CN113826618A - 一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂 - Google Patents
一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113826618A CN113826618A CN202110936754.8A CN202110936754A CN113826618A CN 113826618 A CN113826618 A CN 113826618A CN 202110936754 A CN202110936754 A CN 202110936754A CN 113826618 A CN113826618 A CN 113826618A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- microbial
- chitosan
- hydrogel
- gelatin
- powder
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 title claims abstract description 77
- 208000035240 Disease Resistance Diseases 0.000 title claims abstract description 10
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 54
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 46
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 46
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 20
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims abstract description 16
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 241000194108 Bacillus licheniformis Species 0.000 claims abstract description 15
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 35
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 claims description 27
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims description 25
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims description 25
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims description 25
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 16
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 12
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 7
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 229920002643 polyglutamic acid Polymers 0.000 claims description 5
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 4
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 claims description 4
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 claims description 4
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 3
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 claims description 2
- 238000012807 shake-flask culturing Methods 0.000 claims description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims 10
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 20
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 10
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 8
- 241000219112 Cucumis Species 0.000 description 7
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 description 7
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 7
- FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N [4,6-bis(cyanoamino)-1,3,5-triazin-2-yl]cyanamide Chemical compound N#CNC1=NC(NC#N)=NC(NC#N)=N1 FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 4
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 4
- 240000008790 Musa x paradisiaca Species 0.000 description 4
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 4
- 235000018290 Musa x paradisiaca Nutrition 0.000 description 3
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 3
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 3
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 description 2
- 241000427940 Fusarium solani Species 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000004162 soil erosion Methods 0.000 description 2
- 206010003694 Atrophy Diseases 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000003805 Musa ABB Group Nutrition 0.000 description 1
- 235000015266 Plantago major Nutrition 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 241001052560 Thallis Species 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000037444 atrophy Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229920001002 functional polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002786 root growth Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011345 viscous material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
- A01N63/22—Bacillus
-
- 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
- C09K17/18—Prepolymers; Macromolecular compounds
- C09K17/32—Prepolymers; Macromolecular compounds of natural origin, e.g. cellulosic materials
-
- 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
- C09K2107/00—Impermeabilisation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Virology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，包括γ‑聚谷氨酸‑壳聚糖‑明胶复合水凝胶和微生物菌粉，微生物菌粉包括枯草芽孢杆菌MES810的发酵菌粉和地衣芽孢杆菌MES816的发酵菌粉中的一种或两种。微生物水凝菌剂可用于农作物育苗、农产品增产、抑菌、土壤水土保持。
Description
技术领域
本发明属于生物肥制造应用领域，涉及一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂。
技术背景
现在市面上使用的微生物菌剂分为固体和液体两种，使用方法是稀释后喷洒于植株表面或土壤中，其优势是作用效果显著，对环境本身影响较小，使用后可调节土壤中的微生物环境，增强肥力，提高对病原菌的抵抗力。但是微生物菌剂使用时对环境要求较高，烈日暴雨都会影响使用时的效果和后续生长的情况。同时微生物菌剂中含有活的菌体，其生长调节也离不开适量的水分。
水凝胶是一种具有良好生物相容性的新型功能高分子材料。水凝胶能够在水中溶胀吸取水分并保持大量水分并且不溶解。水凝胶能够吸取大量的水是因为水凝胶的结构是一种高分子链间以物理作用力(氢键、库仑力、配位键等)或化学键(共价键)结合的高分子网络体系。因水凝胶具有独特的溶胀性能、缓释性能、生物相容性等优点，近年来越来越受到各个领域的关注。
微生物发酵工厂每天会产生大量的工业废水，其中含有微生物多糖，碳氮源和多种无机盐，这些废水富含的物质对微生物生长有促进作用，但是出于环保要求不能直接排放，工厂需要经过多级处理废水后才可排放，不仅浪费了废水中残留的营养物质，也给工厂的生产操作增加了难度。
因此，有必要结合水凝胶特有的溶胀性能、缓释性能、生物相容性等优点和微生物菌剂的生理功能发明一种多功能的微生物水凝胶。本发明不仅可以解决微生物发酵废水处理时的难题也有优秀的使用价值。
发明内容
基于以上问题，本发明的目的在于结合水凝胶特有的溶胀性能、缓释性能、生物相容性等优点和微生物菌剂的生理功能得到一种多功能的农用微生物凝胶。本发明方法还可利用微生物发酵废水制备微生物凝胶，制备的微生物发酵废水微生物凝胶具有良好的应用前景，可提高农用微生物菌剂抗病增产效果的废水凝胶。
为实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，包括γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶和微生物菌粉。
将γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶和微生物菌粉按质量配比10:1均匀混合制得。
所采用的菌粉优选为枯草芽孢杆菌MES810的发酵菌粉、地衣芽孢杆菌MES816的发酵菌粉中的一种或两种。
如选择两种混合菌粉，则枯草芽孢杆菌发酵菌粉和的地衣芽孢杆菌发酵菌粉重量比为1:1。
生物材料MES 810分类命名为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis，保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年8月10日，保藏编号为：CGMCC No.14514；生物材料MES 816的分类命名为地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis，保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2018年5月8日，保藏编号为：CGMCC No.15744。
枯草芽孢杆菌MES 810的发酵菌粉和地衣芽孢杆菌MES 816的发酵菌粉经摇瓶培养、一级种子培养、二级种子培养、发酵、浓缩、喷雾干燥，制得对应的菌粉，然后分别分装即可；枯草芽孢杆菌MES 810的菌粉中有效活菌数不少于10×1011fu/g，地衣芽孢杆菌MES816发酵菌粉中有效活菌数不少于10×1011fu/g。
其中，枯草芽孢杆菌发酵菌粉和地衣芽孢杆菌发酵菌粉的制备方法参照，专利申请号“CN201911410610.8一种防治池塘青苔的复合菌剂及其制备方法和应用”中的枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌发酵菌粉的制备方法。
γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶中，按质量份数为：壳聚糖和明胶的质量比1～8： 23～16。
γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶，通过以下方法制得：
(1)室温下将壳聚糖溶于20ml含1wt％(质量百分比)乙酸的去离子水中，60℃搅拌至壳聚糖完全溶解，得壳聚糖溶液；
(2)室温下将明胶溶解于20ml含1wt％(质量百分比)乙酸的去离子水中，60℃搅拌至明胶完全溶解，得明胶溶液；
(3)将(1)的壳聚糖溶液与(2)的明胶溶液倒入同一个烧杯中，混合均匀，放入超声波震荡仪中超声消除气泡；
(4)消除气泡后的混合溶液倒入模具中，室温下静置形成壳聚糖-明胶复合水凝胶；
(5)壳聚糖-明胶复合水凝胶浸入1％的γ-聚谷氨酸溶液中，在pH为7.0和室温下24小时，获得γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶；
其中壳聚糖：明胶：冰乙酸：去离子水的配比按质量比计为1～8：23～16：1:200。
本发明的制备方法可以采用发酵废水替代去离子水制备γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶。
(1)室温下将壳聚糖溶于20ml含1wt％(质量百分比)乙酸的微生物发酵废水中，60℃搅拌至壳聚糖完全溶解，得壳聚糖溶液；
(2室温下将明胶溶解于20ml含1wt％(质量百分比)乙酸的微生物发酵废水中，60℃搅拌至明胶完全溶解，得明胶溶液；
(3)将(1)的壳聚糖溶液与(2)的明胶溶液倒入同一个烧杯中，混合均匀，放入超声波震荡仪中超声消除气泡；
(4)消除气泡后的混合溶液倒入模具中，室温下静置形成壳聚糖-明胶复合水凝胶；
(5)壳聚糖-明胶复合水凝胶浸入1％的γ-聚谷氨酸溶液中，在pH7.0和室温下24小时，获得γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶。
所述壳聚糖：明胶：冰乙酸：发酵废水的配比按质量比计，为1～8：23～16：1:200。
微生物发酵废水主要是微生物发酵工厂在制备枯草芽孢杆菌MES 810和地衣芽孢杆菌MES 816发酵时产生的废水，其中富含微生物多糖，碳氮源和多种无机盐。
本发明技术与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明得到的多功能的微生物水凝胶菌剂，能在较短时间内吸收超越自身重量许多倍的水，并且能缓慢的释放出来，具有优良的保水抗旱性能。在作用于植株表面后具有良好的治病能力和滞留能力，不会因为少量降雨而被冲刷掉失去使用效果。本发明得到的多功能的微生物发酵废水凝胶菌剂还可以利用发酵废水，节省废水处理的人力物力，增加水凝菌剂的功效。
本发明得到的保水抑菌的微生物水凝胶具有良好的保水性和机械强度，在防护边坡生态和预防水土流失的方面有实际应用效果。
本发明对于农业生产，荒漠化治理，边坡生态防护，水土流失防治等领域均有实际应用价值，适于推广应用。应用前景可观。
附图说明
图1是本发明γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶溶胀性能对比图；
图2是本发明γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶压缩性能对比图。
具体实施方式
下面将通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。本领域的技术人员应理解，对本发明的技术特征所作的等同替换，或相应的改进，仍属于本发明的保护范围之内。
下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得，下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。
实施例1水凝胶的制备
依照本发明的制备方法，以表一的配方，制备γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶。
表1:γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶制备
| 编号 | 壳聚糖:明胶：冰乙酸：发酵废水 |
| 1 | 1:23:1:200 |
| 2 | 2:22:1:200 |
| 3 | 4:20:1:200 |
| 4 | 8:16:1:200 |
结果表明四种配比水凝胶均可成型。由图可知，随着壳聚糖与明胶的比例的增大，γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶的越来越黄。制备水凝胶时，观察到随着壳聚糖与明胶的比例的增大，制备得到的γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶的体积也越来越大。这可能是因为壳聚糖与γ-聚谷氨酸溶液反应的原因，壳聚糖越多，与γ-聚谷氨酸溶液的反应越剧烈，所以随着壳聚糖的增加，合成的γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶体积就越来越大。4号配比制备的水凝胶的体积最大。
实施例2水凝胶性能测试
2.1水凝胶溶胀性能试验
本试验对水凝胶溶胀速率的测定方法选用茶袋法。
利用茶袋法对水凝胶的溶胀速率进行测定，测定方法如下：
(1)称量制备好的水凝胶样品质量为W0。
(2)使用吸水性差的锦纶机织布缝制成一端开口的方形茶袋，将茶袋在溶胀介质中浸湿后用滤纸擦干其表面水分，称量其质量为U。
(3)将装有样品的茶袋完全浸没于溶胀介质中，在二十四小时后取出称重，称量其质量为W1。
之后我们通过W1-W0-U后得到的数值来表示水凝胶的溶胀性能，具体溶胀性能如图1所示。
结果表明2号配比的溶胀性能最佳。
2.2水凝胶压缩性能试验
将γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶制备成高1.6cm，直径1.5cm的圆柱试样。然后在室温下、空气中使用通用拉伸机(Instron型号5567)进行压缩试验。压缩速度为10mm/min，考察机械强度。机械强度实验结果如图2所示。
保持γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶合成过程中其他因素不变，改变投入的壳聚糖与明胶的比列。1号样品投入壳聚糖与明胶的比例是1:23,，2号样品投入壳聚糖与明胶的比例是1:11，3号样品投入壳聚糖与明胶的比例是1:5，4号样品投入壳聚糖与明胶的比例是1:2。
由图可知，2号样品的压缩强度最大，可承受最大压缩应力为0.04772MPa。1号样品可承受最大压缩应力为0.03985MPa。3号样品可承受最大压缩应力为0.02504MPa。4 号样品可承受最大压缩应力为0.01685MPa。
结论：综合以上三个试验结果可以表明配比2不仅具有较好的成型能力，溶胀性能和机械强度也比其他的配比出色。按照配比2的配方与菌粉(一种或两种菌粉)10:1混合得到最终的多功能的微生物水凝菌剂，进行进一步的性能试验。采用本发明的技术方案获得的微生物水凝菌剂和微生物发酵废水凝胶菌剂同样具有出色的保水抑菌功效，在农产品抗病增产方面有突出的贡献。
2.3微生物水凝胶保水抑菌性能试验
2.3.1微生物水凝胶保水抑菌--育苗试验
选取两份完全相同的土壤进行灭菌处理，其中一份混入10％的多功能的微生物发酵废水凝胶菌剂，一份混入10％不含菌粉的水凝胶，最后一份空白对照组，之后在其中种入黄瓜种子，每天浇水，7天后进行观察发现，3组实验的黄瓜苗均已生长出苗，空白对照组苗长9cm，混入不含菌粉的水凝胶的黄瓜苗长11cm，加入微生物发酵废水凝胶菌剂后瓜苗明显生长的更为快速，粗壮，苗长为21cm。测量结束后停止给瓜苗浇水，1天后空白对照组瓜苗开始枯萎，而加入了微生物发酵废水凝胶菌剂和不含菌粉的水凝胶的瓜苗仍然正常生长，4天后加入不含菌粉的水凝胶的瓜苗开始枯萎，此时空白对照组瓜苗已经完全枯死，7天后使用不含菌粉的水凝胶的瓜苗基本完全枯萎，而加入微生物发酵废水凝胶菌剂的瓜苗只是出现了缺水萎缩的现象。由此可知，微生物发酵废水凝胶菌剂不仅有显著的生根助苗的功效，在植株缺水状态，譬如长途运输的时候也可以更长时间的保持植株所含的水分，维持根系的活性，发挥巨大的作用。
2.3.2微生物水凝胶保水抑菌—抑菌试验
把微生物发酵废水凝胶菌剂按照1％的浓度和水混匀与尖孢镰刀菌和腐皮镰刀菌进行拮抗实验：
在PDA平板上分别接种上尖孢镰刀菌和腐皮镰刀菌，之后37℃培养，在平板表面长满病原菌后，把滤纸片浸入1％的浓度的微生物发酵废水凝胶菌剂的水溶液，之后放置于病原菌平板表面，37℃培养3天，观察后发现平板表面出现抑菌圈。说明微生物发酵废水凝胶菌剂对于两种病原菌都有抑制作用。
之后把按照添加1％保水抑菌的微生物水凝胶的水溶液喷洒于芭蕉叶表面，把混有千分之一菌粉和1％蒸馏水配制的水凝胶的水溶液也喷洒于芭蕉叶表面，作为对照把混有千分之一菌粉的水溶液也喷洒于芭蕉叶表面，之后每天用纯净水进行喷洒，之后测量叶片上残留的菌数。
表2：微生物水凝胶抑菌试验对比数据
表格中使用微生物发酵废水凝胶菌剂进行喷洒的芭蕉叶残留的菌数远高于对照组。说明微生物发酵废水凝胶菌剂有很好的滞留性，可以更好的停留在植株表面，达到抑菌治病的效果。同时微生物发酵废水凝胶菌剂中含有更多营养和粘性物质所以其中蕴含的菌粉可以更快速的萌发生长，达到抑菌防护的效果。
2.3.2微生物水凝胶保水抑菌—预防水土流失试验
选取一片具有坡度的试验田，在其中1/3混入微生物发酵废水凝胶菌剂，1/3加入普通水凝胶，最后1/3作为空白对照组，测量三片土地坡度为19％坡长为5米，雨季过后，再次对这片土地进行测量，结果表明混入微生物发酵废水凝胶菌剂的土地坡度坡长没有变化，普通水凝胶组坡度变为17％，坡长变为5.7米，空白对照组坡度变为15％,坡长为 6.3米，说明微生物发酵废水凝胶菌剂在边坡防治和预防水土流失等方面有实际效果。进一步对具有坡度试验田中的植株的根系生长情况进行考察。
表3：3块土地中的植株生长情况对比数据
明显可以观察到使用了微生物发酵废水凝胶菌剂后植株的根系更为粗壮发达，保护土地的效果更佳。
Claims (10)
1.一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，包括γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶和微生物菌粉。
2.根据权利要求1所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，将γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶和微生物菌粉按质量配比10:1均匀混合制得。
3.根据权利要求2所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，微生物菌粉包括枯草芽孢杆菌MES 810的发酵菌粉和地衣芽孢杆菌MES 816的发酵菌粉中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，枯草芽孢杆菌MES 810保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年8月10日，保藏编号为：CGMCC No.14514；地衣芽孢杆菌MES816保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2018年5月8日，保藏编号为：CGMCC No.15744。
5.根据权利要求3所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌发酵菌粉中有效活菌数不少于10×1011fu/g，地衣芽孢杆菌发酵菌粉中有效活菌数不少于10×1011fu/g，枯草芽孢杆菌MES 810的发酵菌粉和的地衣芽孢杆菌MES816的发酵菌粉重量比为1:1。
6.根据权利要求5所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，所述枯草芽孢杆菌MES 810的发酵菌粉和地衣芽孢杆菌MES 816的发酵菌粉经摇瓶培养、一级种子培养、二级种子培养、发酵、浓缩、喷雾干燥，制得对应的菌粉。
7.根据权利要求1所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，所述γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶中，壳聚糖和明胶的质量比1～8：23～16。
8.根据权利要求1所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶，通过以下方法制得：
(1)室温下将壳聚糖溶于20ml含1wt％乙酸的去离子水中，60℃搅拌至壳聚糖完全溶解，得壳聚糖荣溶液；
(2)室温下将明胶溶解于20ml含1wt％乙酸的去离子水中，60℃搅拌至明胶完全溶解，得明胶溶液；
(3)将(1)的壳聚糖溶液与(2)的明胶溶液倒入同一个烧杯中，混合均匀，放入超声波震荡仪中超声消除气泡；
(4)消除气泡后的混合溶液倒入模具中，室温下静置形成壳聚糖-明胶复合水凝胶；
(5)壳聚糖-明胶复合水凝胶浸入1％的γ-聚谷氨酸溶液中，在pH为7.0和室温下24小时，获得γ-聚谷氨酸-壳聚糖-明胶复合水凝胶；
所述壳聚糖：明胶：冰乙酸：发酵废水的配比按质量比计，为1～8：23～16：1:200。
9.根据权利要求8所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂，其特征在于，采用微生物发酵废水替代去离子水，所述微生物发酵废水优选为制备枯草芽孢杆菌MES 810和地衣芽孢杆菌MES 816发酵时产生的废水。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂在农业生产，荒漠化治理，边坡生态防护，水土流失防治，有助于农作物育苗、农产品增产、抑菌、土壤水土保持中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110936754.8A CN113826618A (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110936754.8A CN113826618A (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113826618A true CN113826618A (zh) | 2021-12-24 |
Family
ID=78960708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110936754.8A Pending CN113826618A (zh) | 2021-08-16 | 2021-08-16 | 一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113826618A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115029288A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-09-09 | 五康生物科技股份有限公司 | 一种水土保持用枯草芽孢杆菌复合水凝菌剂及制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080009414A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Tung Hai Biotechnology Corporation | Method for enhancing the growth of crops, plants, or seeds, and soil renovation |
| CN107586403A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-16 | 天津北洋百川生物技术有限公司 | 一种γ‑聚谷氨酸‑壳聚糖凝胶及其制备方法和应用 |
| CN107916114A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-17 | 山东宝瑞生物科技有限公司 | 一种复合功能型土壤修复菌剂及其制备方法 |
| CN111892460A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-06 | 天津开发区坤禾生物技术有限公司 | 一种提高盐碱地土质的生物有机肥及其应用 |
| CN113234616A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-08-10 | 宁夏农林科学院农业生物技术研究中心（宁夏农业生物技术重点实验室） | 地衣芽孢杆菌、耐盐碱菌剂及生物质盐碱地土壤改良剂的制备方法 |
-
2021
- 2021-08-16 CN CN202110936754.8A patent/CN113826618A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080009414A1 (en) * | 2006-07-07 | 2008-01-10 | Tung Hai Biotechnology Corporation | Method for enhancing the growth of crops, plants, or seeds, and soil renovation |
| CN107586403A (zh) * | 2017-08-18 | 2018-01-16 | 天津北洋百川生物技术有限公司 | 一种γ‑聚谷氨酸‑壳聚糖凝胶及其制备方法和应用 |
| CN107916114A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-04-17 | 山东宝瑞生物科技有限公司 | 一种复合功能型土壤修复菌剂及其制备方法 |
| CN111892460A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-06 | 天津开发区坤禾生物技术有限公司 | 一种提高盐碱地土质的生物有机肥及其应用 |
| CN113234616A (zh) * | 2021-04-02 | 2021-08-10 | 宁夏农林科学院农业生物技术研究中心（宁夏农业生物技术重点实验室） | 地衣芽孢杆菌、耐盐碱菌剂及生物质盐碱地土壤改良剂的制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115029288A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-09-09 | 五康生物科技股份有限公司 | 一种水土保持用枯草芽孢杆菌复合水凝菌剂及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103172437B (zh) | 含聚谷氨酸的液态复合微生物肥料及其制备方法和应用 | |
| CN110106126A (zh) | 一株胶质芽孢杆菌及其在制备盐碱土壤改良剂中的应用 | |
| CN102584448A (zh) | 一种复合肥 | |
| CN103601581A (zh) | 一种保水生物有机肥的制备方法 | |
| CN111747792A (zh) | 一种微生物源组合型生物刺激素及其应用 | |
| CN106190929B (zh) | 一种地衣芽孢杆菌新菌株及其应用 | |
| CN107338056B (zh) | 一种绿色微生物土壤改良剂及其制备方法 | |
| CN111517873B (zh) | 一种控释肥包膜剂及其制备方法和控释肥及其应用 | |
| CN113999837B (zh) | 一种农用微生物菌剂及其制备工艺 | |
| CN113880642B (zh) | 一种复合微生物肥料 | |
| CN111171086A (zh) | 一种小麦抗逆制剂及其应用 | |
| CN113826618A (zh) | 一种抗病增产的农用微生物水凝菌剂 | |
| CN114014715A (zh) | 一种盐碱化土壤改良修复剂、制备方法、肥料和拌种剂 | |
| CN113678832A (zh) | 一种谷子抗旱种衣剂及其制备方法和应用 | |
| CN113024307A (zh) | 种植用有机基质及其制备方法和用途 | |
| CN113897316B (zh) | 地衣芽孢杆菌BLc06及其制备的功能型瓜果育苗生物基质和应用 | |
| CN102659483B (zh) | 一种可用于果树的缓释肥料 | |
| CN111793433B (zh) | 一种纳米种子包衣剂及其制备方法 | |
| CN114436702A (zh) | 一种可降解的桑树种子包衣膜剂及其制备方法和使用方法 | |
| CN113349018A (zh) | 一种可塑性植物栽培基质及其制备方法 | |
| CN109627104B (zh) | 一种用于果树种植的水溶肥及其制备方法和应用 | |
| CN113461465A (zh) | 复合微生物肥及制备方法 | |
| CN110357731A (zh) | 一种增强石榴抗寒能力的生物制剂 | |
| CN112481132B (zh) | 一种免烘干颗粒菌剂及其制备方法 | |
| CN114698528B (zh) | 一种果胶复合基质及其制备方法与应用 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211224 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |