一种包膜型复合微生物菌剂及其制备方法

本发明属于生物肥料，尤其涉及一种包膜型复合微生物菌剂及其制备方法。

背景技术：

1、微生物菌剂和有机或无机肥料结合共同制粒可以通过微生物的生命活动作用增加有机或无机肥料的利用，微生物菌剂在肥料方面应用途径主要是以下两种：微生物菌剂和肥料混合造粒；另一种是将微生物菌剂在造粒后喷涂在肥料表面，两种将微生物菌剂添加的肥料表面的方式都因为高温、高盐、干燥等制备工艺方式以及肥料自身影响导致微生物菌剂的活菌数短时间内大量下降，并且微生物菌剂贮存时间短，和肥料一起施加后存活率低。

2、专利cn114163283a公布了一种包膜型微生物菌剂，由肥料核芯、有机质中间层、微生物菌剂表层组成，通过中间层有机质将肥料核芯与微生物菌剂物理分隔开，使微生物菌剂在高浓度氮、磷、钾条件下仍可以促进植物对肥料核芯镁元素的吸收。然而此发明虽避免了制备过程中微生物菌剂与肥料核芯直接接触，将依次将中间层、微生物菌剂包覆肥料核芯表面，经过双层包覆制备复杂，并且此发明微生物菌剂直接裸露在最外层，外界环境的气候变化仍会对微生物菌剂的活性产生影响，并且比发明制备的微生物菌剂并无缓控特性以及保水性。因此制备一种可以有效防止微生物菌剂损害，维持微生物菌剂保持高活性，具有缓控效果，能有效提高肥料的利用率，具有吸水高水性，稳定性好的包膜型微生物菌剂在生物肥料技术领域方面的应用具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明克服现有技术的不足，公开了一种包膜型复合微生物菌剂及其制备方法，将解淀粉芽孢杆菌，哈茨木霉菌，阿维菌素链霉菌，巴氏梭菌组合成的微生物菌剂负载在改性稻壳生物炭，在外层包覆一层由改性羧甲基纤维素钠、壳聚糖、海藻酸钠制备的控释保护膜，和尿素混合制粒，从而制备了一种包膜型复合微生物菌剂。

2、为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：

3、一种包膜型复合微生物菌剂，包括以下质量份原料组成：尿素60-80份，微生物菌剂18-25份，包膜剂25-30份，交联剂1-2份，引发剂3-5份，助剂5-8份，载体45-60份，改性剂3-5份，质量分数5％葡萄糖15-20份，碳酸钙12-15份。

4、优选的，所述的微生物菌剂为质量比1：1：1：1的解淀粉芽孢杆菌，哈茨木霉菌，阿维菌素链霉菌，巴氏梭菌。

5、更优选的，所述的解淀粉芽孢杆菌购于中国普通微生物菌种保藏管理中心，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号，于2016年4月30日保藏，保藏编号cgmcc1.15674；所述的哈茨木霉菌购于中国普通微生物菌种保藏管理中心，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号，于2016年5月13日保藏，保藏编号为cgmcc3.15684；所述的阿维菌素链霉菌购于中国普通微生物菌种保藏管理中心，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号，于2008年9月3日保藏，保藏编号为cgmcc4.6364；所述的巴氏梭菌购于中国普通微生物菌种保藏管理中心，地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号，于2000年7月4日保藏，保藏编号为cgmcc1.2675。

6、优选的，所述的包膜剂为质量比1：1：1的羧甲基纤维素钠，壳聚糖，海藻酸钠。

7、优选的，所述的交联剂为n，n-亚甲基双丙烯酰胺，所述的引发剂为过硫酸钾。

8、优选的，所述的助剂为质量分数3-5％的柠檬酸。

9、优选的，所述的载体为改性稻壳生物炭。

10、优选的，所述的改性剂为质量比3：1的γ-氨基丁酸和硫酸镁。

11、一种包膜型复合微生物菌剂的制备方法，步骤如下：

12、(1)羧甲基纤维素钠改性：

13、将羧甲基纤维素钠溶于500ml蒸馏水中，搅拌溶解，通入氮气排空空气，加热升温到70℃，加入1-2份过硫酸钾，搅拌30min，依次加入γ-氨基丁酸和硫酸镁，在70℃温度条件下搅拌加热3h，自然冷却至25℃，静置40min，得到改性羧甲基纤维素钠；

14、(2)包覆膜制备：

15、将步骤(1)制备的改性羧甲基纤维素钠置入反应容器中，加入2-3份过硫酸钾，加热升温到70℃，搅拌反应1h，降温到55℃，依次加入海藻酸钠，质量分数3-5％的柠檬酸，搅拌混合均匀，维持温度55℃搅拌40min，缓慢加入壳聚糖，持续搅拌35min，冷却至25℃，得到包覆膜；

16、(3)改性稻壳生物炭制备：

17、将稻壳浸泡在质量分数8％的氢氧化钠溶液20min，烘干后至含水量≤3％，加入反应釜中，通入氮气排空空气，以5℃/min的升温速度加热至700℃，维持700℃保温2h，冷却至25℃，取出研磨过120目筛，得到改性稻壳秸秆生物炭；

18、(4)微生物菌剂活化：

19、将解淀粉芽孢杆菌，哈茨木霉菌，阿维菌素链霉菌，巴氏梭菌分别在30℃、25℃、28℃、37℃的蛋白胨培养基中培养48h；

20、(5)微生物菌剂增殖：

21、将步骤(4)活化的解淀粉芽孢杆菌，哈茨木霉菌，阿维菌素链霉菌，巴氏梭菌分别按12％接种量接种到液体培养基中，分别在30℃、25℃、28℃、37℃温度条件下培养至菌浓度od600≈2.5，按质量比1：1：1：1混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂；

22、(6)改性稻壳生物炭负载微生物菌剂：

23、将步骤(5)制备的微生物菌剂浸泡在质量分数为5％的葡萄糖溶液中15min，加入800ml蒸馏水，加入步骤(3)制备的改性稻壳生物炭，在28℃恒温震荡箱中培养24h，取出放入烘箱28℃温度条件下烘干至含水量≤3％；(7)微生物菌剂包覆包覆膜：

24、将步骤(6)制备的负载微生物菌剂的改性稻壳生物炭与步骤(2)制备的包覆膜加入28℃恒温震荡箱，震荡保存6h，充分混合均匀，加入烘箱，28℃温度条件下烘干至含水量≤3％，使负载微生物菌剂的改性稻壳生物炭表面包覆一层黏膜；

25、(8)制剂：

26、将步骤(7)制备的包膜后的负载微生物菌剂的改性稻壳生物炭，粉碎过80目筛，碳酸钙粉碎过120目筛，将粉碎后的碳酸钙粉末、包膜后的负载微生物菌剂的改性稻壳生物炭、尿素混合均匀，烘干至含水量≤15％，经圆盘造粒机65℃温度下造粒，筛选出粒径为3-6mm的颗粒，得到一种包膜型复合微生物菌剂。

27、优选的，步骤(4)所述蛋白胨培养基组成为：蛋白胨15g、氯化钠3g、琼脂粉15g，蒸馏水1200ml，ph为7.0；步骤(5)所述液体培养基组成为：蛋白胨15g，牛肉膏10g，酵母粉3g，柠檬酸氢二胺2g，无水乙酸钠3g，七水硫酸镁0.6g，葡萄糖18g，蒸馏水1000ml，ph值为7.0。

28、解淀粉芽孢杆菌抗逆性强，繁殖快，稳定性强，可促进农作物生长，提高农作物抗性防制病虫害，增加土壤有机质和速效养分含量。

29、哈茨木霉菌能够将菌丝深入矿物内部获取养分，释放土壤中磷、钾元素，激活土壤微生物菌群，促进植物生长。

30、阿维菌素链霉菌具有固氮、解磷、解钾，提高土壤有机质含量提高土壤肥力作用。

31、巴氏梭菌提高土壤中有效磷和速效钾含量。

32、羧甲基纤维素钠、壳聚糖、海藻酸钠组成的包膜剂在引发剂以及交联剂作用下发生聚合，形成的包覆膜稳定性更高，均匀性更好，并且具有良好的吸水、保水性，微生物菌剂在包覆膜内迅速增殖，缓慢溢出；包覆膜负载的海藻酸钠具有ph敏感性，形成的包覆膜具有控释性，当作物缺乏养分，根部ph降低，会增加包覆膜内微生物菌剂的流出。

33、γ-氨基丁酸增加了成膜特性，增加抗氧化性，保持微生物菌剂活性，高活性的微生物菌剂分解释放土壤中养分，提高尿素利用率，促进作物生长，增强作物抗旱能力。

34、硫酸镁中的镁离子可以通过羧甲基纤维素和γ-氨基丁酸进行亲核交联，从而影响包覆膜的强度和柔韧性，在微生物菌剂制剂过程中以及使用过程中，可以减少温度以及机械压力对微生物菌剂造成的伤亡损害，尤其针对哈茨木霉菌，添加改性后的羧甲基纤维素钠制备的包覆膜具有良好的保护效果。

35、有益效果

36、本发明将解淀粉芽孢杆菌，哈茨木霉菌，阿维菌素链霉菌，巴氏梭菌组合成的微生物菌剂负载在改性稻壳生物炭，在外层包覆一层由改性羧甲基纤维素钠、壳聚糖、海藻酸钠制备的控释保护膜，和尿素混合制粒，从而制备了一种包膜型复合微生物菌剂。和现有技术进行对比，本发明的解淀粉芽孢杆菌，哈茨木霉菌，阿维菌素链霉菌，巴氏梭菌组合成的微生物菌剂能起到相互促进影响的作用，对于土壤微生物菌落唤醒，土壤有机质含量提升，土壤养分利用率，提高作物抗逆性方面均明显优于缺少任何一种微生物的效果；经过质量比3：1的过γ-氨基丁酸和硫酸镁改性后的羧甲基纤维素钠制备的包覆膜吸水保水性，强度，稳定性，柔润性更好，可以均匀的包覆在微生物菌剂表面，提高微生物菌剂活性，减少微生物菌剂制剂过程中以及使用过程中温度，机械压力等外部环境对微生物菌剂造成的损害；同时制备的包覆膜具有控释性，能有效的提高土壤中养分的利用率，提高尿素利用率。