一种含有植物提取物的农用微生物肥料制备方法与流程

本发明涉及农用微生物肥料制备，具体为一种含有植物提取物的农用微生物肥料制备方法。

背景技术：

1、农用微生物肥料以芽孢杆菌、假单胞菌等生防及促生功能菌株为核心活性成分，通过其定殖于植物根际后产生的拮抗代谢物、诱导系统抗性等机制实现防病促生效果，植物提取物类活性成分，如苦参碱、博落回提取物等，具有天然来源、低残留、广谱抑菌杀虫的特点，近年被广泛用于与微生物肥料复配，形成药肥一体化产品体系；

2、与本发明最接近的现有技术方案中，通常先对功能菌株进行发酵培养获得菌粉或菌液，再将植物提取物有效成分制成浓缩液或干粉，随后将菌粉与植物提取物直接按比例混合，加入载体、稳定剂后通过挤压造粒、干燥或包膜等工艺制成颗粒状或粉状产品，该方案中功能菌株与植物提取物处于同一物理相态、无阻隔层分离，二者接触混合、同步释放；

3、由于植物提取物有效成分本身具有广谱抑菌活性，功能菌株未经耐受性处理即与提取物直接接触混合，提取物持续作用于菌株细胞，导致活菌数在储存期内大幅下降，产品货架期短，同时，植物提取物与功能菌株同步释放、同步作用于根际环境，功能菌株在根际尚未清场的不利环境下即被迫与土著病原菌及提取物残余抑菌作用共同竞争，致使田间定殖率极低，现有技术缺乏对抑病清场与菌株定殖两个过程进行时空解耦调控的结构化设计手段，致使植物提取物与功能菌株难以形成时序协同，产业化应用效果受限。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：现有含植物提取物的农用微生物肥料在制备与应用过程中，植物提取物活性成分与功能菌株之间存在相容性—拮抗矛盾，导致活菌数在储存期内下降；

2、同时现有产品缺乏对抑病清场与菌株定殖两个过程进行时空解耦调控的能力，致使功能菌株田间定殖率低，植物提取物与功能菌株难以产生协同增效作用。

3、为解决上述技术问题，本发明提供一种含有植物提取物的农用微生物肥料制备方法，包括对功能菌株进行发酵培养、将植物提取物有效组分与功能菌株发酵产物制成颗粒状肥料的步骤，还包括如下内容：

4、对功能菌株进行梯度胁迫定向驯化，得到驯化合格菌株，具体包括：测定所述功能菌株对目标植物提取物有效组分的初始最小抑菌浓度；

5、以该初始最小抑菌浓度为基准，设计包含多个传代代次的浓度梯度序列，其中每一传代代次培养基中所述目标植物提取物有效组分的浓度低于当代菌株的实测最小抑菌浓度、且高于前一传代代次的驯化浓度；

6、将所述功能菌株接种于对应传代代次的浓度梯度培养基中逐代传代培养；

7、每完成预设传代代次后，测定当代菌株的最小抑菌浓度并计算耐受性指数；

8、当所述耐受性指数达到预设阈值后，将菌株接种于不含所述目标植物提取物有效组分的培养基中连续传代，验证耐受性状的稳定性，得到所述驯化合格菌株；

9、将所述驯化合格菌株接种于发酵罐中进行高密度发酵扩大培养，得到驯化菌悬液；

10、将海藻酸钠、改性淀粉、所述驯化菌悬液及益生元混合配制成内核造粒浆料，使所述内核造粒浆料中的海藻酸钠与钙离子发生交联固化，形成包埋有所述驯化合格菌株及所述益生元的内核颗粒；

11、将低甲氧基果胶与经提取浓缩的所述目标植物提取物有效组分混合配制成外壳包衣浆料；

12、采用流化床底喷包衣工艺，将所述外壳包衣浆料喷涂于流化悬浮的所述内核颗粒表面并干燥成膜，形成外壳层的降解速率大于内核层的降解速率的核壳双层颗粒；

13、将所述核壳双层颗粒进行干燥、检验、包装，得到所述农用微生物肥料。

14、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

15、1.本发明通过对功能菌株进行梯度胁迫定向驯化，使其获得对目标植物提取物有效组分的特异性耐受能力，从根本上缓解了功能菌株与植物提取物之间的相容性—拮抗矛盾，显著提高了活菌数在储存期内的存活率；

16、2.本发明通过构建外壳层降解速率大于内核层降解速率的核壳双层颗粒结构，实现了植物提取物速释清场与功能菌株缓释定殖在时间与空间上的解耦衔接，为功能菌株创造了无竞争的定殖窗口期；

17、3.本发明内核层中益生元与驯化菌株的协同包埋，为功能菌株提供了专属碳源，进一步提升了其根际定殖优势；

18、此外，本发明还建立了发酵、驯化及流化床底喷双层包衣工艺相互联动的整体参数体系，有利于实现工业化连续生产条件下产品质量的批次稳定性。

1.一种含有植物提取物的农用微生物肥料制备方法，包括对功能菌株进行发酵培养、将植物提取物有效组分与功能菌株发酵产物制成颗粒状肥料的步骤，其特征在于，还包括如下内容：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始最小抑菌浓度对应的起始亚致死浓度为该初始最小抑菌浓度的百分之六十至百分之八十，所述浓度梯度序列中代际浓度递增系数的取值范围为0.05至0.15。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设阈值为所述耐受性指数达到3倍至5倍。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能菌株为芽孢杆菌属菌株，所述目标植物提取物有效组分为苦参碱。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内核颗粒的制备方式为：将所述内核造粒浆料滴入含钙离子的交联固化液中，使海藻酸钠与钙离子发生离子交联固化形成球形颗粒，经清洗、干燥后得到所述内核颗粒。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述益生元为低聚壳聚糖。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述逐代传代培养的温度为30摄氏度至37摄氏度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采用流化床底喷包衣工艺的过程中，通过控制进风温度为38摄氏度至42摄氏度、喷液速率为每分钟13克至17克、雾化压力为0.18兆帕至0.22兆帕的流化风速条件，根据所述内核颗粒的粒径确定外壳喷涂时间与喷液速率，根据所述内核颗粒的含水率确定外壳干燥温度。

9.一种核壳双层微胶囊结构的农用微生物肥料，包括内核层和外壳层，其特征在于：所述内核层以海藻酸钠与改性淀粉交联网络为骨架，包埋有经权利要求1所述梯度胁迫定向驯化得到的驯化合格菌株及益生元；

10.根据权利要求9所述的农用微生物肥料，其特征在于，所述益生元为低聚壳聚糖，所述内核层与所述核壳双层微胶囊结构均呈球形颗粒。