(fā)酵料、土壤等，制成稠膏后造粒成球形顆粒，秸稈粉主要由纖維素組成，造粒后利用包被的纖維素酶可以加快秸稈粉的降解，形成孔隙，無(wú)形中增大了顆粒劑的比表面積，提高土壤透氣性，由接枝樹(shù)脂包被的纖維素酶活性的維持時(shí)間大大延長(zhǎng)，可以分解樹(shù)木的落葉，提高有機(jī)料的肥料利用，減少無(wú)機(jī)肥施用量，最后淀粉接枝樹(shù)脂聚合物還具有一定的吸水、保水能力，對(duì)提高土壤濕度很有幫助。
本發(fā)明的有益效果：通過(guò)對(duì)礦石的高溫加工處理，可以氧化礦石中的稀有元素，然后與有機(jī)物料混合填埋漚制，有機(jī)物料是以海鮮廢棄料為主，腐熟后的產(chǎn)物富含氨基酸成分，利用氨基酸腐熟過(guò)程中絡(luò)合高溫氧化的礦質(zhì)元素，促進(jìn)吸收，同時(shí)由淀粉接枝的樹(shù)脂聚合物具有很好的吸水、保水效果，是一種很好的種植基質(zhì)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
一種絡(luò)合石粉礦物的高儲(chǔ)水型有機(jī)基質(zhì)，其特征在于，由以下重量份（Kg）的原料制成：纖維素酶制劑10、樹(shù)脂單體混合物36、土豆淀粉6、玉米秸稈18、甘蔗渣35、油質(zhì)頁(yè)巖12、海泡石22、泥炭土50、淘米水55、鉬酸銨3、竹炭粉5、海鮮廢棄料60、雞骨粉20、藕池淤泥12和適量的水；
所述的樹(shù)脂單體混合物是將重量份（Kg）為單位的丙烯酸單體35份、引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀3份和交聯(lián)劑N,N-亞甲基雙丙烯酰胺0.6份混合而成。
一種絡(luò)合石粉礦物的高儲(chǔ)水型有機(jī)基質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：
（1）將土豆淀粉于水浴鍋中加熱保溫至40~50℃，攪拌至糊化，然后混合加入樹(shù)脂單體組合物和纖維素酶制劑，保溫條件下，搖床搖晃聚合反應(yīng)2~3h，完成后真空干燥，研磨過(guò)60~80目篩的微粉；
（2）混合油質(zhì)頁(yè)巖和海泡石，放入回轉(zhuǎn)窯高溫900~1200℃煅燒40~50min，完成后迅速淬水，粉碎成粉劑；
（3）混合竹炭粉、海鮮廢棄料、雞骨粉及其它以下未涉及的剩余成分，加入（2）所得粉劑，挖坑填埋漚制5~10天，完成后挖出晾曬2~3天；
（4）混合玉米秸稈和甘蔗渣，先加水浸泡煮沸，靜置曬干，研磨成粉劑，加入泥炭土、（1）所得微粉及（3）所述的腐熟料，加水?dāng)嚢枵{(diào)制成膏體，圓盤(pán)造粒制成4~8mm粒徑的球狀，烘干即可。
在紫荊幼苗移栽的時(shí)候或者成年樹(shù)種根系附近挖環(huán)溝，將本發(fā)明的種植接枝按2:1的比例與底土混合填埋，效果顯著，大大提高土壤保濕能力，土壤無(wú)機(jī)肥施用量降低，土壤的透氣性能有所提高。