CN112111412A - 一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于微生物菌肥领域，具体涉及一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂及其制备方法与应用。本发明将哈茨木霉、细菌纤维素、可溶性淀粉、碳酸钙等粉末混合均匀，制成菌剂核层；于菌剂核层表面附着聚乙烯醇膜，使菌剂核层与外部环境隔绝；随后包覆以葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾等为代表的营养增效剂；最后在营养增效层表面形成聚乙烯醇‑丙三醇/明胶双网络水凝胶壳层。此方法可以得到低菌粉封装量，高菌活量释放的哈茨木霉菌剂。

Description

一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂

技术领域：

本发明属于微生物菌肥领域，具体涉及一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂及其制备方法与应用。

背景技术：

为了追求更高产的农作物产量、优质的农产品品质，氮肥、磷肥等传统肥料常被过量使用。过量的氮、磷元素积累，导致土壤污染或水体富营养化，不利于农业的长久发展。近年来，微生物菌肥作为一种环保无污染的有机肥料，得到了社会广泛的关注及认可。微生物菌肥的药效是指利用微生物自身生长繁殖并发生一系列代谢活动而对土壤或作物产生的有益影响的程度。

哈茨木霉属于木霉类微生物菌肥。哈茨木霉能分泌酶及抗生素类物质，分解病原真菌的细胞壁，可以有效地杀死土壤及作物中的病虫害。除此之外，哈茨木霉还能分泌有机酸和天然生长激素，促进作物根系生长。同时，哈茨木霉还具有优化土壤条件、保持土壤水分和肥力、缓解土壤次生盐渍化和酸化等功效，是一种普通化肥无法媲美的多功能农业肥料。

哈茨木霉以其天然的抗菌抗病功效吸引了农业界的关注，目前市面上更多使用哈茨木霉孢子粉作为哈茨木霉微生物菌肥的生产原料。然而，常见的孢子粉活性较低、萌发时间较长、萌发效率低下，大大地制约了哈茨木霉功效的发挥。同时，哈茨木霉较差的耐热性和易被机械力破坏，限制了其生产形式以及产品形式，并且影响了后续的运输与保存。故开发一种能够保护哈茨木霉的活性且能够增大其功效发挥的哈茨木霉菌剂具有很大的市场前景。

发明内容：

为了解决上述问题，本发将提供一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂及其制备方法，旨在保护哈茨木霉，提高其储藏稳定性以及提高哈茨木霉菌肥的施药效率。本发明将哈茨木霉、细菌纤维素、可溶性淀粉、碳酸钙等粉末混合均匀，制成菌剂核层；于菌剂核层表面附着聚乙烯醇膜，使菌剂核层与外部环境隔绝；随后包覆以葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾等为代表的营养增效剂；最后在营养增效层表面形成聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络水凝胶壳层。此方法可以得到低菌粉封装量，高菌活量释放的哈茨木霉菌剂。

具体地，所述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂由内至外依次包括菌剂核层、保护膜层、营养增效层、双网络水凝胶壳层；

所述菌剂核层：保护膜层：营养增效层＝2-10：1：0.5-20(m：m：m)；

所述的菌剂核层包括哈茨木霉菌粉和填充粉末；哈茨木霉菌粉和填充粉末的比例为1-3:2-10；

进一步地，所述的填充粉末由细菌纤维素、可溶性淀粉和碳酸钙组成；细菌纤维素、可溶性淀粉和碳酸钙的比例为0.5-1.5：1-2：0.5-2；

所述的保护膜层为聚乙烯醇水溶液保护膜；

进一步地，所述保护膜层为10-40％(m:m)的聚乙烯醇水溶液；

更进一步地，所述聚乙烯醇由聚合度500-600的聚乙烯醇和聚合度1700-1800的聚乙烯醇按按1:2-5(m：m)组成；优选为1：3；

所述的营养增效层的营养增效剂至少包含葡萄糖、硫酸铵和磷酸二氢钾，按重量比20-40：2.5-7.5：0.5-4组成，优选30:5:2；

优选地，所述的营养增效层的营养增效剂由葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾、马铃薯淀粉、琼脂、蛋白胨按30:5:2:28:20:15组成；

进一步地，所述营养增效剂的总含水量低于5％；

所述的双网络水凝胶壳层为聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络，包括明胶、聚乙烯醇和丙三醇、水；

优选地，所述聚乙烯醇聚合度为500-600；

水与丙三醇混合，比例为4-9:1-6，优选为6：4；

聚乙烯醇：明胶＝5-9:1-5，优选为7:3，聚乙烯醇与明胶占水凝胶壳层的比例为15-35％，优选20％；

本发明还提供上述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂的制备方法，具体如下：

(1)菌剂核层：将哈茨木霉与填充粉末混合均匀，利用制丸机挤压成型制备得到球型，即菌剂核层；

进一步地，制备直径2mm球型；

(2)保护膜层：按比例在菌剂核层的球形颗粒表面喷涂一层含聚乙烯醇水溶液保护膜，哈茨木霉得以负载并封装，保护菌剂使得其与外部环境(营养增效层)有效的隔绝；

(3)营养增效层：按比例将营养增效剂与附有保护膜的菌剂核层混合，压制成球形，营养增效层在附有保护膜的菌剂核层外围形成；

(4)双网络水凝胶壳层：将明胶和聚乙烯醇加入水和丙三醇的溶剂中，高温(85-100℃)条件下混合均匀，冷却到室温后经一次冻融过程，得到聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络有机水凝胶；随后通过加热(60-80℃)打断其氢键，得到融溶态水凝胶；

所述冻融过程是在-18℃下保持12h，然后在25℃保持2h；

(5)将步骤(3)获得的含营养增效层的菌剂在步骤(4)获得的融溶态水凝胶中浸泡3-5秒后取出，待冷却后氢键再次形成，得到双网络有机水凝胶壳层，最终获得双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂。

本发明还提供上述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂在生物菌肥领域的应用。

特别地，所述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂在水稻种植中使用，可防治白粉病、霜霉病、灰霉病、叶霉、叶斑、炭疽病、根腐病、立枯病、枯萎病、黄萎病、猝倒病等病害；

所述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂在水稻种植中可通过穴施、灌根、与有机肥混合后使用或加入育苗机质；每亩地使用2-5kg，使用后保持土壤湿润。

特别地，所述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂在草莓种植中使用，可通过与有机肥等产品混合均匀后撒施并深翻，亩用量2-3kg，使用后保持土壤湿润，以有利于菌剂内菌更好的萌发，有利于杀灭土壤病原菌，维持土壤微生态结构，从而促进作物生长。

有益效果：

(1)双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂以其特殊的核壳结构，可实现对哈茨木霉的高效包封及对菌种的有益保护，减少哈茨木霉在生产、运输、储藏过程中的损失。双网络壳层的设计，实现了哈茨木霉的缓慢释放。

(2)双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂因其特殊的双网络壳层结合细菌纤维素的阻滞作用，菌在内部增长，因壳层部分聚乙烯醇的溶解，其增殖过程中会缓慢释放少量的菌体到外环境中，可以达到缓慢释放的有益效果。

(3)双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂利用细菌纤维素的三维网络结构，将菌体封存于其内部而不至于快速扩散至外层，随着水分的内渗菌体在内部大量增长。同时，营养增效剂的加入促进了菌体生长，使得菌剂最终释放量远高于生产时初始包封量，实现低投入、高成效的有益效果。

(4)双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂可根据作物的生长条件和土壤环境适量应用在农业，牧业，林业等，有利于维持土壤的微生态环境，具备广泛的应用范围和市场前景。

附图说明：

图1菌剂结构示意图

其中，1-菌，2-碳酸钙，3-细菌纤维素，4-聚乙烯醇保护膜，5-为营养增效层，外6-为双网络；

图2双网络壳层结构示意图；

图3作用过程示意图

1.灌溉后，水分溶解部分外壳层的聚乙烯醇；2.水分进一步渗透营养增效层和保护膜层，然后进入内核溶解碳酸钙，细菌纤维素吸水溶胀，由于细菌纤维素的网络固定和外壳网络阻隔菌在内繁殖；3.水持续进入后，菌生长至一定数量后产生几丁质酶溶解细菌纤维素，蛋白酶溶解外明胶壳层，菌剂崩解释放出菌体；4.释放的菌作用于土壤中利于作物的生长。

具体实施方式：

为了使本专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利，并不用于限定本发明。

本发明提供一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，将哈茨木霉和细菌纤维素、可溶性淀粉、碳酸钙等组成的填充粉末混合均匀，制成球型，即菌剂核层；于菌剂核层表面附着聚乙烯醇膜，使菌剂核层与外部环境隔绝；随后包覆以葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾为代表的营养增效剂，附着于菌剂核层表面；最后在营养增效层表面形成聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络水凝胶壳层。

聚乙烯醇和丙三醇作为第一网络，两者之间的强氢键作用可赋予凝胶高力学强度，明胶具有弹性作为第二网络，两者的优势结合形成具有一定硬度和韧性的双网络水凝胶壳层。

菌剂在施用时遇水后，其壳层的聚乙烯醇被缓慢溶解，而明胶仍保持原有结构，双网络水凝胶壳层的硬度得以大幅降低。聚乙烯醇的部分溶解为菌剂壳层留出孔隙，水由孔隙进入并溶解以硫酸铵、磷酸二氢钾为代表的营养增效剂，部分氮磷钾元素被作为营养成分缓慢释放至施用的外环境中。而水分进入初期的营养增效层的含水量低，无法溶解保护膜层。

菌剂内部因营养增效层的存在(葡萄糖、硫酸铵和磷酸二氢钾)与外环境存在渗透压差，水分在明胶网络结构阻隔下持续缓慢渗入，同时此结构使得进入菌剂内部的水分保留时间延长，滞留于菌剂营养增效层内部并逐步溶解聚乙烯醇保护膜。又因硫酸铵、磷酸二氢钾的存在，内部水分呈酸性，核层的碳酸钙溶解后为内部核层留出孔隙。水分的持续渗入使得细菌纤维素吸水，因其细长无序的网络结构，哈茨木霉被固定于细菌纤维素的三维网络结构中。细菌纤维素的三维网络结构协同壳层的明胶网络的阻滞作用，哈茨木霉暂无法离开菌剂。

哈茨木霉在与营养增效剂接触后，逐渐复苏并利用可溶性淀粉为碳源，迅速繁殖，在营养增效剂的支持下，哈茨木霉数量迅速上升。哈茨木霉自身可分泌几丁质酶，作用于细菌纤维素，逐步将细菌纤维素分解。哈茨木霉也可产生蛋白酶，随着细菌纤维素的分解，逐步外渗至明胶网络层，分解外壳明胶网络，促进双网络凝胶网络的进一步崩解。与此同时，哈茨木霉繁殖至一定的数量，并产生足够的蛋白酶后，菌剂壳层明胶网络结构崩塌，释放出高于封装量的哈茨木霉菌体。

菌剂核层的填充设计与聚乙烯醇膜层的双重保护结合，并与营养增效层和双网络水凝胶壳层的功效性匹配，利用哈茨木霉的自身繁殖行为和产生特定的几丁质酶和蛋白酶的特性，得到低菌粉封装量，高释放量的哈茨木霉菌剂。

下面将结合实施例详细阐述本发明。

实施例1一种双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂

制备方法包括以下步骤：

(a)菌剂核层：将哈茨木霉菌粉与填充粉末以1：3(w/w)的比例(填充粉末为细菌纤维素：可溶性淀粉：碳酸钙＝1：1：1)混合均匀，利用制丸机制成直径2mm球型，即菌剂核层；

(b)保护膜层：在包衣锅中，在菌粉菌剂核层的球形颗粒表面喷涂一层含聚乙烯醇保护膜，菌剂核层与保护膜层的质量比为5:1；保护膜为10％聚乙烯醇水溶液(其中，聚乙烯醇由聚合度500和1700的聚乙烯醇组成，型号比例为：05:17＝1:3)；

(c)营养增效层：通入营养增效剂，与附有保护膜的菌剂核层混合，压制成球形，营养增效层在附有保护膜的菌剂核层外围形成；

营养增效剂：菌剂核层＝1:1(w/w)，营养增效剂的组成为葡萄糖：马铃薯淀粉：琼脂：蛋白胨：硫酸铵：磷酸二氢钾＝30:28:20:15:5:2；

(d)双网络水凝胶壳层：将明胶和聚乙烯醇(聚合度为500-600)加入水和丙三醇的溶剂中，高温(85-100℃)条件下混合均匀，冷却到室温后在-18℃下保持12h，然后在25℃保持2h，得到聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络有机水凝胶；随后通过加热65℃打断其氢键，得到融溶态水凝胶；

其中，水与丙三醇比例为6:4，聚乙烯醇：明胶＝7:3，明胶和聚乙烯醇占水凝胶的比例为20％；

(e)将步骤(c)获得的含营养增效层的菌剂在步骤(d)获得的融溶态水凝胶中浸泡3秒后取出，待冷却后氢键再次形成，得到双网络有机水凝胶壳层，最终获得双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂。

实施例2一种双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂，包括以下步骤：

(a)菌剂核层：将哈茨木霉菌粉与填充粉末以1:1(w/w)的比例(填充粉末为细菌纤维素：可溶性淀粉：碳酸钙＝1:1:1)混合均匀，利用制丸机制成直径2mm球型，即菌剂核层；

(b)保护膜层：在包衣锅中，在菌粉菌剂核层的球形颗粒表面喷涂一层含聚乙烯醇保护膜，菌剂核层与保护膜层的比例为5:1；保护膜为10％聚乙烯醇的水溶液(使用的聚乙烯醇型号比例为：05:17＝1:3)。

(c)营养增效层：通入营养增效剂与附有保护膜的菌剂核层混合，压制成球形，营养增效层在附有保护膜的菌剂核层外围形成；

营养增效剂：菌剂核层＝1:1(w/w)，营养增效剂的组成为葡萄糖：马铃薯淀粉：琼脂：蛋白胨：硫酸铵：磷酸二氢钾＝30:28:20:15:5:2；

(d)双网络水凝胶壳层：将明胶和聚乙烯醇(聚合度为500-600)加入水和丙三醇的溶剂中，高温(85-100℃)条件下混合均匀，冷却到室温后在-18℃下保持12h，然后在25℃保持2h，得到聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络有机水凝胶；随后通过加热65℃打断其氢键，得到融溶态水凝胶；

其中，水与丙三醇比例为6:4，聚乙烯醇：明胶＝7:3，明胶和聚乙烯醇占水凝胶的比例为20％；

(e)将步骤(c)获得的含营养增效层的菌剂在步骤(d)获得的融溶态水凝胶中浸泡3秒后取出，待冷却后氢键再次形成，得到双网络有机水凝胶壳层，最终获得双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂。

对比例1一种哈茨木霉菌剂，与实施例1的不同之处在于无保护膜层的构建。

对比例2一种哈茨木霉菌剂，与实施例1的不同之处在于无营养增效层的构建。

对比例3一种哈茨木霉菌剂，与实施例1的不同之处在于无双网络水凝胶壳层的构建。

对比例4一种哈茨木霉菌剂，与实施例1的不同之处在于菌剂核层无细菌纤维素的添加。

对比例5一种哈茨木霉菌剂，与实施例1的不同之处在于水凝胶壳层为明胶单网络壳层。

对比例6一种哈茨木霉菌剂，与实施例1的不同之处在于水凝胶壳层为聚乙烯醇/丙三醇单网络壳层。

效果测定：

(1)分别取上述实施例1-2及对比例1-6的样品各30g，密封包装后置于常温保存，进行储藏实验。分别于不同时间取样品，加蒸馏水用玻璃珠震荡破碎后取菌液测定一定储藏时间时包埋的菌数，测定菌落数量如表1(上述所有实施例及对比例包埋的初始菌剂菌含量为1×10⁷cfu/g)：

表1储藏实验

结果分析：

实施例1具备完善的壳核结构，可有效抵御储藏过程中温度、湿度等不良环境条件的侵扰，储藏稳定性提高，储藏过程中菌种活性变化不大。

实施例2因内核具备保护作用的填充成分的比例较实施案例1低，保护性能相对较弱，因此储藏过程的损耗量较实施例1大。

对比例1无保护膜层，在菌粉与营养成分接触后会在储藏中萌发，营养物质消化完毕后，无法继续生长繁殖，随着菌种的生长代谢而最终全部死亡，不适用于作为具备一定货架期的农产品中使用。

对比例2无营养增效层，但其核壳结构及内核填充成分与实施例1一致，因此两组的储藏稳定性相差不大。

对比例3无水凝胶壳层，无法抵御外界环境温度、湿度的变化，抗逆性较差，整体结构容易被破坏，不耐储藏。其最外层是营养增效层，在储藏过程中易吸湿，进而保护膜层被破坏，菌体萌发复苏然后死亡。

对比例4无细菌纤维素，因细菌纤维素在制备菌剂过程起到保护作用，无细菌纤维素则初始制备完成的菌剂中的菌数量因机械损伤而较实施例1少。

对比例5明胶单壳层，菌剂壳层硬度不佳，储藏过程中容易因为外力而变形，整体结构破坏，菌体提前泄露，受不良环境影响或与营养增效剂接触提前复苏而死亡。

对比例6聚乙烯醇单壳层，壳层太脆，储藏过程中容易因为外力而变形，整体结构破坏，菌体提前泄露，受不良环境影响或与营养增效剂接触提前复苏而死亡。

(2)取实施例1-2及对比例1-6制备的微珠各30g，平均分成三份，以质量比1:9的比例置于无菌水中，每24h取适量混合有菌剂和水的菌悬液进行血球计数测量其中菌数量，根据测定的菌数量以及稀释比例换算得到结果。见表2。

表2(单位：cfu/mL)

结果分析：

实施例1具备完善的壳核结构从而有足够的生长时间和营养条件，所以在内核繁殖一定的代数后释放出来，且随时间增长释放量逐渐增高。

实施例2因内核具备保护作用的填充成分的比例较实施案例1低，所以在制备菌剂的过程中有部分菌死亡，所以菌数量比较实施案例1低。

对比例1无保护膜层，在释放过程中菌数量与实施例无明显区别。

对比例2无营养增效层，故而无法在释放之前，让其预先增殖，使用时的释放量低，随后根据释放的外环境继续增殖。

对比例3无水凝胶壳层，在含水的环境中释放的过程中，营养增效层被稀释进入外环境，没有因壳层阻隔在内部增殖的过程，内核的菌因水分慢慢溶解保护膜被释放出来，继续在外环境增殖。

对比例4无细菌纤维素，因细菌纤维素在制备菌剂过程起到保护作用，而且阻隔菌出壳从而增加繁殖代数，所以对比例4的释放量较低。

对比例5明胶单壳层，菌剂壳层过于软弱，硬度不够，阻隔菌释放的能力较双网络水凝胶壳层弱，故而菌数释放较实施例1少。

对比例6聚乙烯醇单壳层，壳层太脆，在释放时的效果比无水凝胶壳层的稍好。无法有效阻隔菌体在内繁殖所以菌数不会增加很多。

实施例3一种双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂

制备方法包括以下步骤：

(a)菌剂核层：将哈茨木霉与填充粉末以3：10(w/w)的比例(填充粉末为细菌纤维素：可溶性淀粉：碳酸钙＝0.5：1：0.5)混合均匀，利用制丸机制成直径2mm球型，即菌剂核层；(b)保护膜层：在包衣锅中，在菌粉菌剂核层的球形颗粒表面喷涂一层含聚乙烯醇保护膜，菌剂核层与保护膜层的质量比为2:1；保护膜为20％的聚乙烯醇水溶液(型号比例为：05：17＝1:2)；

(c)营养增效层：通入营养增效剂，与附有保护膜的菌剂核层混合，压制成球形，营养增效层在附有保护膜的菌剂核层外围形成；

营养增效剂：菌剂核层＝0.5：2(w/w)，营养增效剂的组成为葡萄糖：硫酸铵：磷酸二氢钾＝20：2.5：0.5；

(d)双网络水凝胶壳层：将明胶和聚乙烯醇(聚合度为500-600)加入水和丙三醇的溶剂中，高温(85-100℃)条件下混合均匀，冷却到室温后在-18℃下保持12h，然后在25℃保持2h，得到聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络有机水凝胶；随后通过加热70℃打断其氢键，得到融溶态水凝胶；

其中，水与丙三醇比例为4:1，聚乙烯醇：明胶＝5:1，明胶和聚乙烯醇占水凝胶的比例为15％；

(e)将步骤(c)获得的含营养增效层的菌剂在步骤(d)获得的融溶态水凝胶中浸泡5秒后取出，待冷却后氢键再次形成，得到双网络有机水凝胶壳层，最终获得双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂。

实施例4一种双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂

制备方法包括以下步骤：

(a)菌剂核层：将哈茨木霉与填充粉末以2：5(w/w)的比例(填充粉末为细菌纤维素：可溶性淀粉：碳酸钙＝1.5：2：2)混合均匀，利用制丸机制成直径2mm球型，即菌剂核层；

(b)保护膜层：在包衣锅中，在菌粉菌剂核层的球形颗粒表面喷涂一层含聚乙烯醇保护膜，菌剂核层与保护膜层的质量比为10:1；保护膜含有30％的聚乙烯醇水溶液(型号比例为：05：17＝1:5)；

(c)营养增效层：通入营养增效剂，与附有保护膜的菌剂核层混合，压制成球形，营养增效层在附有保护膜的菌剂核层外围形成；

营养增效剂：菌剂核层＝20：10(w/w)，营养增效剂的组成为葡萄糖：硫酸铵：磷酸二氢钾＝40：7.5：4；

(d)双网络水凝胶壳层：将明胶和聚乙烯醇(聚合度为500-600)加入水和丙三醇的溶剂中，高温(85-100℃)条件下混合均匀，冷却到室温后在-18℃下保持12h，然后在25℃保持2h，得到聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络有机水凝胶；随后通过加热80℃打断其氢键，得到融溶态水凝胶；

其中，水与丙三醇比例为9:6，聚乙烯醇：明胶＝9:5，明胶和聚乙烯醇占水凝胶的比例为30％；

(e)将步骤(c)获得的含营养增效层的菌剂在步骤(d)获得的融溶态水凝胶中浸泡3秒后取出，待冷却后氢键再次形成，得到双网络有机水凝胶壳层，最终获得双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利构思的前提下，上述各实施方式还可以做出若干变形、组合和改进，这些都属于本专利的保护范围。因此，本专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，其特征在于，所述菌剂由内至外依次包括菌剂核层、保护膜层、营养增效层、双网络水凝胶壳层；

其中，菌剂核层包括哈茨木霉菌粉和填充粉末；保护膜层为聚乙烯醇水溶液保护膜；营养增效层的营养增效剂至少包含葡萄糖、硫酸铵和磷酸二氢钾；所述的双网络水凝胶壳层为聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络。

2.如权利要求1所述的一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，其特征在于，所述菌剂核层、保护膜层和营养增效层的质量比为2-10：1：0.5-20。

3.如权利要求1所述的一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，其特征在于，所述的菌剂核层包括哈茨木霉菌粉和填充粉末；哈茨木霉菌粉和填充粉末重量比为1-3:2-10。

4.如权利要求3所述的一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，其特征在于，所述的填充粉末由细菌纤维素、可溶性淀粉和碳酸钙组成；细菌纤维素、可溶性淀粉和碳酸钙的重量比为0.5-1.5：1-2：0.5-2。

5.如权利要求1所述的一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，其特征在于，所述保护膜层为10-40％的聚乙烯醇水溶液。

6.如权利要求1所述的一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，其特征在于，所述营养增效层的营养增效剂至少包含葡萄糖、硫酸铵和磷酸二氢钾，按重量比20-40：2.5-7.5：0.5-4组成。

7.如权利要求1所述的一种双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂，其特征在于，所述的双网络水凝胶壳层包括明胶、聚乙烯醇和丙三醇、水；

水与丙三醇混合，比例为4-9:1-6；聚乙烯醇：明胶＝5-9:1-5；聚乙烯醇与明胶占水凝胶壳层的比例为15-35％。

8.权利要求1-7任意一项所述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)菌剂核层：将哈茨木霉与填充粉末混合均匀，成型；

(2)保护膜层：按比例在菌剂核层的球形颗粒表面喷涂一层含聚乙烯醇水溶液保护膜；

(3)营养增效层：按比例将营养增效剂与附有保护膜的菌剂核层混合，压制成型；

(4)双网络水凝胶壳层：将明胶和聚乙烯醇加入水和丙三醇的溶剂中，85-100℃条件下混合均匀，冷却到室温后经一次冻融过程，得到聚乙烯醇-丙三醇/明胶双网络有机水凝胶；随后通过60-80℃加热打断其氢键，得到融溶态水凝胶；

(5)将步骤(3)获得的含营养增效层的菌剂在步骤(4)获得的融溶态水凝胶中浸泡3-5秒后取出，获得双网络水凝胶壳多囊核结构的哈茨木霉菌剂。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述冻融过程是在-18℃下保持12h，然后在25℃保持2h。

10.权利要求1-7任意一项所述双网络水凝胶壳多囊核结构哈茨木霉菌剂在生物菌肥领域的应用。

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