[发明专利]一种秸秆发酵物改性制备生物可降解钵育秧盘的方法

说明书

一种秸秆发酵物改性制备生物可降解钵育秧盘的方法，涉及农业秧苗培育工具领域。秸秆粉经1‑2M NaOH溶液处理后，由盐单胞菌Halomonas ZY‑1在序批式反应器中发酵转化为PHA。将PHA、β‑磷酸三钙、PBAT或PLA分别占原料总质量分数73‑85％、7‑10％、8‑10％混合制成生物可降解材料，经双螺杆挤出机挤出制成不同规格的可生物降解钵盂秧盘，发明的生物可降解钵盂秧盘比石化塑料育秧盘更轻便、强度高、韧性好等优势，满足培育秧苗的钵盂功能，废弃后分解为有机质提高土壤肥力。本发明将废弃秸秆资源转化为农用物资，分解后腐殖质提高土壤肥力，为发展生态循环经济和农业可持续发展提供新思路。

技术领域

本发明涉及农业秧苗培育工具领域。

背景技术

水稻等农作物生长中，钵育秧盘育苗可以提高秧苗存活率和缩减育秧过程，也是插秧机插秧必备部件，而目前所使用的育秧盘大多数由不可降解的石化塑料制作而成，使用后需要人工分拣的方法回收，费时费力，污染环境。

秸秆作为一种可再生资源，每年产生量巨大且难以分解和利用，直接堆砌占用耕地，燃烧又引发雾霾和环境污染，将秸秆开发成育秧盘，不仅变废为宝提供农用物质废弃后还为耕地提供腐殖质，对实现农业可持续发展和废弃物循环利用有重要意义。嗜盐菌具有在开放条件下利用秸秆中木质纤维素合成可生物降解的聚羟基脂肪酸酯(PHA)的特性，PHA具有一定保水性和透气性，在潮湿环境中10个月左右能彻底分解转化为有机质、水和二氧化碳。水稻在育秧盘中育秧时间约35d左右，利用秸秆合成的生物可降解育秧盘能满足种子发芽、育秧的钵盂功能，保证育苗期间钵盂盘能承载搬移和移栽等操作，废弃的育秧盘会逐渐降解为腐殖质和碳水化合物为植物生长提供营养并增加土壤腐殖质，利用稻杆发酵产物合成的育秧盘具有可降解性、保水性、透气性，作为育苗容器能保障秧苗根系呼吸和生长。待钵盂秧盘废弃后，被生物降解的产物对土壤和作物生长有益，能改善土壤结构和提高耕地有机质含量。

Halomonas ZY-1利用秸秆发酵合成的聚羟基脂肪酸类物质作为钵育秧盘的制作原料具有以下优势：聚羟基脂肪酸类物质易于成型，成型后保型能力强，其固定的形状为作物生长和根系起到保护作用，在堆码、搬运和运输过程中具有一定抗弯强度和抗压强度便于运输，同时秸秆原料丰富易于获取和加工为备用原料。

发明内容

本发明目的在于研发一种合成可生物降解的育秧盘的方法，育秧盘采用秸秆发酵物产生的可生物降解塑料PHA与可生物降解的PBAT或PLA进行混合改性后制成。钵育秧盘的材料由Halomonas ZY-1发酵秸秆合成的PHA、β-磷酸三钙、PBAT或PLA组成，分别占原料总质量的73-85％、7-10％、8-10％。

本发明可代替常规石化塑料材质的钵育秧盘，通过造粒、注塑等成型方法制成的生物可降解钵育秧盘，满足种子抚育、秧苗分离生长、秧苗移栽等操作，废弃后的育秧盘在水田内浸泡，可被生物分解转化为有机质和二氧化碳为秧苗生长提供营养，能同时满足育秧和秧苗生长基质的需求。由本发明所生产的塑料为白色半透明有透光性能，具有提高土层温度、强度高、韧性好等优势。本发明缓解东北粮食产区废弃秸秆量巨大污染环境的压力，同时解决育秧取土困难和黑土地腐殖质逐年下降的难题。

本发明所述秸秆发酵物所产生的PHA为盐单胞菌Halomonas ZY-1，Genebank登录号为 MH428215，盐单胞菌的菌株名为Halomonas ZY-1，于2018年11月22日保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.16773。盐单胞菌Halomonas ZY-1在SBR内利用秸秆发酵合成PHA，PHA、β-磷酸三钙、 PBAT或PLA混合，分别占原料总质量的73-85％、7-10％、8-10％，经双螺杆挤出机挤出造粒，做成可降解的育秧盘。

附图表说明

图1Halomonas sp.ZY-1的系统发育树