摘 要:本发明涉及生物菌剂技术领域,且公开了一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂及其制备方法,通过化学抑菌、营养竞争和物理寄生三重机制,实现了对病害的立体协同防控;通过菌株与载体的适配性预处理和分模块动态吸附工艺,结合功能化载体与助剂的协同,显著提升了菌剂的加工稳定性和田间定殖活力,使菌剂在储存12个月后活菌数仍保持在2.1×108CFU/g以上。最终,在盐碱、干旱与病害交织的复杂田间环境中,该菌剂实现了胡麻根腐病和枯萎病防治率分别达90.5%和89.1%,土壤持水率提升至30.5%,高温胁迫下植株存活率显著提高,从而达到为胡麻提供全面、稳固生态保护的效果,有效推动了其在非理想农业生产区域的推广应用。
技术要点
1.一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括生物活性成分、载体成分以及功能助剂成分,其特征在于,所述生物活性成分包括:胶质芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌,荧光假单胞菌,哈茨木霉,褐色喜热裂孢菌;所述载体成分包括:腐殖酸,膨润土,海藻粉;所述功能助剂成分包括:海藻糖,脯氨酸。
2.根据权利要求1所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述生物活性成分、载体成分以及功能助剂成分包括以下重量份原料:生物活性成分包括:胶质芽孢杆菌:4-6份,枯草芽孢杆菌:10-12份,荧光假单胞菌:6-7.2份,哈茨木霉:4-4.8份,褐色喜热裂孢菌:2-4份;载体成分包括:腐殖酸:22-36,膨润土:10.8-16.2份,海藻粉:6-12份;功能助剂成分包括:海藻糖:3-5份,脯氨酸:2-3份。
3.根据权利要求2所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述枯草芽孢杆菌:荧光假单胞菌:哈茨木霉为5:3:2。
4.根据权利要求2所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述腐殖酸的具体重量份为25-30份。
5.一种生物菌剂的制备方法,用于制备权利要求1-4任一项所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:包括如下步骤:
S1:菌种培养与发酵;将保藏的胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌、哈茨木霉、褐色喜热裂孢菌各菌株分别接种至对应的固体培养基以恢复活性,将活化后的各菌株分别转移至液体培养基制备种子液,将各菌株种子液按10%接种量分别接入500L发酵罐发酵;
S2:发酵液处理;分别将各菌株发酵液进行浓缩处理,并加入靶向保护剂
S3:载体预处理;将腐殖酸、膨润土以及海藻粉粉碎并干燥;
S4:混合与吸附;
S5:造粒;向湿物料中加入功能助剂,采用挤压造粒机将混合物料制成2.5-3.0mm颗粒,颗粒含水率控制在25%-30%;
S6:干燥与后处理:将湿颗粒送入流化床干燥机,在38-42℃、风速1.2-1.5m/s条件下干燥,冷却干燥后颗粒通过振动筛筛分,去除不合格颗粒。
6.根据权利要求5所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述发酵液处理具体包括:胶质芽孢杆菌发酵液采用低温膜过滤浓缩,荧光假单胞菌与哈茨木霉混复合菌液采用梯度离心浓缩,褐色喜热裂孢菌发酵液采用真空浓缩。
7.根据权利要求6所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述发酵液处理具体还包括:按浓缩菌液重量计,统一加入2%海藻糖+1%低分子量腐殖酸片段,胶质芽孢杆菌菌液额外添加0.3%膨润土微粉,20℃下搅拌15min,抗病菌株复合菌液额外添加0.2%维生素C,25℃下搅拌10min,褐色喜热裂孢菌菌液30℃下静置5min。
8.根据权利要求5或7所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述混合与吸附具体步骤为:S41:将发酵液处理后的胶质芽孢杆菌菌液与膨润土载体按比例加入双螺旋混合机,25℃下以20r/min低速搅拌15min,形成菌与膨润土复合体;将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按比例加入混合机,28℃下以30r/min搅拌20min,形成菌与腐殖酸复合体;将发酵液处理后的褐色喜热裂孢菌菌液与海藻粉载体按比例加入混合机,30℃下静置吸附10min,形成菌与海藻粉复合体;S41:菌与膨润土复合体、菌与腐殖酸复合体以及菌与海藻粉复合体按生物活性成分重量份比加入混合机,26℃下以40r/min搅拌15min,静置30min,形成均匀湿物料。
9.根据权利要求8所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述胶质芽孢杆菌菌液与膨润土载体比例为1:2.7,抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体比例为1:1-1.5,褐色喜热裂孢菌菌液与海藻粉载体比例为1:3。
10.根据权利要求9所述的一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,其特征在于:所述抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体比例为1:1.25。
技术领域
本发明涉及生物菌剂技术领域,尤其涉及一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂及其制备方法。
背景技术
当前应用于胡麻的微生物菌剂研发多聚焦于解决单一胁迫问题。例如,现有技术中常见以单一胶质芽孢杆菌或枯草芽孢杆菌为核心的菌剂,分别用于提升抗旱能力或防治特定土传病害。这些方案虽在特定条件下表现一定效果,但其菌种组合简单、功能维度单一,缺乏针对病害、干旱、高温等多重逆境协同作用的系统性设计。同时,现有技术普遍存在功能菌株类型不全的局限,未能引入如丛枝菌根真菌等能显著增强宿主植物水分与养分吸收效率的关键共生真菌,也缺少能系统性调控植物抗逆生理反应(如产生脱落酸、细胞分裂素等)的功能菌株。这导致现有菌剂在实验室可控环境下或许有效,但一旦置于盐碱、干旱与病害交织的复杂田间环境中,其抗逆效果便大幅衰减,菌群稳定性与功能性难以维持,无法为胡麻提供全面、稳固的生态保护,严重制约了其在非理想农业生产区域的推广应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:现有技术中存在菌种功能单一,缺乏协同,在复杂环境中稳定性差,推广受限的缺点,为此我们提出一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂及其制备方法。
为了实现上述目的,本申请采用了如下技术方案:一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括生物活性成分、载体成分以及功能助剂成分,所述生物活性成分包括:胶质芽孢杆菌,枯草芽孢杆菌,荧光假单胞菌,哈茨木霉,褐色喜热裂孢菌;所述载体成分包括:腐殖酸,膨润土,海藻粉;所述功能助剂成分包括:海藻糖,脯氨酸。
优选的,所述生物活性成分、载体成分以及功能助剂成分包括以下重量份原料:生物活性成分包括:胶质芽孢杆菌:4-6份,枯草芽孢杆菌:10-12份,荧光假单胞菌:6-7.2份,哈茨木霉:4-4.8份,褐色喜热裂孢菌:2-4份;载体成分包括:腐殖酸:22-36,膨润土:10.8-16.2份,海藻粉:6-12份;功能助剂成分包括:海藻糖:3-5份,脯氨酸:2-3份。
优选的,所述枯草芽孢杆菌:荧光假单胞菌:哈茨木霉为5:3:2。
优选的,所述腐殖酸的具体重量份为25-30份。
一种生物菌剂的制备方法,用于制备一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括如下步骤:
S1:菌种培养与发酵;将保藏的胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌、哈茨木霉、褐色喜热裂孢菌各菌株分别接种至对应的固体培养基以恢复活性,将活化后的各菌株分别转移至液体培养基制备种子液,将各菌株种子液按10%接种量分别接入500L发酵罐发酵;
S2:发酵液处理;分别将各菌株发酵液进行浓缩处理,并加入靶向保护剂
S3:载体预处理;将腐殖酸、膨润土以及海藻粉粉碎并干燥;
S4:混合与吸附;
S5:造粒;向湿物料中加入功能助剂,采用挤压造粒机将混合物料制成2.5-3.0mm颗粒,颗粒含水率控制在25%-30%;
S6:干燥与后处理:将湿颗粒送入流化床干燥机,在38-42℃、风速1.2-1.5m/s条件下干燥,冷却干燥后颗粒通过振动筛筛分,去除不合格颗粒。
优选的,所述发酵液处理具体包括:胶质芽孢杆菌发酵液采用低温膜过滤浓缩,荧光假单胞菌与哈茨木霉混复合菌液采用梯度离心浓缩,褐色喜热裂孢菌发酵液采用真空浓缩。
优选的,所述发酵液处理具体还包括:按浓缩菌液重量计,统一加入2%海藻糖+1%低分子量腐殖酸片段,胶质芽孢杆菌菌液额外添加0.3%膨润土微粉,20℃下搅拌15min,抗病菌株复合菌液额外添加0.2%维生素C,25℃下搅拌10min,褐色喜热裂孢菌菌液30℃下静置5min。
优选的,所述混合与吸附具体步骤为:
S41:将发酵液处理后的胶质芽孢杆菌菌液与膨润土载体按比例加入双螺旋混合机,25℃下以20r/min低速搅拌15min,形成菌与膨润土复合体;
将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按比例加入混合机,28℃下以30r/min搅拌20min,形成菌与腐殖酸复合体;
将发酵液处理后的褐色喜热裂孢菌菌液与海藻粉载体按比例加入混合机,30℃下静置吸附10min,形成菌与海藻粉复合体;
S41:菌与膨润土复合体、菌与腐殖酸复合体以及菌与海藻粉复合体按生物活性成分重量份比加入混合机,26℃下以40r/min搅拌15min,静置30min,形成均匀湿物料。
优选的,所述胶质芽孢杆菌菌液与膨润土载体比例为1:2.7,抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体比例为1:1-1.5,褐色喜热裂孢菌菌液与海藻粉载体比例为1:3。
优选的,所述抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体比例为1:1.25。
本发明的技术效果和优点:
本发明中,通过采用多种功能互补的微生物菌株,并以精确的5:3:2配比构建抗病核心,本发明解决了现有胡麻菌剂聚焦单一胁迫、菌种组合简单、功能维度单一的问题。该配比通过化学抑菌、营养竞争和物理寄生三重机制,实现了对病害的立体协同防控;同时,配备专司抗旱的胶质芽孢杆菌和耐高温的褐色喜热裂孢菌,形成了覆盖病害、干旱及高温的完整抗逆谱系,突破了单一菌剂无法应对多重逆境的局限。此外,通过菌株与载体的适配性预处理和分模块动态吸附工艺,结合功能化载体与助剂的协同,显著提升了菌剂的加工稳定性和田间定殖活力,使菌剂在储存12个月后活菌数仍保持在2.1×108CFU/g以上。最终,在盐碱、干旱与病害交织的复杂田间环境中,该菌剂实现了胡麻根腐病和枯萎病防治率分别达90.5%和89.1%,土壤持水率提升至30.5%,高温胁迫下植株存活率显著提高,从而达到为胡麻提供全面、稳固生态保护的效果,有效推动了其在非理想农业生产区域的推广应用。
附图说明
参照附图来说明本发明的公开内容。应当了解,附图仅仅用于说明目的,而并非意在对本发明的保护范围构成限制。在附图中,相同的附图标记用于指代相同的部件:图1为本发明的生物菌剂制备方法流程图。
图1
具体实施方式
容易理解,根据本发明的技术方案,在不变更本发明实质精神下,本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此,以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
本发明提供一种技术方案:一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括生物活性成分、载体成分以及功能助剂成分,其中:生物活性成分包括以下重量份成分:
胶质芽孢杆菌:4-6份,作为优先的为5份,该菌能分泌胞外多糖,在根际和菌体周围形成生物膜,显著提高土壤的团聚体结构和持水能力,它能将土壤中无效的固定态磷转化为有效磷,为胡麻在干旱胁迫下提供关键的磷营养,增强植株活力。
枯草芽孢杆菌:10-12份,作为优先的为11份,通过在根基快速定殖,与病原菌竞争营养和空间。它能产生脂肽类等多种抗菌物质,直接抑制由镰刀菌、立枯丝核菌等引起的胡麻根腐病和枯萎病。
荧光假单胞菌:6-7.2份,作为优先的为6.6份,该菌是根际优势促生菌,能产生嗜铁素,高效螯合土壤中的铁离子,使致病菌因缺铁而生长受抑,它能合成抗生素和植物激素,直接抑制病原菌并刺激胡麻根系发育,形成更强大的根系以应对胁迫。
哈茨木霉:4-4.8份,作为优先的为4.4份,该菌能识别病原菌,并生长出菌丝缠绕、穿透病原菌菌丝,对土传真菌病害有极佳的防治效果。
褐色喜热裂孢菌:2-4份,作为优先的为3份,该菌具有较好的耐高温特性,在炎热夏季土壤温度较高时仍能保持活性,它能分解土壤中的有机质,释放养分,并产生有益代谢物,在高温胁迫下为其他菌群和胡麻植株提供持续支持。
具体的,枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌和哈茨木霉构成了抗病核心,配比约为5:3:2,通过化学抑制、生态位竞争和物理寄生三重机制,立体抵抗病原菌;胶质芽孢杆菌则通过保水和解磷,为整个菌群和胡麻根系创造良好的生长基础;褐色喜热裂孢菌则作为保障单元,确保系统在高温下的稳定性。它们共同作用,系统性提升胡麻对病害、干旱、高温的多重胁迫抵抗力。
载体成分包括以下重量份成分:
腐殖酸:22-36,作为优先的为25-30份,进一步,作为优先的为27.5份,其多孔结构能高效吸附并保护菌体,能促进根系发育,增强胡麻从土壤中吸收水分和养分的内在能力,从而间接提升抗旱性,同时,它能改善土壤团粒结构,打破板结。
膨润土:10.8-16.2份,作为优先的为13.5份,具有极强的吸水和膨胀能力,在降雨或灌溉时储存水分,在干旱时缓慢释放给植物和菌群,辅助胶质芽孢杆菌达到抗旱保水的效果。
海藻粉:6-12份,作为优选的为9份,富含海藻多糖、甜菜碱等天然抗逆物质。这些成分不仅能作为菌群的缓释营养,还能被胡麻根系吸收,直接刺激植株提高脯氨酸含量和抗氧化酶活性,从生理上增强胡麻自身的抗干旱、抗高温能力。
功能助剂成分包括以下重量份成分:
海藻糖:3-5份,作为优先的为4份,能在菌剂干燥、储存和施用初期,在菌体表面形成玻璃状保护层,有效保护菌体蛋白和细胞膜结构免受干旱、高温的损害,显著延长菌剂货架期和田间定殖初期的存活率。
脯氨酸:2-3份,作为优先的为2.5份,能被胡麻根系快速吸收,提高细胞液浓度,维持细胞在干旱和盐碱胁迫下的渗透平衡,防止细胞脱水,它能稳定生物大分子结构并清除活性氧,直接提升胡麻的生理抗逆水平。
实施例1:
一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括以下重量份成分:
胶质芽孢杆菌:4份,枯草芽孢杆菌:10份,荧光假单胞菌:6份,哈茨木霉:4份,褐色喜热裂孢菌:2份,腐殖酸:25份,膨润土:10.8份,海藻粉:6份,海藻糖:3份,脯氨酸:2份。
实施例2:
一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括以下重量份成分:
胶质芽孢杆菌:5份,枯草芽孢杆菌:11份,荧光假单胞菌:6.6份,哈茨木霉:4.4份,褐色喜热裂孢菌:3份,腐殖酸:27.5份,膨润土:13.5份,海藻粉:9份,海藻糖:4份,脯氨酸:2.5份。实施例3:
一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括以下重量份成分:
胶质芽孢杆菌:6份,枯草芽孢杆菌:12份,荧光假单胞菌:7.2份,哈茨木霉:4.8份,褐色喜热裂孢菌:4份,腐殖酸:30份,膨润土:16.2份,海藻粉:12份,海藻糖:5份,脯氨酸:3份。
对照例1:
一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括以下重量份成分:
胶质芽孢杆菌:5份,枯草芽孢杆菌:8份,荧光假单胞菌:8份,哈茨木霉:4份,褐色喜热裂孢菌:3份,腐殖酸:27.5份,膨润土:13.5份,海藻粉:9份,海藻糖:4份,脯氨酸:2.5份。
对照例2:
一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂,包括以下重量份成分:
胶质芽孢杆菌:5份,枯草芽孢杆菌:12份,荧光假单胞菌:4份,哈茨木霉:4份,褐色喜热裂孢菌:3份,腐殖酸:27.5份,膨润土:13.5份,海藻粉:9份,海藻糖:4份,脯氨酸:2.5份。
表1:为枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌以及哈茨木霉最佳配比实验数据表
表1结果分析与结论:
实施例1,2,3(配比均为5:3:2):尽管绝对用量不同,但由于严格保持了5:3:2的核心比例,三个实施例均表现出优异且稳定的抗病和促生效果。其中实施例2(11:6.6:4.4)的各项指标略优,可视为最佳实施方式。这证明了在枯草芽孢杆菌:10-12份,荧光假单胞菌67.2份,哈茨木霉:4-4.8份的区间内,只要维持5:3:2,生产工艺是可实现的,且最终产品性能卓越。对比例1(配比4:4:2):打破了功能平衡。过高的荧光假单胞菌比例与枯草芽孢杆菌在营养和空间上产生竞争,而哈茨木霉的比例相对不足,导致物理寄生作用未能有效补充,整体防治效果下降。对比例2(配比6:2:2):严重破坏了生态结构。过高的枯草芽孢杆菌和严重不足的荧光假单胞菌,导致嗜铁竞争这一关键的精准抑菌途径被削弱,菌群内部竞争加剧,活菌数最低,抗病效果最差。
在枯草芽孢杆菌10-12份、荧光假单胞菌6-7.2份以及哈茨木霉4-4.8份严格维持5:3:2的核心比例下,通过三者精准的功能协同达到了卓越效果:枯草芽孢杆菌负责分泌广谱抗菌物质进行化学抑菌;荧光假单胞菌通过嗜铁素竞争铁离子并分泌促生物质,实施营养封锁与根系促生;哈茨木霉则通过菌丝缠绕与穿透,完成对病原菌的物理寄生。此比例构建了化学-营养-物理三重立体防御网络,使菌群内部竞争最小化、协同最大化,从而显著提升发酵活菌数(≥3.9×108CFU/g),并最终在田间实现高达90.1%的根腐病防治率、88.9%的枯萎病防治率,同时显著增强土壤持水能力与植株高温胁迫下的生存能力。
参照图1所示,本实施方案中:增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂具体制备方法如下步骤:
步骤一;菌种培养与发酵
11.菌种活化:将保藏的胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌、哈茨木霉、褐色喜热裂孢菌分别接种至对应的固体培养基,其中胶质芽孢杆菌用阿须贝培养基,枯草芽孢杆菌用牛肉膏蛋白胨培养基,荧光假单胞菌用KB培养基,哈茨木霉用PDA培养基,褐色喜热裂孢菌用察氏培养基,在28-30℃下培养24-48h,哈茨木霉培养需要72h,恢复菌株活性。
12.种子液制备:将活化后的各菌株分别转移至液体培养基,各菌株为胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌、哈茨木霉、褐色喜热裂孢菌,其中:胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌在30℃、180r/min摇床培养24h;哈茨木霉在25℃、150r/min摇床培养48h;褐色喜热裂孢菌在35℃、200r/min摇床培养36h,获得OD600为0.8-1.0的种子液。
13.大规模发酵:将各菌株种子液按10%接种量分别接入500L发酵罐,各菌株包括胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌与荧光假单胞菌复合菌、哈茨木霉、褐色喜热裂孢菌,其中胶质芽孢杆菌:培养基含2%蔗糖+1%碳酸钙,温度30℃,通气量1:1.2vvm,pH7.0,搅拌速度200r/min,培养36h;枯草芽孢杆菌与荧光假单胞菌复合发酵:培养基含1%葡萄糖+0.5%酵母膏,温度30℃,通气量1:1.0vvm,pH6.8,搅拌速度180r/min,培养28h;哈茨木霉:培养基含3%葡萄糖+0.3%蛋白胨,温度25℃,通气量1:0.8vvm,pH6.5,搅拌速度150r/min,培养72h左右;褐色喜热裂孢菌:培养基含2%淀粉+0.5%硝酸钠,温度35℃,通气量1:1.5vvm,pH7.2,搅拌速度220r/min,培养40h。
发酵终点:各发酵液活菌数≥109CFU/mL,停止发酵。
步骤二:发酵液处理
21.差异化浓缩:胶质芽孢杆菌发酵液采用低温膜过滤浓缩,直到浓缩至菌液粘度80-100mPa·s。
枯草芽孢杆菌、荧光假单胞菌与哈茨木霉混复合菌液采用梯度离心浓缩,离心温度为4℃,先6000r/min离心10min,再8000r/min离心15min,保留10%-15%发酵液上清。
褐色喜热裂孢菌发酵液采用真空浓缩,浓缩至6-磷酸海藻糖含量≥2.5mg/mL。
22.靶向保护剂添加按浓缩菌液重量计,统一加入2%海藻糖+1%低分子量腐殖酸片段,分子量500-1000Da,与载体腐殖酸同源,预先形成载体亲和层。
胶质芽孢杆菌菌液额外添加0.3%膨润土微粉,20℃下搅拌15min,提前结合膨润土成分。
抗病菌株复合菌液额外添加0.2%维生素C,保护抗菌物质稳定性,25℃下搅拌10min。
褐色喜热裂孢菌菌液无需额外添加,30℃下静置5min。
步骤三、载体预处理
31.载体粉碎与干燥:将腐殖酸粉碎至80目,膨润土粉碎至100目,海藻粉粉碎至60目,分别在60℃下干燥至水分≤8%。
32.载体灭菌:腐殖酸、膨润土采用高温蒸汽灭菌,海藻粉采用辐照灭菌,杀灭杂菌。
33.载体调节:灭菌后冷却至25℃,调节腐殖酸pH至6.5-7.0,膨润土pH至7.0-7.5,海藻粉pH至6.0-6.5;向膨润土中加入去离子水调节含水量至12%-15%,增强保水吸附能力,备用。
步骤四:混合与吸附41.功能模块构建:
抗旱模块:将发酵液处理后的胶质芽孢杆菌菌液与膨润土载体按1:2.7加入双螺旋混合机,25℃下以20r/min低速搅拌15min,利用预结合的膨润土微粉与载体的同源引力加速吸附,形成菌与膨润土复合体。
抗病模块:将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按1:1-1.5加入混合机,28℃下以30r/min搅拌20min,通过腐殖酸片段与载体的分子识别,增强抗菌物质嵌合,形成菌与腐殖酸复合体,抗菌物质保留率≥85%。
耐高温模块:将发酵液处理后的褐色喜热裂孢菌菌液与海藻粉载体按1:3加入混合机,30℃下静置吸附10min,利用6-磷酸海藻糖与海藻多糖的代谢协同加速结合,形成菌与海藻粉复合体,活菌保留率≥90%。
42.将上述三个模块按生物活性成分重量份比加入混合机,26℃下以40r/min搅拌15min,静置30min,使载体充分吸附菌液,形成均匀湿物料,活菌均匀度变异系数≤8%。
步骤五:造粒
51.助剂添加:向湿物料中加入功能助剂(海藻糖3-5份+脯氨酸2-3份),同时加入0.5%羧甲基纤维素钠,25℃下搅拌20min至均匀。
52.成型造粒:采用挤压造粒机将混合物料制成2.5-3.0mm颗粒,颗粒含水率控制在25%-30%。
步骤六:干燥与后处理
将湿颗粒送入流化床干燥机,在38-42℃、风速1.2-1.5m/s条件下干燥至水分≤10%,冷却干燥后颗粒通过振动筛筛分,去除不合格颗粒,自然冷却至25℃。
步骤七:包装与储存
检验抽样检测:有效活菌数≥108CFU/g,水分≤10%,pH6.5-7.5,杂菌率≤5%,将合格颗粒用铝箔真空袋包装(每袋500g),密封度≥99%,存放于20-25℃、相对湿度≤60%的阴凉仓库。
实施例4:
与上述增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂具体制备方法步骤不同的是,在步骤41中的抗病模块:将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按1:1比例加入混合机,其他内容保持不变。
实施例5:
与上述增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂具体制备方法步骤不同的是,在步骤41中的抗病模块:将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按1:1.25比例加入混合机,其他内容保持不变。
实施例6:
与上述增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂具体制备方法步骤不同的是,在步骤41中的抗病模块:将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按1:1.5比例加入混合机,其他内容保持不变。
对照例3:
与上述增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂具体制备方法步骤不同的是,在步骤41中的抗病模块:将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按1:2比例加入混合机,其他内容保持不变。
对照例4:
与上述增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂具体制备方法步骤不同的是,在步骤41中的抗病模块:将发酵液处理后的抗病菌株复合菌液与腐殖酸载体按1:0.6比例加入混合机,其他内容保持不变。
对照例5:
与上述增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂具体制备方法步骤不同的是,在步骤41中胶质芽孢杆菌菌液、膨润土、抗病菌株复合菌液、腐殖酸、褐色喜热裂孢菌菌液以及海藻粉一起同时加入混合机,其他内容保持不变。
表2:为混合与吸附步骤实验数据表
表3:长期稳定性实验数据表
结果分析与结论:
实施例5(比例1:1.25)效果最佳:该比例下形成的菌-腐殖酸复合体在载体吸附率、抗菌物质保留率和复合体活菌数上均达到峰值,且颗粒崩解时间适中(12h),既保证施用后快速生效,又避免养分过快流失。菌体细胞膜完整率高达92.7%,证实海藻糖的靶向保护作用显著,为长期稳定性提供保障。这证明1:1.25是菌体、抗菌活性物质与腐殖酸载体多孔结构实现最优化结合与保护的黄金平衡点。载体用量足以充分吸附并保护所有菌体和活性物质,又不会因过量包埋而影响其后续功能的发挥。因此,由其制备的最终菌剂在根腐病和枯萎病的防治率上分别达到最高的90.5%和89.1%,同时颗粒的物理性能也最佳,储存12个月后活菌数仍达2.1×108CFU/g,远超保质期要求。
实施例4与实施例6(比例1:1与1:1.5):当比例偏离1:1.25时,性能出现可观测的下降。实施例4因载体相对不足,导致吸附不完全,部分抗菌物质在加工中损失;实施例6因载体轻微过量,可能对菌体和活性物质产生了轻度包埋,影响了其在田间的快速启动效率。
对照例3与对照例4(比例1:2与1:0.6):这两个比例严重偏离最优范围。对照例3因载体严重过量,过度包埋导致菌体活性和抗菌物质可利用性大幅降低。对照例4则因载体严重不足,大量菌液无法被固定和保护,在造粒干燥过程中大量失活,导致最终所有指标均显著劣化。
对照例5(全部一次性混合):此对照例证明了分模块构建工艺的必要性。将所有菌液与载体一次性混合,由于不同菌株和载体之间的理化性质差异巨大,导致吸附竞争和相互干扰,无法形成各自最优的功能复合体,最终菌剂的均一性和综合抗病效果均远低于分模块处理的实施例,且长期稳定性最差,储存12个月后活菌数仅0.8×108CFU/g。
结论:本实验明确证实,在抗病模块的构建中,将复合菌液与腐殖酸载体按1:1.25的重量比进行吸附,能最有效地解决菌体固定、活性物质保护与功能发挥之间的平衡问题,是实现菌剂高效抗病效果的关键工艺参数。同时,对照例5的结果有力地支持了本发明采用分模块构建策略的创造性和优越性,结合靶向保护剂的添加和差异化工艺设计,本发明菌剂在生物活性、物理性能和长期稳定性上均实现协同优化,具备规模化应用价值。
检测方法说明:
发酵相容性:通过观察复合发酵过程中菌液稳定性、活菌数增长趋势及无拮抗现象判定。
土壤持水率:通过环刀采集土壤样本,测定干旱处理前后土壤含水量,计算持水率。
株高:统一测量标准,记录高温胁迫下植株生长高度,反映抗逆性。
载体吸附率:通过计算吸附前后菌液中活菌数差值,确定载体吸附的活菌量,进而计算吸附率。
颗粒成型率:通过标准筛筛选合格颗粒,计算合格颗粒占总重量的比例。
颗粒强度:通过仪器对颗粒施加径向压力,测定颗粒断裂时的最大压力。
活菌数检测:采用平板稀释涂布法,对应菌株选择专属培养基,30℃培养48h计数。
抗菌物质保留率:采用高效液相色谱法检测脂肽类物质(枯草芽孢杆菌代谢产物)含量,计算处理后与处理前的比值。
细胞膜完整率:采用荧光素二乙酸酯(FDA)染色法,荧光显微镜下计数完整细胞占比。
SOD、POD活性检测:采用氮蓝四唑光还原法(SOD)、愈创木酚比色法(POD)。
颗粒崩解时间:取5g颗粒置于装有田间土壤的培养皿中,保持土壤含水量20%,记录颗粒完全崩解的时间。
根腐病/枯萎病防治率:田间多个小区试验,每个小区处理设3次重复,小区面积10m2,人工接种病原菌(镰刀菌浓度1×106CFU/g土壤),生育期结束后计算发病率,防治率=(对照区发病率-处理区发病率)/对照区发病率×100%。
本发明的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容,本领域技术人员可以在不脱离本发明技术思想的前提下,对上述实施例进行多种变形和修改,而这些变形和修改均应当属于本发明的保护范围内。
文章摘自国家发明专利,一种增强胡麻抗病抗旱抗逆能力的生物菌剂及其制备方法,发明人:周宇,高凤云,宋亚迪,张立华,何瑞超,费楠,卢雁媛,王雪娇,逯春杏,廉勇,陈文晋,申请号:202511717837.2,申请日:2025.11.21





