CN113943184A - 一种玉米促生微生物种衣剂及其包衣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种玉米促生微生物种衣剂及包衣方法，包括以下质量百分比原料：促生微生物0.01‑0.05％、微生物载体0.6％‑1.0％、成膜剂6％‑10％、着色剂0.1‑0.3％，其余为蒸馏水补足。交联剂配置百分比为5‑9％，以雾化方式与种衣剂交联于种子表层。本发明主要用于玉米播种前种子包衣，能有效提高玉米种子发芽率，减少玉米苗期病害。通过促生微生物和微生物载体功能耦合，增强土壤保水控肥能力，促进玉米根茎发育，提高玉米抗逆性能，从而实现玉米增产和降低土传病害的目的。

Description

一种玉米促生微生物种衣剂及其包衣方法

技术领域

本发明涉及农作物种子预处理技术领域，特别涉及一种玉米促生微生物包衣剂及其包衣方法。

背景技术

目前，严重影响玉米生产的主要因素有玉米大斑病、小斑病、瘤黑粉病、茎基腐病等病害以及玉米苗期受夜行贪食娥、叶蝉、蓟马、叶甲、黑麦秆蝇和粘虫等虫害影响。玉米种衣剂涂层于种子表面的，使有效成分缓慢释放，可以防止玉米苗期病虫害影响，提高种子出苗率和生长状况，还可以增强幼苗抗逆性。此外，种衣剂在种子表面成膜后可以抑制种子过量吸水，防止玉米种子吸水溶胀造成损伤，因此，包衣技术可以有效改善玉米种子生长性能，从而增加玉米产量。

生物种衣剂是以功能微生物为有效成分的一种新型种衣剂，含有对作物有益的微生物菌或菌群，如固氮菌、溶磷菌、木霉菌等，其目的一方面基于拮抗原理，利用有益微生物抵抗有害病菌侵害和繁殖，达到抗病的目的；另一方面，基于功能微生物分泌物，对根际土壤进行物质转化，促进作物生长。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是促进作物生长的根际细菌中的重要成员之一，其所需营养成分简单、生长繁殖速度快、适应性及抗逆性极强，利于大量培养，可以在多种植物组织中被分离，筛选分离，枯草芽孢杆菌能够分泌多种蛋白类和激素类活性物质，天然无毒害，并具有抗病抑菌、提高作物抗性、促进作物生长及改良土壤的作用。

高吸水性水凝胶可以作为功能保水剂在农业上应用，具有保水控释的作用，同时，由于其吸水溶胀形成水凝胶，可以对土壤结构进行调控，具有改良土壤作用。此外，由于高吸水性水凝胶具有多孔性和生物友好等特点，可以作为微生物载体，提高微生物活性，同时，由于高吸水性水凝胶分子结构中具有氮磷钾等养分元素，可以保证种衣剂中微生物生态系统的稳定。

现有生物种衣剂存在的主要问题有：(1)针对性不足，缺少特定作物的精准性包衣剂，微生物防治效果一般；(2)功能微生物活性易受外界环境影响，易受地域、土壤类型等制约；(3)包衣技术单一，一般都是均一型包衣，膜结构不稳定易脱落，导致活性成分损失，降低种衣剂防治效果。

目前，市场上玉米种子包衣剂均采用拌种包衣法，将有效成分成膜于种子表面，但是，这种方法制备的包衣种子在土壤环境中不稳定，易造成有效成分流失、农药成分残留、微生物失活等问题，不仅造成环境污染，同时还提高了应用成本，不利于农业生态循环经济发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玉米促生微生物种衣剂及其包衣方法，选用了具有玉米促生作用的菌株，结合满足一定复配种类及比例的种衣剂，并创新了交联包衣方法，实现了玉米微生物种衣剂在拮抗病原菌生长的同时，具有促进玉米苗期生长的作用，提高玉米苗期抗逆性，该种衣剂高效低毒、安全可靠，制备方法简单易行，具有重要的实用价值。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种玉米微生物种衣剂，包括以下质量百分比原料：促生微生物0.01-0.05%、微生物载体0.6%-1.0%、分散剂0.3-0.7%、成膜剂6%-10%、着色剂0.1-0.3%，其余为蒸馏水；

所述微生物载体为玉米秸秆纤维素接枝丙烯酸盐与聚双羟甲基脲磷酸铵以半互穿聚合物网络形成的高吸水性水凝胶；

其中，所述种衣剂的配制方法包括：

（1）称取以上所述各原料，备用；

（2）在容器中依次加入成膜剂、分散剂、促生微生物载体，在加热温度是50~70℃的加热条件下充分搅拌溶解，待冷却至室温后加入微生物并充分搅拌均匀；

（3）调节体系pH为6.5-7.0，加入着色剂室温搅拌1.5-2.5h，溶液混合均匀后即得到玉米种衣剂母液。

优选的，交联剂以5-9％和蒸馏水混合均匀，静置后放入雾化装置以雾化方式与所述种衣剂交联于种子表层。

优选的，所述分散剂为羧甲基纤维素钾和羧甲基纤维素铵的一种。

优选的，所述成膜剂为聚乙烯醇和海藻酸钠按质量百分比10:1混合。

优选的，所述着色剂为加丽素红或碱性红中的一种。

优选的，所述交联剂为氯化钙、硼酸按质量百分比1:1混合。

另外，本发明还提供了一种玉米促生微生物种衣剂的包衣方法，具体步骤如下：

(1)将玉米种子置入圆盘造粒机中，种衣剂与种子质量比为1:30-50，分三次加入；

(2)待种衣剂母液和种子混合均匀后开启雾化装置，使雾化交联剂与种衣剂母液充分接触交联，雾化分三次进行；

(3)包衣完成后，种子置于25-30℃条件下风干。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明提供促进玉米生长的菌株在玉米微生物种衣剂中的应用，所选用的菌株具有良好的产IAA能力，在玉米生长期可以促进种子萌发和幼苗生长，同时，对玉米茎腐病、大斑病和枯萎病具有良好的抗病作用，在玉米种植中具有替代化学种衣剂的潜力。

2.本发明中所述微生物载体是由秸秆改性制备，多孔结构可以为微生物提供稳定的生产环境；改性材料中富含氮磷钾等养分，为微生物和玉米种子提供必要的养分供给；改性材料的官能团效应为可以介导微生物电子传递过程，提高微生物电子传递功能，增强微生物介导土壤中的电化学性能。

3.本发明所述的成膜剂中，海藻酸钠、聚乙烯醇和羧甲基纤维素结构中含有大量的羟基和羧基，可与秸秆改性材料结构中的羟基、酰胺形成较为稳定的氢键，可以提高成膜剂在种子表面分散的均匀性。

4.本发明所述的包衣方式不同于传统拌种，而是以子母液以交联的方式包裹于种子外，可以提高种子抵抗土传病害的影响，同时为活性微生物提供稳定微生态环境，提高其在土壤中定殖能力；此外，利用交联方式的包衣结构更为稳定。

5.本发明中添加了秸秆改性功能材料，在随种子施入到土壤中可以提高种子周围土壤持水能力，增强土壤养分固持性能，并为种子提供养分元素，提高玉米出苗率和根系生长。

该生物材料的保藏信息：保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2020年12月22日，保藏编号：CGMCC No.21521及分类命名为：Bacillus subtilis（枯草芽孢杆菌）。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明提供了一种玉米促生微生物种衣剂，包括以下质量百分比原料：促生微生物0.01-0.05%、微生物载体0.6%-1.0%、分散剂0.3-0.7%、成膜剂6%-10%、着色剂0.1-0.3%，其余为蒸馏水；

所述微生物为枯草芽孢杆菌YMKC1；保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2020年12月22日，编号为CGMCC No.21521；

所述微生物载体为玉米秸秆纤维素接枝丙烯酸盐与聚双羟甲基脲磷酸铵以半互穿聚合物网络形成的高吸水性水凝胶；

交联剂以5-9%和蒸馏水混合均匀，静置后放入雾化装置以雾化方式与所述种衣剂交联于种子表层。

所述分散剂为羧甲基纤维素钾和羧甲基纤维素铵的一种。

所述成膜剂为聚乙烯醇、海藻酸钠按质量百分比10:1混合。

所述交联剂为氯化钙、硼酸按质量百分比1:1混合。

所述着色剂为加丽素红或碱性红。

1.种衣剂配方1：包括以下质量百分比原料：枯草芽孢杆菌YMKC10.01％、微生物载体 0.6％、羧甲基纤维素钾0.3％、海藻酸钠和聚乙烯醇6％(质量百分比为10:1)、着色剂0.1％，其余为蒸馏水；交联剂硼酸和氯化钙5％(质量百分比为1:1)。

2.种衣剂配方2：包括以下质量百分比原料：枯草芽孢杆菌YMKC10.03％、微生物载体 0.8％、羧甲基纤维素钾0.5％、海藻酸钠和聚乙烯醇8％(质量百分比为10:1)、着色剂0.2％，其余为蒸馏水；交联剂硼酸和氯化钙7％(质量百分比为1:1)。

3.种衣剂配方3：包括以下质量百分比原料：枯草芽孢杆菌YMKC10.05％、微生物载体 1％、羧甲基纤维素钾0.7％、海藻酸钠和聚乙烯醇10％(质量百分比为10:1)、着色剂0.3％，其余为蒸馏水；交联剂硼酸和氯化钙9％(质量百分比为1:1)。

所述种衣剂的配制方法包括：

(1)在容器中依次加入成膜剂、分散剂、微生物载体，在加热温度是50～70℃的加热条件下充分搅拌溶解，待冷却至室温后加入促生微生物并充分搅拌均匀；

(2)调节体系pH为6.5-7.0，加入着色剂室温搅拌1.5-2.5h，溶液混合均匀后即得到玉米种衣剂母液；

另外，本发明还提供了一种玉米促生微生物种衣剂的包衣方法，包括如下步骤：

(1)将玉米种子置入圆盘造粒机中，种衣剂与种子质量比为1:30-50，分三次加入；

(2)待种衣剂母液和种子混合均匀后开启雾化装置，使雾化交联剂与种衣剂母液充分接触交联，雾化分三次进行；

(3)包衣完成后，种子置于25-30℃条件下风干。

效用实验

玉米品种选用中农科868品种，采用本发明种衣剂各配方制备的包衣玉米(施药剂量为 1:40)与未包衣玉米种子为对照组。栽培条件为：地势平坦，土壤理化性质及肥力确保一致，前茬作物为小麦，播种前每亩施玉米复合肥50kg，各试验小区管理措施一致。测试结果见表 1。

表1

处理	出芽率(％)	根长(m)	株高(m)	病株率(％)	穗粒数	百粒重(g)	增产(％)
								对照组	89％	0.86	2.15	10.69	551	28.7
配方1	94％	0.89	2.36	3.42	588	32.4	10.1％
								配方2	93％	0.91	2.32	3.36	592	31.8	10.8％
配方3	96％	0.94	2.36	3.23	595	32.5	11.2％

从表1可以看出，与对比例相比，本发明包衣剂在玉米种子出芽率有提高作用，同时对根长、株高、穗粒数、百粒重指标有显著促进作用，同时，不同配方显著提高玉米产量；并且可以显著玉米发病率，增产率可达10.1％以上，取得的经济效益明显。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对以上配方和包衣方法的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种玉米促生微生物种衣剂，其特征在于，包括以下质量百分比原料：促生微生物0.01-0.05％、微生物载体0.6％-1.0％、分散剂0.3-0.7％、成膜剂6％-10％、着色剂0.1-0.3％，其余为蒸馏水，

其中，所述促生微生物为枯草芽孢杆菌YMKC1；

其中，所述微生物载体为玉米秸秆纤维素接枝丙烯酸盐与聚双羟甲基脲磷酸铵以半互穿聚合物网络形成的高吸水性水凝胶，并且

其中，所述种衣剂的配制方法包括：

(1)称取促生微生物0.01-0.05％、微生物载体0.6％-1.0％、分散剂0.3-0.7％、成膜剂6％-10％、着色剂0.1-0.3％，其余为蒸馏水，备用；

(2)在容器中依次加入成膜剂、分散剂、微生物载体，在加热温度是50～70℃的加热条件下充分搅拌溶解，待冷却至室温后加入促生微生物并充分搅拌均匀；

(3)调节体系pH为6.5-7.0，加入着色剂室温搅拌1.5-2.5h，溶液混合均匀后即得到玉米种衣剂母液。

2.根据权利要求1所述一种玉米促生微生物种衣剂，其中，交联剂以5-9％和蒸馏水混合均匀，静置后放入雾化装置以雾化方式与所述种衣剂交联于种子表层。

3.根据权利要求1所述一种玉米促生微生物种衣剂，其特征在于，所述分散剂为羧甲基纤维素钾和羧甲基纤维素铵的一种。

4.根据权利要求1所述一种玉米促生微生物种衣剂，其特征在于，所述成膜剂为聚乙烯醇、海藻酸钠按质量百分比10:1混合。

5.根据权利要求2所述一种玉米促生微生物种衣剂，其特征在于，所述交联剂为氯化钙、硼酸按质量百分比1:1混合。

6.根据权利要求1所述一种玉米促生微生物种衣剂，其特征在于，所述着色剂为加丽素红或碱性红。

7.一种玉米促生微生物种衣剂的包衣方法，包括如下步骤：

(1)将玉米种子置入圆盘造粒机中，种衣剂与种子质量比为1:30-50，分三次加入；

(2)待种衣剂母液和种子混合均匀后开启雾化装置，使雾化交联剂与种衣剂母液充分接触交联，雾化分三次进行；

(3)包衣完成后，种子置于25-30℃条件下风干。