一種硫基γ-生物氮肥及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微生物菌肥生產技術領域，特別涉及一種硫基Y -生物氮肥及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在現代農業生產中，化肥發揮著越來越重要的作用，其中以氮肥消費量最大，每年約3000萬噸(折純)。然而，氮肥通過揮發、淋溶和徑流等途徑，平均損失高達45%，致使每年損失的氮素高達1300多萬噸，相當于數千萬噸尿素，更為嚴重的是，化肥已經并將繼續給我們的生存環境帶來諸多不良的后果，如土壤板結、水質污染、農產品污染、溫室效應等問題。
[0003]常用的氮肥品種大至分為銨態、硝態和酰胺態氮肥三種類型。近20年來又研制出長效氮肥新品種。各類氮肥主要品種如下:(I)銨態氮肥:主要有硫酸銨、氯化銨、碳酸氫銨、氨水和液體氨；(2)硝態氮肥:主要有硝酸納、硝酸鈣；(3)酰胺態氮肥主要有尿素、氰氨化鈣(石灰氮)。
[0004]按原理和工藝的不同，長效復混肥(或緩效復混肥)可粗分為兩大類:包膜類和非包膜類。聚合物包膜肥料是典型的也是目前國際公認的控效肥料，這類肥料的基本特點是其養分釋放具有較好的調控性，但由于其生產成本較高，工藝復雜等原因，在大田生產上應用還存在一定的期限性。改性(型)肥料是一類非包膜肥料，它通過采取某種制造手段，或加入某種添加劑，或加入某種載體，改變水溶性肥料的性質，從而達到控制或延緩肥料中養分釋放的目的。非包膜肥料的控效和緩效技術可以省卻包膜肥料生產所需的復雜設備，生產工藝相對簡單，有利于降低肥料加工成本，增強市場競爭力。
[0005]公知的硫基生物肥或者復合肥中所含氮磷鉀成分一般由氯化鉀、氣氨、尿素、硫酸、磷酸為原料進行生產，一般N: P: K比例為(15 —19): (15—19): (15 —19)，首先是較低水平的氮磷鉀肥效不夠高；其次是較高水平的氮磷鉀比例時，由于肥料的流失，真正有效的肥力也體現不出來；再次是相關的填料成分影響肥效的含量，外觀品質差，水溶性差。
[0006]Y-聚谷氨酸(Y-poly-glutamic acid，簡稱Y-PGA)是微生物發酵產生的陰離子型多聚氨基酸，對環境無污染，為綠色生物產品，具極佳的生物可降解性、成膜性、成纖維性、可塑性、粘結性、保濕性等許多獨特的理化和生物學特性，這些特性使其具有增稠、乳化、凝膠、成膜、保溫、緩釋、助溶和粘結等有益功能，使其在農業、醫藥、環境保護、食品、化妝品等諸多領域具有十分廣闊的應用前景。
[0007]在中國乃至世界范圍，草本植物是一個大家族，資源豐富，種類繁多；其中雀麥草、燕麥、大麥是其中的優良品種，生長速度快，從麥草類植物葉中提取的固態顆粒物質，具有豐富的氨基酸、SOD酶、微量元素、礦物質和大量的微生物菌群，是一類優良的協同物質，與Y -聚谷氨酸進行配合，能夠充分發揮出二者的優勢，共同提高生物肥料的利用率和肥效率。
[0008]Y-聚谷氨酸的生產可以有生物發酵的技術來大規模的生產，既能提高肥料的氮素營養利用率，又對植物有一定的保水作用，能減少植物生長所需的用水量，但是作為合適肥料的功能性添加劑，其作用和效率還遠沒有完全發揮出來；如何篩選能夠與Y-聚谷氨酸產生協同作用的物質，并共同開發一種生物肥料，從而提高Y -聚谷氨酸的有效作用，為國家和農民提供更加有效和節約的微生物菌肥，從而創造出更大的社會效益和經濟效益。我國每年因肥料利用率低，造成的浪費直接經濟損失近千億元，據統計，常用氮肥當季利用率只有30%左右，這不僅造成了化肥的浪費，而且對于大氣、水體土壤等人類賴以生存的環境造成污染。因此在國家大力提倡節能減排的今天，為了減輕環境污染，提高肥料的利用率，研制一種新型、高效、綠色環保的Y-聚谷氨酸類生物氮肥就具有非常有必要和有價值的。也是業界研發和攻關的主要方向。
【發明內容】
[0009]為解決上述技術問題，本發明提供了一種硫基Y -生物氮肥及其制備方法，針對現有肥料的不足，采用Y-聚谷氨酸和麥草提取物作為微生物菌肥協同增效的互補成分，利用相應的硫基物質和中微量元素，進行加工混配，來生產一種硫基Y -生物氮肥。
[0010]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:一種硫基Y -生物氮肥及其制備方法，包括硫基Y-生物氮肥和硫基Y-生物氮肥的制備方法，其特征在于:
[0011]所述硫基Y-生物氮肥包括:功能性成分為Y-聚谷氨酸、麥草提取物、微生物菌劑；中量元素氮元素；所述Y-聚谷氨酸與微生物菌劑通過發酵工藝一體化制備，所述麥草提取物通過麥草嫩苗提取加工而成，所述中量元素氮元素通過相關化合物粉體獲得。
[0012]所述的Y-聚谷氨酸為Y-聚谷氨酸純品、或Y-聚谷氨酸鹽純品、或包含Y-聚谷氨酸的發酵培養物、或Y -聚谷氨酸溶液、或含有Y -聚谷氨酸的粉體；Y -聚谷氨酸鹽純品、包含Y-聚谷氨酸的發酵培養物、Y-聚谷氨酸溶液、含有Y-聚谷氨酸的粉體的用量以其中所含的Y-聚谷氨酸計；Y-聚谷氨酸的平均分子量為5-3000KDa。優選Y _聚谷氨酸粉體。
[0013]所述麥草提取物為雀麥、大麥、燕麥、青顆、喬麥的嫩苗提取物；優選大麥提取物。
[0014]所述微生物菌劑含有:枯草芽孢桿菌(Bacillus subtil is) NX-2,地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、固氮菌。
[0015]所述氮素可來源于尿素(CO(NH2)2)、碳酸氫銨(NH4HCO3)、硫酸銨((MM)2SO4)中的任意二種，但不局限于上述氮肥，優選尿素和硫酸銨。
[0016]所述硫基Y-生物氮肥的優選配方為:Y-聚谷氨酸、麥草提取物、微生物菌劑；中量元素氮元素；優選為尿素與硫酸銨。
[0017]所述硫基Y-生物氮肥各成分配比為:Y-聚谷氨酸0.1—5.0份；麥草提取物2—20份；微生物菌劑2—8份，菌含量為每克20億個以上；尿素40—60份，硫酸銨15 — 35份。
[0018]所述Y -聚谷氨酸的發酵制備方法:
[0019]Y -聚谷氨酸是純生物發酵干燥而成，發酵菌種為枯草芽孢桿菌與地衣芽孢桿菌，二種菌均是Y-聚谷氨酸高產菌株，利用這二種菌株的高產功效，通過發酵制備Y-聚谷氨酸溶液，進一步分離提純制備Y -聚谷氨酸粉體。
[0020]Y -聚谷氨酸的制備提純工藝為:分別將地衣芽胞桿菌和枯草芽孢桿菌接入含有已滅菌培養基的發酵罐中，控制溫度，PH，攪拌轉速和通風溶氧，發酵一定時間得到含有聚谷氨酸的發酵液；Y-聚谷氨酸發酵液添加硅藻土，板框過濾分離去除菌體后，提取上清液，上清液加入乙醇醇沉得到Y -聚谷氨酸沉淀，清洗沉淀，分離出沉淀，用去離子水溶解，得Y-聚谷氨酸溶液，將Y -聚谷氨酸噴粉干燥，即得Y -聚谷氨酸粉體；通過將二種含菌發酵液混合可制得含菌Y -聚谷氨酸溶液。其中，Y -聚谷氨酸粉體中，Y -聚谷氨酸的含量為10-40wt%，Y-聚谷氨酸的平均分子量為200-3000Kda。優選的質量百分比范圍是12-22wt%。
[0021]所述枯草芽孢桿菌與地衣芽孢桿菌菌種，來自于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，CGMCC，保藏編號分別為:CGMCC N0.0833、CGMCC N0.3336。
[0022]所述微生物發酵菌液的組成為:地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)NX-2 二種菌株的發酵液以1:1的質量比混合。
[0023]所述Y -聚谷氨酸發酵純化工藝流程:
[0024](a)斜面活化:將4°C斜面保存的地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌菌株活化，后將其分別劃線接種于LB固體平板培養基上，培養24— 48h ；
[0025](b)種子液制備:挑取活化的菌落，分別接種于LB液體培養基中，30—37°C、160rpm 培養 20— 40h ；
[0026](c)發酵培養:將培養好的種子液分別