[发明专利]利用乳化法制备解磷微生物缓释海藻酸钠微球的方法

说明书

本发明涉及一种利用乳化法制备解磷微生物缓释海藻酸钠微球的方法，首先利用土壤微生物菌群或磷矿微生物菌群等经筛选、富集、驯化得到目标解磷微生物菌群，然后将其与一定浓度的海藻酸钠溶液混合，将所得混合液加入到W/O型反向乳液中，再加入CaCl₂溶液形成微球。该微球的包覆材料为具有良好生物降解性和相容性的海藻酸钠，因而不会对土壤造成污染，将其作为微生物缓释肥料使用有助于大幅度提高肥效和有效时长，有助于减少化学肥料的使用，有助于改善土壤板结和水体富营养化。

技术领域

本发明涉及缓释材料及微生物技术领域，具体涉及一种利用乳化法制备解磷微生物缓释海藻酸钠微球的方法。

背景技术

海藻酸钠(SA)是一种线性嵌段共聚物，属于天然杂多糖，主要从褐藻中提炼得到。海藻酸钠具有相容性好、无毒无害、可降解等优点，其主链上带有羧基，在与二价阳离子(Mg²⁺除外)接触瞬间，通过古洛糖酸上的Na⁺与二价阳离子交换而发生凝胶化反应，形成热不可逆性凝胶。

缓释微球是用特殊材料将功能分子或菌种包埋得到的一种微球制剂。缓释微球能够在一定条件下缓慢释放所包埋的物质，或者成为一个受外界环境影响较小的微反应器进而产生特定物质并释放出来。由于海藻酸钠优良的生物相容性，将其作为微生物的包覆材料可以在一定程度上保证菌种活性。此外，海藻酸钠还具有良好的生物降解性，未来应用于生物肥料中可以很大程度上避免对环境的污染。

缓/控释肥料和微生物肥料已经慢慢被人们所熟知，而将两者结合起来却不多见。通过微生物的缓释可以提高工程菌种与当地微生物的竞争能力，包覆后的微球在一定程度上降低了环境变化对微生物活性的影响，这样一来不仅提高了微生物肥料的有效作用时间，而且降低了化学肥料的使用频率和用量，有助于减轻环境污染。

本发明利用磷矿矿区现场的解磷微生物菌群或土壤解磷菌群作为包覆菌种，通过筛选、富集、驯化进一步提高了其对环境的适应性和固定磷的能力，由此制成的肥料具有见效快、作用时间长等优势。此外，通过乳液法制成的微球粒径较小、分散性更好，更重要的是有利于大量生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有微生物缓释微球制备技术复杂以及所使用的微生物菌种性能不足等问题，改用乳化法合成解磷微生物缓释海藻酸钠微球，并对菌种进行了筛选、富集和驯化处理使其具有更好的环境适应性，在一定程度上提高了微生物肥料的有效作用时间，并且此解磷微生物缓释海藻酸钠微球的制备方法简单、易行，在技术和经济上具有较大的优势，对环境无害保障其可以广泛应用。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

利用乳化法制备解磷微生物缓释海藻酸钠微球的方法，包括以下步骤：

(a)以低品位磷矿粉为驯化剂，对磷矿矿区微生物菌群或农田土壤微生物菌群等进行筛选、富集、驯化，得到目标解磷微生物菌群备用；

(b)将培养好的目标解磷微生物菌群加入到海藻酸钠溶液中，得到解磷微生物菌群-海藻酸钠混合溶液；

(c)配制W/O型反向乳液；

(d)将解磷微生物菌群-海藻酸钠混合溶液加入到W/O型反向乳液中，再加入CaCl₂溶液和有机溶剂，经固液分离、洗涤、干燥，得到解磷微生物缓释海藻酸钠微球。

进一步的，步骤(a)中筛选方法如下：按照50-100g:1L的比例将磷矿矿区土壤或农田土壤与无菌水混合，搅拌均匀后取上层浑浊液，依次用纱布、滤纸过滤多次，所得滤液即为筛选好的初始菌液。从磷矿矿区或农田土壤取样主要是因为这些地方的样品中解磷微生物种类较多，容易筛选到适应性较好的解磷微生物。