[发明专利]一种用于防止土壤板结的微胶囊及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种用于防止土壤板结的微胶囊及其制备方法和应用，属于土壤治理及修复技术领域。本发明所述微胶囊包括囊体和囊芯；所述囊体为海藻酸钙胶球，所述海藻酸钙胶球由海藻酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成；所述囊芯为解磷菌菌液和壳聚糖溶液的混合液；所述解磷菌菌液的有效活菌浓度为10⁷～10¹⁰cfu/ml；所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.5％～1.0％；所述解磷菌菌液与所述壳聚糖溶液的体积比为4～8:1。本发明提供的微胶囊具有良好的促进磷素循环、稳定土壤团粒结构、提高有效磷含量、防止土壤板结的作用。同时，微胶囊技术的运用能有效维持菌剂的稳定性和有效性。

技术领域

本发明属于土壤治理及修复技术领域，具体涉及一种用于防止土壤板结的微胶囊及其制备方法和应用。

背景技术

随着农业生产活动的持续进行，我国各处耕地都发生了不同程度的土壤板结，尤其干燥的华北地区，板结的土壤保水、保肥及通透性降低，已逐渐成为制约农村生产力持续发展的重要因素。化肥的不当使用是土壤板结的重要原因。为增加土壤速效磷含量、促进植物生长，农业生产实践过程中经常施入大量磷肥，由于磷肥的当季利用率通常不超过25％，过多的磷素以磷酸根离子的方式与土壤中钙、镁等多价阳离子结合形成难溶性磷酸盐，致使土壤团粒结构受到影响，土壤容重增大，孔隙度降低，板结风险增大。

目前治理土壤板结的常用方法包括深耕、秸秆还田等。这些方法仅考虑了土壤的化学成分和物理结构，对微生物在板结过程中所起的作用关注不足。例如，中国专利201711372272.4公开了一种利用深耕、旋耕和有机肥治理板结的方法，该方法虽在一定程度上解决了土壤板结的问题，但存在修复不彻底、易复发的情况。其他文献报道的方法如专利201810226918.6、201810081136.8、201610754615.2等也都是简单的将几种微生物进行混合形成混合菌剂，然后搭配一些农业废弃物使用，未给出稳定，高效的治理方案。

土壤中能将植物难以吸收利用的磷转化为可吸收利用形态的微生物称为解磷菌。不同解磷菌的解磷机制不同，如，某些微生物代谢过程中可以分泌的多种有机酸如天冬氨酸等的阴离子能与钙、镁等金属阳离子螯合，使难溶磷酸盐中的磷素释放出来。还有其他解磷菌株可以通过质子的酸溶解作用和多糖协同有机酸等途径溶解矿物磷和吸附磷。如果直接简单地将几种解磷菌投入土壤中，微生物的稳定性易受土壤或天气环境影响，难以有效发挥作用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于防止土壤板结的微胶囊及其制备方法和应用，利用解磷菌的代谢过程促进土壤中磷素循环，并通过微胶囊技术提高菌剂的稳定性和有效性。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种用于防止土壤板结的微胶囊，所述微胶囊包括囊体和囊芯；所述囊体为海藻酸钙胶球，所述海藻酸钙胶球由海藻酸钠溶液与氯化钙溶液反应生成；所述囊芯为解磷菌菌液和壳聚糖溶液的混合液；所述解磷菌菌液的有效活菌浓度为10⁷～10¹⁰cfu/ml；所述壳聚糖溶液的质量浓度为0.5％～1.0％；所述解磷菌菌液与所述壳聚糖溶液的体积比为4～8:1。

优选的，所述海藻酸钠溶液的质量浓度为1.0％～3.0％；所述氯化钙溶液的质量浓度为1.0％～3.0％。

优选的，所述解磷菌菌液、海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液的体积比为4～8:1.5～2.5:1。

优选的，所述海藻酸钙胶球的粒径为15～40μm。

优选的，所述解磷菌菌液包括巴氏葡萄球菌和假单胞菌，所述巴氏葡萄球菌与所述假单胞菌的有效活菌浓度比为1.5～2.5:1。

本发明提供了上述微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

(1)将解磷菌菌液、海藻酸钠溶液和壳聚糖溶液按4～8:1.5～2.5:1的体积比混合，得到囊芯溶液与海藻酸钠溶液的混合液；