一种生物炭基益生菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物炭制备领域，具体涉及一种生物炭基益生菌剂及其制备方法。

背景技术

生物质炭具有发达的孔隙结构，巨大的比表面积和较大的吸附力，这使生物质炭在农业环境领域中有广泛的应用前景，可用于改善土壤环境与理化性质。这不仅符合我国农业发展带来低碳循环、可持续发展的新理念，还可以节约能源、改善环境、生态平衡，特别是对种植业秸秆循环利用的可持续发展具有深远的意义。

土壤微生物直接参与土壤物质和能量的转化，腐殖质的形成和分解，养分 释放，氮素固定等土壤肥力形成和发育过程。因此，向土壤中增加有益微生物 数量，能够增强土壤微生物活性，从而提高了土壤的肥力。但是目前现有的土壤微生物载体普遍存在益生菌附着力低，活性低的缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种生物炭基益生菌剂及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种生物炭基益生菌剂，包括生物炭球、内嵌和附着设置在生物炭球内的营养颗粒以及附着在营养颗粒表面和营养颗粒与生物炭球内壁之间的益生菌群。

进一步地，所述生态炭球通过以下方法制备所得：

将农业废弃物汽爆粉碎后，在氮气保护下650～750℃热解2～3h后，与适量固态水凝胶微粒混合，造粒，即得。

进一步地，所述固态水凝胶微粒的粒径为0.7～1μm，与农业废弃物粉的质量比为10:1。

进一步地，所述固态水凝胶微粒为一定形态的高吸水性高分子树脂充分吸水膨胀后形成的相应形态的固态颗粒。

进一步地，所述营养颗粒的粒径小于0.5μm，与生物炭球的质量比为1:5；所述营养颗粒由低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉制备所得。

进一步地，所述低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉的质量比为：1:0.3:0.2:5:2。

进一步地，所述益生菌群的有效活菌数≥200亿/g，生物炭基益生菌剂的有效活菌数≥20亿/g。

本发明还提供了一种生物炭基益生菌剂的制备方法，包括如下步骤：

S1、将农业废弃物汽爆粉碎后，在氮气保护下650～750℃热解2～3h后，与适量固态水凝胶微粒混合，造粒，得粒径为24目～30目的生物炭球；

S2、将低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉按质量比为1:0.3:0.2:5:2的比例混合搅拌均匀后，研磨，干燥，粉碎，得粒径小于0.5μm的营养颗粒；

S3、将生物炭球置于离心造粒机的滚转锅内，营养颗粒糊（1份营养颗粒兑5倍量的水）置于包衣造粒机的饲料室中，开动机器，采用粉末层积法制备内嵌和附着营养颗粒的生物炭球，备用；

S4、完成益生菌群的扩大培养，得益生菌液；

S5、将所述内嵌和附着营养颗粒的生物炭球置于流化床包衣机内，以益生菌液为包衣液，采用底喷式，喷液速度为5.0～6.0mL/min，入风频率为35～45 Hz，流化床包衣机内的温度始终维持30℃，包衣结束，包衣生物炭球继续在流化床内干燥一段时间取出，即得。

本发明具有以下有益效果：

所得的生物炭球具有疏松多孔、比表面积大、吸附和螯合能力强的特点，可以实现益生菌群的大量吸附，并保证益生菌群的活性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种生物炭基益生菌剂，包括生物炭球、内嵌和附着设置在生物炭球内的营养颗粒以及附着在营养颗粒表面和营养颗粒与生物炭球内壁之间的益生菌群；通过以下方法制备所得：

S1、将农业废弃物汽爆粉碎后，在氮气保护下650～750℃热解2～3h后，与适量固态水凝胶微粒混合，造粒，得粒径为24目～30目的生物炭球；

S2、将低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉按质量比为1:0.3:0.2:5:2的比例混合搅拌均匀后，研磨，干燥，粉碎，得粒径小于0.5μm的营养颗粒；

S3、将生物炭球置于离心造粒机的滚转锅内，营养颗粒糊（1份营养颗粒兑5倍量的水）置于包衣造粒机的饲料室中，开动机器，采用粉末层积法制备内嵌和附着营养颗粒的生物炭球，备用；

S4、完成益生菌群的扩大培养，得益生菌液；

S5、将所述内嵌和附着营养颗粒的生物炭球置于流化床包衣机内，以益生菌液为包衣液，采用底喷式，喷液速度为5.0～6.0mL/min，入风频率为35～45 Hz，流化床包衣机内的温度始终维持30℃，包衣结束，包衣生物炭球继续在流化床内干燥一段时间取出，即得。

本实施例中，所述固态水凝胶微粒的粒径为0.7～1μm，与农业废弃物粉的质量比为10:1。

本实施例中，所述固态水凝胶微粒为一定形态的高吸水性高分子树脂充分吸水膨胀后形成的相应形态的固态颗粒。本实施例中，所述高吸水性高分子树脂为聚丙烯酸盐类。

本实施例中，所述营养颗粒的粒径小于0.5μm，与生物炭球的质量比为1:5；所述营养颗粒由低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉制备所得。本实施例中，所述食用菌纤维为香菇纤维。

本实施例中，所述低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉的质量比为：1:0.3:0.2:5:2。

本实施例中，所述益生菌群的有效活菌数≥200亿/g，生物炭基益生菌剂的有效活菌数≥20亿/g。

实施例2

一种生物炭基益生菌剂，包括生物炭球、内嵌和附着设置在生物炭球内的营养颗粒以及附着在营养颗粒表面和营养颗粒与生物炭球内壁之间的益生菌群；通过以下方法制备所得：

S1、将农业废弃物汽爆粉碎后，在氮气保护下650～750℃热解2～3h后，与适量固态水凝胶微粒混合，造粒，得粒径为24目～30目的生物炭球；

S2、将低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉按质量比为1:0.3:0.2:5:2的比例混合搅拌均匀后，研磨，干燥，粉碎，得粒径小于0.5μm的营养颗粒；

S3、将生物炭球置于离心造粒机的滚转锅内，营养颗粒糊（1份营养颗粒兑5倍量的水）置于包衣造粒机的饲料室中，开动机器，采用粉末层积法制备内嵌和附着营养颗粒的生物炭球，备用；

S4、完成益生菌群的扩大培养，得益生菌液；

S5、将所述内嵌和附着营养颗粒的生物炭球置于流化床包衣机内，以益生菌液为包衣液，采用底喷式，喷液速度为5.0～6.0mL/min，入风频率为35～45 Hz，流化床包衣机内的温度始终维持30℃，包衣结束，包衣生物炭球继续在流化床内干燥一段时间取出，即得。

本实施例中，所述固态水凝胶微粒的粒径为0.7～1μm，与农业废弃物粉的质量比为10:1。

本实施例中，所述固态水凝胶微粒为一定形态的高吸水性高分子树脂充分吸水膨胀后形成的相应形态的固态颗粒。本实施例中，所述高吸水性高分子树脂为纤维素类。

本实施例中，所述营养颗粒的粒径小于0.5μm，与生物炭球的质量比为1:5；所述营养颗粒由低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉制备所得。本实施例中，所述食用菌纤维为竹荪纤维。

本实施例中，所述低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉的质量比为：1:0.3:0.2:5:2。

本实施例中，所述益生菌群的有效活菌数≥200亿/g，生物炭基益生菌剂的有效活菌数≥20亿/g。

实施例3

一种生物炭基益生菌剂，包括生物炭球、内嵌和附着设置在生物炭球内的营养颗粒以及附着在营养颗粒表面和营养颗粒与生物炭球内壁之间的益生菌群；通过以下方法制备所得：

S1、将农业废弃物汽爆粉碎后，在氮气保护下650～750℃热解2～3h后，与适量固态水凝胶微粒混合，造粒，得粒径为24目～30目的生物炭球；

S2、将低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉按质量比为1:0.3:0.2:5:2的比例混合搅拌均匀后，研磨，干燥，粉碎，得粒径小于0.5μm的营养颗粒；

S3、将生物炭球置于离心造粒机的滚转锅内，营养颗粒糊（1份营养颗粒兑5倍量的水）置于包衣造粒机的饲料室中，开动机器，采用粉末层积法制备内嵌和附着营养颗粒的生物炭球，备用；

S4、完成益生菌群的扩大培养，得益生菌液；

S5、将所述内嵌和附着营养颗粒的生物炭球置于流化床包衣机内，以益生菌液为包衣液，采用底喷式，喷液速度为5.0～6.0mL/min，入风频率为35～45 Hz，流化床包衣机内的温度始终维持30℃，包衣结束，包衣生物炭球继续在流化床内干燥一段时间取出，即得。

本实施例中，所述固态水凝胶微粒的粒径为0.7～1μm，与农业废弃物粉的质量比为10:1。

本实施例中，所述固态水凝胶微粒为一定形态的高吸水性高分子树脂充分吸水膨胀后形成的相应形态的固态颗粒。本实施例中，所述高吸水性高分子树脂为蛋白质类。

本实施例中，所述营养颗粒的粒径小于0.5μm，与生物炭球的质量比为1:5；所述营养颗粒由低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉制备所得。本实施例中，所述食用菌纤维为香菇纤维和竹荪纤维按质量比1:1混合所得。

本实施例中，所述低聚果糖、大豆小肽、海藻糖、食用菌纤维、纳米级玉米淀粉的质量比为：1:0.3:0.2:5:2。

本实施例中，所述益生菌群的有效活菌数≥200亿/g，生物炭基益生菌剂的有效活菌数≥20亿/g。

田间试验发现：本发明的生物炭基益生菌剂可有效改善植物的生长根系环境，促进土壤内有益菌群的生长，使土壤有机质含量提高了7.63％～13.97％，土壤微生物量碳提高了27.5％～43.1％，土壤微生物量氮提高了33.1％～39.7％。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。