CN109054841A - 一种pH敏感型农业用菌剂 - Google Patents
一种pH敏感型农业用菌剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109054841A CN109054841A CN201810912892.0A CN201810912892A CN109054841A CN 109054841 A CN109054841 A CN 109054841A CN 201810912892 A CN201810912892 A CN 201810912892A CN 109054841 A CN109054841 A CN 109054841A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microbial inoculum
- product
- microorganism
- responsive type
- binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 57
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 44
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 26
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims abstract description 12
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 32
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 15
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 15
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 14
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims description 13
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 claims description 11
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 11
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 11
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 11
- CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N Dopamine hydrochloride Chemical compound Cl.NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 CTENFNNZBMHDDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229960001149 dopamine hydrochloride Drugs 0.000 claims description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 10
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 9
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 claims description 9
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000013268 sustained release Methods 0.000 claims description 8
- 239000012730 sustained-release form Substances 0.000 claims description 8
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims description 8
- 244000045561 useful plants Species 0.000 claims description 8
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 6
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 claims description 6
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 5
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 claims description 5
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009395 breeding Methods 0.000 claims description 4
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 claims description 4
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N N-Methylolacrylamide Chemical compound OCNC(=O)C=C CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 abstract description 4
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 241000235342 Saccharomycetes Species 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 5
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N hydrochloric acid Substances Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 4
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 4
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005595 deprotonation Effects 0.000 description 2
- 238000010537 deprotonation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 1-(2,3-difluorophenyl)ethanone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC(F)=C1F PQUXFUBNSYCQAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000726221 Gemma Species 0.000 description 1
- WTDRDQBEARUVNC-UHFFFAOYSA-N L-Dopa Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C(O)=C1 WTDRDQBEARUVNC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- ZZVUWRFHKOJYTH-UHFFFAOYSA-N diphenhydramine Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OCCN(C)C)C1=CC=CC=C1 ZZVUWRFHKOJYTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229960004502 levodopa Drugs 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229940047670 sodium acrylate Drugs 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
- C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
- C09K17/16—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only applied in a physical form other than a solution or a grout, e.g. as platelets or granules
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/14—Fungi; Culture media therefor
- C12N1/16—Yeasts; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2101/00—Agricultural use
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2109/00—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE pH regulation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Mycology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Botany (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种pH敏感型农业用菌剂。所述菌剂包括微生物、粘结剂、多巴胺或其盐、pH敏感型高聚物分子；所述pH敏感型高聚物分子为以氧化石墨烯为交联剂，由丙烯酸聚合而成的高聚物分子。本发明通过将多巴胺附着在活菌制粒剂的表面，然后在多巴胺表面包覆具pH敏感型的高聚物分子，从而制备出一种可根据环境的pH值调节其包裹的活菌的释放量的pH敏感型农业用菌剂，在盐碱化土壤中，施用本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，可以快速释放其中的活菌，从而加速改善土壤盐碱化问题；而在酸化的土壤中施用本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，可以有效减缓其中的活菌的释放速率，防止活菌发酵分解产生的有机肥料在酸性土壤中的流失，提高肥料的利用效率。
Description
技术领域
本发明属于肥料开发技术领域，具体涉及一种pH敏感型农业用菌剂。
背景技术
通常，我国各地气候差异较大，随着可持续现代农业的规模化发展，肥料的过度使用以及人类的活动到导致土壤酸碱化程度的问题越来越严重。土壤的理化性质对于植物的生长环境和肥料本身的利用效率有着显著地影响。盐碱化的土壤不利于作物的生长，而酸性土壤中存在的大量氢离子，又导致部分肥料的流失，极大的降低了肥料的利用效率。对于上述问题的解决，目前还没有一个有效的手段提出。
发明内容
本发明提供了一种pH敏感型农业用菌剂，为上述问题的有效解决提供了一个新的思路。本发明提供的pH敏感型农业用菌剂可根据环境的pH值调节其包裹的活菌的释放量，在盐碱化土壤中，施用本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，可以快速释放其中的活菌，从而加速改善土壤盐碱化问题；而在酸化的土壤中施用本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，可以有效减缓其中的活菌的释放速率，防止活菌发酵分解产生的有机肥料在酸性土壤中的流失，提高肥料的利用效率。
本发明的一个目的是提供一种pH敏感型农业用菌剂，所述菌剂包括微生物、粘结剂、多巴胺或其盐、pH敏感型高聚物分子；所述pH敏感型高聚物分子包括：以氧化石墨烯为交联剂，由丙烯酸聚合而成的高聚物分子。
具体的，所述菌剂还包括下述1)-3)中所述的至少一种：
1)所述粘结剂包括可为所述微生物提供其代谢或繁殖的养料；具体的，所述粘结剂包括淀粉和/或水；
2)所述微生物包括有益植物生长的微生物；具体的，所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和/或乳酸菌；再具体的，当所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌时，枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的质量比为1∶1∶1；
3)所述多巴胺或其盐覆盖在粘结剂和微生物的表面，所述pH敏感型高聚物分子覆盖在所述多巴胺或其盐的表面。
具体的，所述菌剂由下述方法制备而成：
将微生物和粘结剂混合制粒后，于pH值8～8.5的Tris-HCl缓冲液中，与盐酸多巴胺一起室温搅拌12h以上，抽滤后，将产物置于反应容器中，加超纯水，通N2，向溶液中加入丙烯酸单体的钠盐、交联剂氧化石墨烯、催化剂，避光继续通N2，室温下搅拌，然后将反应容器转移至冰浴中搅拌，加入引发剂，搅拌后转移至密闭模具中，在室温下聚合24h，将产物粉碎即得；
具体的，按质量计，所述方法中，所述微生物1-10份、粘结剂1-10份、盐酸多巴胺1-10份、丙烯酸单体的钠盐10-500份、氧化石墨烯交联剂0.2-40份；
再具体的，按质量计，所述方法中，所述微生物7.5份、粘结剂2.5份、盐酸多巴胺1份、丙烯酸单体的钠盐12-20份、氧化石墨烯交联剂0.2-4份；
具体的，所述粘结剂包括淀粉和/或水；具体的，所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和/或乳酸菌；再具体的，当所述粘结剂包括淀粉和水时，当所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌时，枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、淀粉和水的质量比为2∶2∶2∶2∶1。
本发明的另一个目的是提供一种菌剂的制备方法，所述方法包括：将微生物和粘结剂混合制粒后，于pH值8～8.5的Tris-HCl缓冲液中，与盐酸多巴胺一起室温搅拌12h以上，抽滤后，将产物置于反应容器中，加超纯水，通N2，向溶液中加入丙烯酸单体的钠盐、氧化石墨烯交联剂、催化剂，避光继续通N2，室温下搅拌，然后将反应容器转移至冰浴中搅拌，加入引发剂，搅拌后转移至密闭模具中，在室温下聚合24h，将产物粉碎即得。
具体的，所述方法还包括下述1)-5)中所述的至少一种：
1)所述粘结剂包括可为所述微生物提供其代谢或繁殖的养料；具体的，所述粘结剂包括淀粉和/或水；
2)所述微生物包括有益植物生长的微生物；具体的，所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和/或乳酸菌；再具体的，当所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌时，枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌的质量比为1∶1∶1；
3)按质量计，所述方法中，所述微生物1-10份、粘结剂1-10份、盐酸多巴胺1-10份、丙烯酸单体的钠盐10-500份、氧化石墨烯交联剂0.2-40份；
再具体的，按质量计，所述方法中，所述微生物7.5份、粘结剂2.5份、盐酸多巴胺1份、丙烯酸单体的钠盐12-20份、氧化石墨烯交联剂0.2-4份；
再具体的，所述粘结剂包括淀粉和/或水；具体的，所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和/或乳酸菌；再具体的，当所述粘结剂包括淀粉和水时，当所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和乳酸菌时，枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、淀粉和水的质量比为2∶2∶2∶2∶1；
4)所述制粒包括将微生物和粘结剂加入高速搅拌制粒机制粒，30-37℃沸腾干燥至含水量3-5％，过20目筛即得；
5)将微生物和粘结剂混合制粒后，于pH值8～8.5的Tris-HCl缓冲液中，与盐酸多巴胺一起室温搅拌12h以上，抽滤后，将产物置于反应容器中，加超纯水，通N2，向溶液中加入交联剂GO、单体丙烯酸钠SA和羟甲基丙烯酰胺HMAm，用量分别为SA 9.4g/100g H2O、HMAm10.1g/100g H2O，GO 200mg/100gH2O，将混合物在锡纸包覆下避光继续通N2，室温下快速搅拌15min，然后将反应容器转移至冰浴中缓慢搅拌5min，用移液枪加入催化剂TEMED和引发剂KPS，用量分别为TEMED 8μL/100gH2O、KPS2g/100g H2O，搅拌30s后迅速转移至密闭模具中，在20℃下聚合24h。
本发明的还一个目的是提供本发明任一所述方法制备得到的菌剂。
本发明的还一个目的是提供本发明任一所述菌剂的应用。
具体的，所述应用包括下述1)-4)中所述的至少一种：
1)作为有益植物生长的菌的缓释或控释产品；
2)作为有益植物生长的产品；
3)作为土壤微生物生态或营养状况的调节产品；
4)作为肥料的缓释或控释产品。
本发明的还一个目的是提供本发明任一所述方法的应用。
具体的，所述应用包括下述1)-4)中所述的至少一种：
1)在制备具有缓释或控释有益植物生长的菌的产品或其相关产品中的应用；
2)在制备具有有益植物生长的产品或其相关产品中的应用；
3)在制备具有调节土壤微生物生态或营养状况的产品或其相关产品中的应用；
4)在制备具有缓释或控释肥料的产品或其相关产品中的应用。
本发明提供的一种pH敏感型农业用菌剂，至少具有以下优点：
(1)通过包覆菌微粒来改善作物的营养条件和养分供应状况，抑制有害微生物的活动，从而提高作物的抗病抗逆能力。
(2)通过在加入pH敏感性单体丙烯酸(AA)，以氧化石墨烯(G0)为交联剂，原位自由基聚合后经过水解等处理在活菌制粒表面包覆pH敏感型聚合物，得到具有pH敏感性的农业用菌剂。
(3)所述pH敏感型聚合物可根据外界土壤环境的pH值来调节其释放速率：在酸性介质中，Pdop-g-PAA-co-HMAm作为营养物质释放的屏障，其释放速率受到限制；而在碱性介质中，Pdop-g-PAA-co-HMAm中的活性基团(酚羟基和羧基)被去质子化，去质子化的包膜使得营养组分可以快速地释放出来。
(4)本发明提供的pH敏感型农业用菌剂可以根据pH的不同，调节其包裹的活菌的释放速度，在一个具体的实施例中，当pH值为碱性时，本发明提供的pH敏感型农业用菌剂活菌的释放量最大，当pH值为酸性时，活菌的释放量最小。这一实验结果表明本发明提供的pH敏感型农业用菌剂可根据环境的pH值调节其包裹的活菌的释放量，在盐碱化土壤中，施用本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，可以快速释放其中的活菌，从而加速改善土壤盐碱化问题；而在酸化的土壤中施用本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，可以有效减缓其中的活菌的释放速率，防止活菌发酵分解产生的有机肥料在酸性土壤中的流失，提高肥料的利用效率。
(5)本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，其制备工艺简单、环保，不使用有机溶剂，适合于工业大量生产应用。
具体实施方式
下述实施例中所使，用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例及其具体说明用于解释和理解本发明，并不构成对本发明的不当限定。
实施例1、pH敏感型农业用菌剂的制备
(一)农业用菌剂颗粒剂的制备
将质量比为2∶2∶2∶2∶1的枯草芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、淀粉、水加入高速搅拌制粒机制粒，30-37℃沸腾干燥至含水量3-5％，过20目筛即得农业用菌剂颗粒剂。
(二)农业用菌剂颗粒剂表面包裹附着多巴胺
称取1.5g Tris置于烧杯中，加入约的900mL去离子水，用6M的HCl将Tris-HCl溶液pH调至8～8.5；将上述制备的农业用菌剂颗粒剂50g加入上述Tris-HCl溶液中，并将溶液定容至1L；加入5g盐酸多巴胺，室温搅拌2h以上，抽滤得表面包裹附着有多巴胺的农业用菌剂颗粒。
(三)农业用菌剂颗粒表面包覆PH敏感型高聚物(Pdop-g-PAA-co-HMAm)
称取2.0g NaOH固体于20mL超纯水中，室温下磁力搅拌至NaOH全部溶解。待溶液降至室温，向其中滴入3.6g丙烯酸(AA)，室温下磁力搅拌1h(锡纸包覆避光)，得到2.5mol/L的丙烯酸钠溶液(SA)。
将5-10g的农业用菌剂颗粒置于100ml的反应容器中，用超纯水稀释至100mL。通N20.5h除去其中的溶解氧，向溶液中加入交联剂(GO)、单体丙烯酸钠(SA)和羟甲基丙烯酰胺(HMAm)，用量分别为SA 9.4g/100g H2O、HMAm10.1g/100g H2O，GO 200mg/100gH2O，将混合物在锡纸包覆下避光继续通N2，室温下快速搅拌15min。然后将反应容器转移至冰浴中缓慢搅拌5min，用移液枪加入催化剂TEMED和引发剂KPS，用量分别为TEMED 8μL/100gH2O、KPS2g/100g H2O，搅拌30s后迅速转移至密闭模具中，在20℃下聚合24h。最后将其粉碎后浸入弱酸溶液中48h，蒸馏水中24h，然后将得到的产物在37℃下干燥至恒重，得到pH敏感型农业用菌剂。
实施例2、pH敏感型农业用菌剂的活菌释放实验
取按照实施例1所述方法制备的pH敏感型农业用菌剂颗粒6g，平均分为3份，分别于pH值为5、7、9的无菌水中放置1天，然后检测不同pH值的情况下，pH敏感型菌剂的活菌释放量。
平板检测法检测活菌释放量检测方法：
1)按照放置后的样品：无菌水的质量体积比为1：10的比例配制成溶液，将所述溶液抽滤过3微米滤膜，以滤去未释放活菌的表面包裹附着有多巴胺的菌剂微粒以及表面包覆高聚物分子的菌剂微粒；
2)收集滤液，加入玻璃珠，静置20min，在旋转式摇床上200r/min振荡30min，即得母液菌悬液；
3)用无菌移液管分别吸取5.0ml上述母液菌悬液加入45ml无菌水中，按体积比为1：10的比例进行系列稀释，分别得到不同稀释倍数的一系列稀释菌悬液；
4)每个样品取3个连续适宜的稀释度，用无菌移液管分别吸取不同稀释度菌悬液0.1ml，加至固体琼脂培养基上，分别用无菌玻璃刮刀将不同稀释度的菌悬液均匀涂于固体琼脂培养基上；每个稀释度重复3次，同时以无菌水作空白对照，于37℃的恒温培养箱中培养12-36h；
5)菌落计数和样品中活菌数目的计算：按照国家标准GB20287-2006中的方法进行。
检测结果如表1所示。表1结果表明，按照实施例1所述方法制备得到的pH敏感型农业用菌剂可以根据pH的不同，调节其包裹的活菌的释放速度，当pH值为碱性时，活菌的释放量最大；当pH值为酸性时，活菌的释放量最小。这一实验结果表明本发明提供的pH敏感型农业用菌剂可根据环境的pH值调节其包裹的活菌的释放量，在盐碱化土壤中，施用本发明提供的pH敏感型菌剂，可以快速释放其中的活菌，从而加速改善土壤盐碱化问题；而在酸化的土壤中施用本发明提供的pH敏感型农业用菌剂，可以有效减缓其中的活菌的释放速率，防止活菌发酵分解产生的有机肥料在酸性土壤中的流失，提高肥料的利用效率。
表1
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种pH敏感型农业用菌剂，其特征在于，所述菌剂包括微生物、粘结剂、多巴胺或其盐、pH敏感型高聚物分子；所述pH敏感型高聚物分子包括：以氧化石墨烯为交联剂，由丙烯酸聚合而成的高聚物分子。
2.根据权利要求1所述的菌剂，其特征在于，所述菌剂还包括下述1)-3)中所述的至少一种：
1)所述粘结剂包括可为所述微生物提供其代谢或繁殖的养料；具体的，所述粘结剂包括淀粉和/或水；
2)所述微生物包括有益植物生长的微生物；具体的，所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和/或乳酸菌；
3)所述多巴胺或其盐覆盖在粘结剂和微生物的表面，所述pH敏感型高聚物分子覆盖在所述多巴胺或其盐的表面。
3.根据权利要求1和/或2所述的菌剂，其特征在于，所述菌剂由下述方法制备而成：
将微生物和粘结剂混合制粒后，于pH值8～8.5的Tris-HCl缓冲液中，与盐酸多巴胺一起室温搅拌12h以上，抽滤后，将产物置于反应容器中，加超纯水，通N2，向溶液中加入丙烯酸单体的钠盐、交联剂氧化石墨烯、催化剂，避光继续通N2，室温下搅拌，然后将反应容器转移至冰浴中搅拌，加入引发剂，搅拌后转移至密闭模具中，在室温下聚合24h，将产物粉碎即得。
4.一种菌剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将微生物和粘结剂混合制粒后，于pH值8～8.5的Tris-HCl缓冲液中，与盐酸多巴胺一起室温搅拌12h以上，抽滤后，将产物置于反应容器中，加超纯水，通N2，向溶液中加入丙烯酸单体的钠盐、氧化石墨烯交联剂、催化剂，避光继续通N2，室温下搅拌，然后将反应容器转移至冰浴中搅拌，加入引发剂，搅拌后转移至密闭模具中，在室温下聚合24h，将产物粉碎即得。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括下述1)-5)中所述的至少一种：
1)所述粘结剂包括可为所述微生物提供其代谢或繁殖的养料；具体的，所述粘结剂包括淀粉和/或水；
2)所述微生物包括有益植物生长的微生物；具体的，所述微生物包括枯草芽孢杆菌、酵母菌和/或乳酸菌；
3)按质量计，所述方法中，所述微生物1-10份、粘结剂1-10份、盐酸多巴胺1-10份、丙烯酸单体的钠盐10-500份、氧化石墨烯交联剂0.2-40份；
4)所述制粒包括将微生物和粘结剂加入高速搅拌制粒机制粒，30-37℃沸腾干燥至含水量3-5％，过20目筛即得；
5)将微生物和粘结剂混合制粒后，于pH值8～8.5的Tris-HCl缓冲液中，与盐酸多巴胺一起室温搅拌12h以上，抽滤后，将产物置于反应容器中，加超纯水，通N2，向溶液中加入交联剂GO、单体丙烯酸钠SA和羟甲基丙烯酰胺HMAm，用量分别为SA 9.4g/100g H2O、HMAm10.1g/100g H2O，GO 200mg/100gH2O，将混合物在锡纸包覆下避光继续通N2，室温下快速搅拌15min，然后将反应容器转移至冰浴中缓慢搅拌5min，用移液枪加入催化剂TEMED和引发剂KPS，用量分别为TEMED 8μL/100gH2O、KPS2g/100g H2O，搅拌30s后迅速转移至密闭模具中，在20℃下聚合24h。
6.由权利要求4和/或5所述方法制备得到的菌剂。
7.权利要求1-3任一所述菌剂和/或权利要求6所述菌剂的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括下述1)-4)中所述的至少一种：
1)作为有益植物生长的菌的缓释或控释产品；
2)作为有益植物生长的产品；
3)作为土壤微生物生态或营养状况的调节产品；
4)作为肥料的缓释或控释产品。
9.权利要求4和/或5所述方法的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用包括下述1)-4)中所述的至少一种：
1)在制备具有缓释或控释有益植物生长的菌的产品或其相关产品中的应用；
2)在制备具有有益植物生长的产品或其相关产品中的应用；
3)在制备具有调节土壤微生物生态或营养状况的产品或其相关产品中的应用；
4)在制备具有缓释或控释肥料的产品或其相关产品中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810912892.0A CN109054841B (zh) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | 一种pH敏感型农业用菌剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810912892.0A CN109054841B (zh) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | 一种pH敏感型农业用菌剂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109054841A true CN109054841A (zh) | 2018-12-21 |
| CN109054841B CN109054841B (zh) | 2021-02-05 |
Family
ID=64683585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810912892.0A Expired - Fee Related CN109054841B (zh) | 2018-08-10 | 2018-08-10 | 一种pH敏感型农业用菌剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109054841B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111922074A (zh) * | 2019-06-03 | 2020-11-13 | 中国地质大学（北京） | 氧化石墨烯在微生物诱导碳酸钙沉淀中的应用 |
| CN112582063A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 长沙昱旻信息科技有限公司 | Bmi预测方法、装置、系统及计算机存储介质、电子设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06322275A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 高吸湿感熱性高分子ゲルを用いた土壌改良材及びそれを用いた土壌の改良法 |
| CN101857501A (zh) * | 2010-06-21 | 2010-10-13 | 万光存 | 一种高吸水保水性微生物肥料菌剂及其制备方法 |
| CN103641638A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-19 | 滨州市智和生产力促进中心 | 一种缓释型复合微生物肥料及其制备方法 |
| CN106589258A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 黑龙江八农垦大学 | 可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法及其包膜方法 |
| CN108191514A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-22 | 雷笑天 | 一种酸性土壤专用复合冲施肥 |
| CN108299097A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-20 | 俞小峰 | 一种氮肥的制备方法 |
-
2018
- 2018-08-10 CN CN201810912892.0A patent/CN109054841B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06322275A (ja) * | 1993-05-14 | 1994-11-22 | Agency Of Ind Science & Technol | 高吸湿感熱性高分子ゲルを用いた土壌改良材及びそれを用いた土壌の改良法 |
| CN101857501A (zh) * | 2010-06-21 | 2010-10-13 | 万光存 | 一种高吸水保水性微生物肥料菌剂及其制备方法 |
| CN103641638A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-19 | 滨州市智和生产力促进中心 | 一种缓释型复合微生物肥料及其制备方法 |
| CN106589258A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-04-26 | 黑龙江八农垦大学 | 可降解的温度响应性缓控释肥包膜材料的制备方法及其包膜方法 |
| CN108191514A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-06-22 | 雷笑天 | 一种酸性土壤专用复合冲施肥 |
| CN108299097A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-20 | 俞小峰 | 一种氮肥的制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| LI等: "Preparation and characterization of pH- and temperature-responsive nanocomposite double network hydrogels", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING C》 * |
| 崔汶静等: "聚丙烯酸钠/氧化石墨烯复合材料的制备和性能", 《炭素》 * |
| 谢标明等: "聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶制备及对亚甲基蓝吸附", 《精细化工》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111922074A (zh) * | 2019-06-03 | 2020-11-13 | 中国地质大学（北京） | 氧化石墨烯在微生物诱导碳酸钙沉淀中的应用 |
| CN112582063A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 长沙昱旻信息科技有限公司 | Bmi预测方法、装置、系统及计算机存储介质、电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109054841B (zh) | 2021-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103373870B (zh) | 一种复合微生物肥料及其制备方法 | |
| CN108977390B (zh) | 一种pH敏感型枯草芽孢杆菌菌剂 | |
| US20060240983A1 (en) | Seed coating composition, coated seed, and coating method | |
| CN108911858A (zh) | 一种缓释农业用菌剂 | |
| AU2020103416A4 (en) | Pre-harvest biological improver for color, fragrance, taste and quality of tangxin apples and post-harvest preservation technology | |
| CN107555607B (zh) | 一种生物复合增氧剂及其制备方法 | |
| CN109054841A (zh) | 一种pH敏感型农业用菌剂 | |
| CN109020684A (zh) | 一种缓释枯草芽孢杆菌菌剂 | |
| CN112679258A (zh) | 一种复合微生物肥料及其制备方法 | |
| CN1837154A (zh) | Sodm尿素及其制备方法和应用 | |
| CN106520595B (zh) | 一种节杆菌及其在生物防治番茄青枯病方面的应用 | |
| CN108976015A (zh) | 一种pH敏感型有机菌肥 | |
| CN109575932B (zh) | 一种酸性土壤改良剂及其制备方法 | |
| CN106590672A (zh) | 一种植被混凝土改良型微生物菌剂及其制备方法 | |
| CN111139077A (zh) | 糖心苹果色香味质构增强土壤生物改良剂及处理技术 | |
| CN112919975B (zh) | 一种智能调控土壤酸碱度的有机肥的生产工艺 | |
| CN116333750A (zh) | 一种用于盐碱地的固氮藻絮团活性磷生物土壤改良剂及其制备方法 | |
| CN109082391A (zh) | 一种控释农业用菌剂 | |
| CN108929386A (zh) | 一种保水型缓释氮肥及其制备方法 | |
| CN1513891A (zh) | 可生物降解吸水剂及其微生物复合制备方法 | |
| CN108911857A (zh) | 一种多功能缓释有机菌肥 | |
| CN114349571A (zh) | 一种缓释型微生物有机肥料及其制备方法 | |
| CN109627104B (zh) | 一种用于果树种植的水溶肥及其制备方法和应用 | |
| CN109042638A (zh) | 一种控释枯草芽孢杆菌菌剂 | |
| CN110950703A (zh) | 一种制备生物有机复合肥的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210205 |