一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑及制備方法。微膠囊化懸浮微生物種衣劑包含功能菌微膠囊和助劑。采用內(nèi)源乳化法以海藻酸鈉、明膠等壁材制備功能菌微膠囊，微膠囊粒徑為20-60μm，功能菌含量≥109cfu/g，包埋率達(dá)80％以上。功能微生物選自假單胞菌、枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、陰溝腸桿菌、植生拉烏爾菌、萎縮芽孢桿菌中的兩種或幾種。助劑包含成膜劑和分散劑、增粘劑、抗凍劑、著色劑中的一種或者幾種。將制備的功能菌微膠囊與助劑均勻混合即得成品。該產(chǎn)品具有成膜性好、菌體持效性和存活性高、緩控釋放性好、應(yīng)用穩(wěn)定性強(qiáng)、環(huán)境友好使用方便等優(yōu)點(diǎn)。可作為促進(jìn)棉花、大豆、小麥、番茄等種子發(fā)芽和幼苗生長、控制苗期病害、提高抗逆性等應(yīng)用。
【專利說明】一種微膠囊化懸淳微生物種衣劑及制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物種衣劑，尤其是涉及微膠囊化懸浮微生物種衣劑及制備方 法。屬于農(nóng)用生物制劑生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 生物型種衣劑是利用拮抗微生物及其基因產(chǎn)生或表達(dá)的各種生物活性成分通過 發(fā)酵、劑型加工制成的種子包衣劑。生物型種衣劑能夠很好的改善種子與土壤的相容性，架 構(gòu)有益的微生物環(huán)境，提高種子發(fā)芽率，促進(jìn)作物增長、增強(qiáng)抗逆能力。使用范圍廣，能廣泛 適用于各類農(nóng)作物種子。在自然界中分解快、無殘留、無污染，安全性好，無論對人畜還是對 種子均無負(fù)面影響。因此。積極開發(fā)生物種衣劑，部分代替化學(xué)種衣劑的使用已成為目前 綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的研究熱點(diǎn)。利用生防真菌、細(xì)菌等拮抗微生物制成生物制劑已被廣 泛地應(yīng)用于農(nóng)作物病蟲害的生物防治和促進(jìn)生長。將這些生物制劑已成功地引用到種衣劑 中，并保持其生物活性，開發(fā)生物種衣劑為生物防治的應(yīng)用提供廣闊的前景。
[0004] 目前，我國研究生物型種衣劑較成功的是浙豐牌ZSB生物種衣劑，已于1990年獲 得專利。一般能使水稻增產(chǎn)5%-7%、玉米8%-10%、小麥5%-10%、油菜5%-10%、西 瓜10%以上，棉花、蘿卜、蔬菜、豆類等的增產(chǎn)幅度在6% -10%，并且能減輕水稻細(xì)菌性條 斑病、白葉枯病、紋枯病、惡苗病、紅麻炭疽病、黃麻立枯病、玉米矮縮病、小麥赤霉病等農(nóng)作 物病害。此外，有研究表明，將ZSB生物種衣劑與GA混合包衣玉米種子，表現(xiàn)出對玉米種子 發(fā)芽及幼苗生長具有顯著的促進(jìn)作用。屈中華等以木霉菌T23的REMI突變株發(fā)酵液為主要 原料配制生物型種衣劑處理黃瓜種子，結(jié)果表明該生物型種衣劑能夠明顯提高黃瓜幼苗對 白粉病的系統(tǒng)抗性，對白粉病相對防治效果達(dá)70% (屈中華，薛春生，劉力行等.生物型種 衣劑誘導(dǎo)后黃瓜葉片蛋白質(zhì)組學(xué)初步研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007,35(21) :6487-6489)。 方新等研究的BA生物種農(nóng)劑是由多種分別具有固氮、解磷、解鉀作用的細(xì)菌和放線菌按一 定比例復(fù)合配制而成，活性成分主要為維涅蘭德固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠質(zhì)芽孢桿菌、涇 陽鏈霉菌混合配制而成（方新，王志學(xué)，馮健.BA生物種衣劑在番茄上的應(yīng)用效果[J].山 東農(nóng)業(yè)科學(xué).2005(1) :55-56)。其主要作用是固定、分解空氣、土壤中不能被作物吸收的養(yǎng) 分，增加作物吸收土壤中養(yǎng)分的能力，使作物根系發(fā)達(dá)、植株健壯，發(fā)病率低，抗逆性強(qiáng)等良 好效果。
[0005] 然而，生物種衣劑中的活性成分易受到環(huán)境的影響，特別是一些化學(xué)助劑的影響， 往往會產(chǎn)生抑菌作用，造成生物種衣劑的有效菌含量較低、達(dá)不到要求，且生物種衣劑的穩(wěn) 定性易受環(huán)境的影響，其存在持效時(shí)間短、穩(wěn)定性差等問題，大大限制了實(shí)際推廣應(yīng)用。
[0006] 農(nóng)藥微膠囊劑型作為一種農(nóng)藥緩釋劑，以高分子材料作為囊壁材料，通過物理、化 學(xué)或物理化學(xué)等方法，可以使得農(nóng)藥有效成分高度分散成幾個(gè)到幾百個(gè)微米的顆粒，通過 用高分子化合物包覆和固定起來，形成具有一定包裹強(qiáng)度的微膠囊。微膠囊劑型是當(dāng)今農(nóng) 藥劑型發(fā)展的重要方向之一，擁有以下較為突出的優(yōu)點(diǎn)：（1)農(nóng)藥微膠囊懸浮劑具有控制 釋放性，其一，減少施藥次數(shù)，延長施藥間隔，提高農(nóng)藥的利用效率，從而降低了用藥費(fèi)用。 其二，降低了農(nóng)藥對環(huán)境的壓力。（2)改善制劑的物理化學(xué)穩(wěn)定性，在微膠囊制劑中，由于其 具有囊壁材料的保護(hù)作用，阻止了制劑內(nèi)部的化學(xué)物質(zhì)跟環(huán)境成分的接觸。使得制劑的更 加的穩(wěn)定，保證了藥效的發(fā)揮。（3)具有較長的貯存期，由于微膠囊劑的特殊制劑構(gòu)成，避免 了光、熱、空氣、雨水、土壤、微生物等環(huán)境因素對農(nóng)藥活性有效成分的分解或流失，使得微 膠囊劑比起常規(guī)的劑型具有更長的貯存期。（4)延長持效期，微膠囊劑型中有效成分以較長 時(shí)間進(jìn)行持續(xù)釋放，使得藥效得以充分的發(fā)揮。因此，微膠囊制備技術(shù)在農(nóng)藥劑型中屬于技 術(shù)含量最高的一種，將勢必成為農(nóng)藥制劑的重要發(fā)展方向。
[0007] 鑒于微膠囊劑型的諸多優(yōu)點(diǎn)，將該劑型引入到微生物種衣劑的新技術(shù)開發(fā)思路 中，從而更好地解決了目前微生物種衣劑存在的活菌存活數(shù)低、應(yīng)用穩(wěn)定性差、持效時(shí)間 短、用量多費(fèi)用高等問題。然而，經(jīng)文獻(xiàn)和公開的專利檢索表明，微膠囊化懸浮微生物種衣 劑的開發(fā)技術(shù)目前國內(nèi)外還未見報(bào)道。因此，本發(fā)明通過選用合適的環(huán)境友好可降解的壁 材將功能微生物進(jìn)行微膠囊化，制備菌體微膠囊，再加入成膜劑、分散劑、增粘劑、抗凍劑及 著色劑，開發(fā)出一種新型的微膠囊化懸浮微生物種衣劑，通過微膠囊壁材對活菌體的保護(hù) 作用，從而減少環(huán)境與助劑對微生物的不利影響，保證了微生物種衣劑的有效含菌量。同 時(shí)，其具有緩控釋放的特性，實(shí)現(xiàn)活菌體的高持效性和穩(wěn)定性。另外，該微生物種衣劑具有 成膜性好、使用方便的優(yōu)點(diǎn)，非常適合棉花、大豆、小麥、番茄等種子的包衣處理，能有效促 進(jìn)種子發(fā)芽和幼苗生長、控制苗期病害、提高作物抗逆性等作用。將具有廣闊的推廣應(yīng)用前 景，并具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是利用一些天然高分子化合物如海藻酸鈉、淀粉、黃原膠、纖維素、 明膠等作為壁材，以內(nèi)源乳化法包埋功能微生物，制備出菌體微膠囊懸浮液，再復(fù)配成膜 齊U、分散劑、增粘劑、抗凍劑、以及著色劑等，開發(fā)出一種新型的微膠囊化懸浮微生物種衣 齊IJ。具有成膜性好、菌體持效性和存活性高、緩控釋放性好、應(yīng)用穩(wěn)定性強(qiáng)、環(huán)境友好使用方 便等優(yōu)點(diǎn)。可作為促進(jìn)棉花、大豆、小麥、番茄等種子發(fā)芽和幼苗生長、控制苗期病害、提高 抗逆性等應(yīng)用。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0009] 本發(fā)明涉及的一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，它包含功能菌株微膠囊和助劑。
[0010] 所述的功能菌株微膠囊的制備方法為內(nèi)源乳化法，步驟如下：
[0011] 量取一定濃度壁材復(fù)合物溶液，加入碳酸鈣顆粒，將功能微生物的發(fā)酵液與壁 材溶液混合攪拌均勻，形成懸浮液；按照一定水油比將此懸浮液加入到植物油中（含 SpanSO)，在攪拌的作用下進(jìn)行乳化，形成油包水乳濁液；加入一定量冰醋酸降低體系pH 值，繼續(xù)反應(yīng)20min，加入CaCl 2溶液后攪拌，可觀察到溶液中形成了菌體微膠囊小球，靜置 后回收除去油相，收集獲得菌體濕微膠囊懸浮液，微膠囊中有效菌含量> l〇9cfu/g。
[0012] 所述的制備微膠囊成分的質(zhì)量百分含量為：壁材復(fù)合物由海藻酸鈉0. 5%-3%、 明膠 1% -3%、黃原膠 0-2%、淀粉 0% -4%組成，碳酸鈣 1% -3%，Span80 0? 5% -1%， 氯化鈣2%-4%，菌液25%-50%，植物油25%-50%，冰醋酸5%-10%。
[0013] 功能微生物選自具有防病促生和解鹽促生等功能微生物，如假單胞菌（SRPG-396 CGMCC No. 9397)、枯草芽孢桿菌（DPPG-26 CGMCC No. 9393)、解淀粉芽孢桿菌（DPPG-74 CGMCC No. 9396)、陰溝腸桿菌（SRPG-70 CGMCC No. 9395)、植生拉烏爾菌（SRPG-4 CGMCC No. 9392)、萎縮芽孢桿菌（DPPG-28 CGMCC No. 9394)中的兩種或幾種。
[0014] 所述的助劑包含成膜劑和分散劑、增粘劑、抗凍劑、著色劑中的一種或者幾種。
[0015] 所述的微生物種衣劑各成分的質(zhì)量百分含量為：
[0016]

【權(quán)利要求】
1. 一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，其特征在于：它包含功能菌株微膠囊和助劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，其特征在于：所述的功能 菌株微膠囊的制備方法為內(nèi)源乳化法，步驟如下： 量取一定濃度壁材復(fù)合物溶液，加入碳酸鈣顆粒，將功能微生物的發(fā)酵液與壁材溶液 混合攪拌均勻，形成懸浮液；按照一定水油比將此懸浮液加入到植物油中（含SpanSO)，在 攪拌的作用下進(jìn)行乳化，形成油包水乳濁液；加入一定量冰醋酸降低體系PH值，繼續(xù)反應(yīng) 20min，加入CaCl2溶液后攪拌，可觀察到溶液中形成了菌體微膠囊小球，靜置后回收除去油 相，收集獲得菌體微膠囊懸浮液，微膠囊中有效菌含量>l〇9cfu/g。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，其特征在于：所述的制備 微膠囊成分的質(zhì)量百分含量為：壁材復(fù)合物由海藻酸鈉〇. 5% -3%、明膠1% -3%、黃原 膠 0-2%、淀粉 0%-4%組成，碳酸鈣 1%-3%，Span80(λ5%-1%，氯化鈣 2%-4%，菌 液 25%-50%，植物油 25%-50%，冰醋酸 5%-10%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，其特征在于：功能微生物 選自假單胞菌、枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、陰溝腸桿菌、植生拉烏爾菌、萎縮芽孢桿菌 中的兩種或者幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，其特征在于：所述的助劑 包含成膜劑和分散劑、增粘劑、抗凍劑、著色劑中的一種或者幾種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，其特征在于：所述的微生 物種衣劑各成分的質(zhì)量百分含量為： 微膠囊懸浮液20%-40% 成膜劑 4°/。-6%; 分散劑 0%-3%; 增粘劑 0%-0.9%; 抗凍劑 0%-3%; 著色劑 0°/。-0.4%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種微膠囊化懸浮微生物種衣劑，其特征在于：所述的助劑 中，成膜劑是海藻酸鈉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇的之一或多種，分散劑為木質(zhì)素、十二烷基硫 酸鈉、吐溫80中的一種，增粘劑為明膠、羧基纖維素鈉、阿拉伯膠的一種，抗凍劑為乙二醇、 甘油、丙二醇中的一種，著色劑為胭脂紅、番紅、羅丹明Β、酸性品紅中的一種。
8. -種微膠囊化懸浮微生物種衣劑的制備方法，其特征在于按以下步驟或次序進(jìn)行配 制： (a) 將海藻酸鈉、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇中的一種或幾種加水溶解后，制備出成膜劑； (b) 或再加入其他助劑成分，包括分散劑、抗凍劑、著色劑與成膜劑一起攪拌混合成助 劑； (c) 將配好的助劑與獲得的菌體微膠囊懸浮液進(jìn)行混合，經(jīng)機(jī)械攪拌均勻即得成品。其 質(zhì)量百分含量為，助劑60-80 %，微膠囊懸浮液20 % -40 %。
9. 按照權(quán)利要求8所述的微膠囊化懸浮微生物種衣劑的應(yīng)用，其特征在于有效促進(jìn)棉 花、大豆、小麥、番茄等種子發(fā)芽和幼苗生長、控制苗期病害、提高作物抗逆性等作用。
【文檔編號】A01N25/28GK104430307SQ201410386828
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月3日
【發(fā)明者】武占省, 凃亮, 李春, 何艷慧, 楊紅兵 申請人:石河子大學(xué), 北京理工大學(xué)