CN117126011A - 一种包膜型复合微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种包膜型复合微生物菌剂及其制备方法，属于生物肥料技术领域。本发明制备的包膜型复合微生物菌剂以尿素、微生物菌剂，包膜剂，交联剂，引发剂，助剂，载体，调节剂，质量分数5％葡萄糖，碳酸钙制备而成。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，和尿素混合制粒制备而成。微生物菌剂之间互相影响，协同发挥作用，有效的对土壤质量进行改良，提高氮肥利用率，促进增产，制备的保护膜可以有效的保护微生物菌剂避免在制备过程中因为温度、机械压力等外部环境变化造成的死亡。

Description

一种包膜型复合微生物菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于生物肥料技术领域，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
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。
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。
发明内容
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。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
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。
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。
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。
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。
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。
优选的，所述的助剂为质量分数3-5％的柠檬酸。
优选的，所述的载体为改性稻壳生物炭。
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。
一种包膜型复合微生物菌剂的制备方法，步骤如下：
(1)羧甲基纤维素钠改性：
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；
(2)包覆膜制备：
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；
(3)改性稻壳生物炭制备：
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；
(4)微生物菌剂活化：
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；
(5)微生物菌剂增殖：
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；
(6)改性稻壳生物炭负载微生物菌剂：
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：
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；
(8)制剂：
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。
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。
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。
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。
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。
巴氏梭菌提高土壤中有效磷和速效钾含量。
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。
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。
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。
有益效果
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。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案做进一步说明：
实施例1
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份，微生物菌剂18份，包膜剂25份，交联剂1份，引发剂3份，助剂5份，载体45份，改性剂3份，质量分数5％葡萄糖15份，碳酸钙12份。
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。
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。
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。
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。
所述的助剂为质量分数3％的柠檬酸。
所述的载体为改性稻壳生物炭。
所述的改性剂为质量比3：1的γ-氨基丁酸和硫酸镁。
一种包膜型复合微生物菌剂的制备方法，步骤如下：
(1)羧甲基纤维素钠改性：
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；
(2)包覆膜制备：
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％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；
(3)改性稻壳生物炭制备：
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；
(4)微生物菌剂活化：
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；
(5)微生物菌剂增殖：
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；
(6)改性稻壳生物炭负载微生物菌剂：
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：
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；
(8)制剂：
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。
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。
实施例2
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70份，微生物菌剂22份，包膜剂28份，交联剂2份，引发剂4份，助剂6份，载体55份，改性剂4份，质量分数5％葡萄糖18份，碳酸钙13份。
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。
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。
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。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。
所述的助剂为质量分数4％的柠檬酸。
所述的载体为改性稻壳生物炭。
所述的改性剂为质量比3：1的γ-氨基丁酸和硫酸镁。
一种包膜型复合微生物菌剂的制备方法，步骤如下：
(1)羧甲基纤维素钠改性：
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；
(2)包覆膜制备：
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4％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；
(3)改性稻壳生物炭制备：
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；
(4)微生物菌剂活化：
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；
(5)微生物菌剂增殖：
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；
(6)改性稻壳生物炭负载微生物菌剂：
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：
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；
(8)制剂：
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℃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。
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。
实施例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80份，微生物菌剂25份，包膜剂30份，交联剂2份，引发剂5份，助剂8份，载体60份，改性剂5份，质量分数5％葡萄糖20份，碳酸钙15份。
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。
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。
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。
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。
所述的助剂为质量分数5％的柠檬酸。
所述的载体为改性稻壳生物炭。
所述的改性剂为质量比3：1的γ-氨基丁酸和硫酸镁。
一种包膜型复合微生物菌剂的制备方法，步骤如下：
(1)羧甲基纤维素钠改性：
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；
(2)包覆膜制备：
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；
(3)改性稻壳生物炭制备：
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；
(4)微生物菌剂活化：
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；
(5)微生物菌剂增殖：
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；
(6)改性稻壳生物炭负载微生物菌剂：
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：
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；
(8)制剂：
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℃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。
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。
对比例1
改变微生物菌剂的组成，不使用解淀粉芽孢杆菌，其他原料和制备方法均同实施例3。
对比例2
改变微生物菌剂的组成，不使用哈茨木霉菌，其他原料和制备方法均同实施例3。
对比例3
改变微生物菌剂的组成，不使用阿维菌素链酶菌，其他原料和制备方法均同实施例3。
对比例4
改变微生物菌剂的组成，不使用巴氏梭菌，其他原料和制备方法均同实施例3。
对比例5-10
改变改性剂的组成和配比，其他原料和制备方法均同实施例3，具体改性剂组成和配比如表1所示：
表1改性剂组成表
γ-氨基丁酸 硫酸镁
对比例5 0 0
对比例6 0 1
对比例7 2 1
对比例8 4 1
对比例9 3 0
对比例10 3 2
包膜型复合微生物菌剂性质检测
吸水性：采用尼龙袋法，计算吸水饱和前后质量变化值；
微生物菌剂活数量：将实施例1-3以及对比例1-10所制备的包膜型复合微生物菌剂将分别储藏0天，60天，120天后进行培养，加蒸馏水震荡破碎后采用平板培养计数法进行微生物菌剂数量检测；
包覆膜机械强度：采用肥料颗粒强度测定仪(购于山东云唐智能科技有限公司的智能KQ-3颗粒强度测定仪，灵敏度0.1N)检测包覆膜破裂时所承受压力。
具体检测结果如表2所示：
表2包膜型复合微生物菌剂性质检测表
根据表2包膜型复合微生物菌剂性质检测表可知，实施例1-3所制备的包覆膜复合微生物菌剂具有优量的吸水性，添加改性剂后的包覆膜具有良好的机械性能，可保护微生物菌剂在制备过程中以及储存过程中的微生物菌剂活性，减少微生物菌剂的死亡率。
大田试验
试验田：临沂市兰山区方城镇平和庄村顺滕家庭农场28亩；
时间：2020年4-9月；
种植作物：玉米(玉米种子购于山东金农种业有限公司-金农9号)，种植株距30cm，行距50cm；
施肥：将试验田均为14等分，将实施例1-3以及对比例1-10所制备的包膜型复合微生物菌剂分别施加到各组分试验田中，施用量50Kg/亩，施加硫酸钾(购于唐山三孚硅业股份有限公司-氧化钾≥50％，氯≤1.5％，硫≥16％)42Kg/亩，过磷酸钙(购于个旧市丰收磷化工有限公司，P2O5≥16％)25Kg/亩；剩余1组分作为空白对照组，仅进行常规施肥，不进行复合微生物菌剂施加，仅施加尿素(购于瑞星集团股份有限公司，总氮≥46.4％)45Kg/亩，硫酸钾42Kg/亩，过磷酸钙25Kg/亩；各组分试验田仅改变所施包膜型复合微生物菌剂的种类，其余操作均为相同大田管理；
统计各组分玉米收获后玉米的枯萎死亡数，千粒重，亩产量。
具体统计结果如表3所示：
表3玉米收获统计表
枯萎死亡数/株 千粒重/g 亩产量/Kg
实施例1 0 342 795
实施例2 0 338 786
实施例3 0 344 792
对比例1 87 324 658
对比例2 68 317 623
对比例3 72 325 674
对比例4 54 305 617
对比例5 45 286 564
对比例6 35 283 578
对比例7 22 294 633
对比例8 28 278 625
对比例9 36 268 582
对比例10 14 314 687
空白对照组 158 252 523
通过表3各组分玉米收获的统计结果，施用实施例1-3所制备的包膜型复合微生物菌剂后，种植的玉米作物抗逆性更强，玉米籽粒更饱满，平均亩产量791Kg，和空白对照组进行对比，提高51％。
土壤检测实验
在玉米收获后，采用五点法在各组分试验田分别采集5个0-20cm耕层土壤，捡去杂物，各组分试验土壤充分混合均匀后采用对角线法分样，各组分取50g，分别进行土壤微生物、有机质、含水量、破解氮、速效磷、速效钾的检测。
具体检测方法如下：
土壤微生物：采用熏蒸提取-容量分析法进行测定；
有机质：重铬酸钾容量法测定；
含水量：采用烘干法将土样在105-110℃的条件下，烘至恒重，测定土壤含水量；
破解氮：采用碱氮扩散法测定；
速效磷：采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定；
速效钾：采用采用1mol/L的乙酸铵提取火焰光度计法测定；
具体检测结果如表4所示：
表4土壤质量检测表
根据表4土壤质量检测结果可知，施加本发明实施例1-3所制备的包覆膜复合微生物菌剂可有效的唤醒土壤中微生物菌群，提高微生物菌群活性，提高土壤中有机质含量，增加土壤的吸水、保水性能，提高土壤中氮、磷、钾营养成分含量，有效的改良土壤性质。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，所述的解淀粉芽孢杆菌的保藏编号CGMCC1.15674；所述的哈茨木霉菌的保藏编号为CGMCC3.15684；所述的阿维菌素链霉菌的保藏编号为CGMCC4.6364；所述的巴氏梭菌的保藏编号为CGMCC1.2675。
4.根据权利要求1所述包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，所述的助剂为质量分数3-5％的柠檬酸。
7.根据权利要求1所述包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，所述的载体为改性稻壳生物炭。
8.根据权利要求1所述包膜型复合微生物菌剂，其特征在于，所述的改性剂为质量比3：1的γ-氨基丁酸和硫酸镁。
9.一种权利要求1-8任意一项所述包膜型复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)羧甲基纤维素钠改性：
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；
(2)包覆膜制备：
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；
(3)改性稻壳生物炭制备：
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；
(4)微生物菌剂活化：
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；
(5)微生物菌剂增殖：
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；
(6)改性稻壳生物炭负载微生物菌剂：
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：
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；
(8)制剂：
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。
10.根据权利要求9所述包膜型复合微生物菌剂的制备方法，其特征在于，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。
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徐浩龙: "羧甲基纤维素接枝丙烯酸/丙烯酰胺缓释肥包膜材料的制备、性能及应用", 化学与生物工程, vol. 29, no. 6, 25 June 2012 (2012-06-25) *
窦新田: "生物固氮", 31 August 1989, 农业出版社, pages: 108 - 109 *

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