CN105948842A

CN105948842A - 畜禽粪便资源化生产地衣芽孢杆菌微生物肥料

Info

Publication number: CN105948842A
Application number: CN201610284586.8A
Authority: CN
Inventors: 王立国; 王建明; 邢源涛
Original assignee: Sichuan Hedao Agricultural Science And Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan Hedao Agricultural Science And Technology Co Ltd
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2036-05-03
Also published as: CN105948842B

Abstract

本发明涉及一种资源化利用畜禽粪便生产防治植物病害、促进植物生长的地衣芽孢杆菌微生物肥料的低成本生产方法，属于畜禽粪便处理和微生物肥料技术领域。本发明采用的菌株是从土壤中分离筛选出来的一株高效植物促生菌——地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)B4菌株，该菌株保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.6677。本发明利用畜禽粪便和淀粉废水作为发酵培养基，大规模培养地衣芽孢杆菌，制备具有防治植物病害、促进植物生长的微生物肥料，该工艺生产成本低廉，操作简单，还可以使畜禽粪便得到资源化利用，减少污染排放。本发明生产的菌剂用于茶叶和蔬菜的生产，不仅可以提高产量，而且可以改善茶园和蔬菜的品质，显示出广阔的应用前景。

Description

畜禽粪便资源化生产地衣芽孢杆菌微生物肥料

技术领域

本发明属于畜禽粪便处理和微生物肥料技术领域。

技术背景

近年来，我国集约化畜禽养殖业发展迅猛，获得了巨大的社会效益和经济效益，同时也产生了大量的畜禽粪便废弃物。国家环境保护部的数据显示，我国每年畜禽粪便排放总量超过25亿吨，已经成为农村面源污染的主要来源。由于大多数养殖场没有污染防治设施，或环保设施不完善，大量粪便、污水未经有效处理排入环境中，污染水源和空气、传播病菌、污染农田等一系列危害，给农业生产和生态环境带来了严重的影响，因此必须进行无害化处理。另外，畜禽粪便中含有大量有机质是微生物生长的良好营养底物，可以做成微生物培养基，发酵生产微生物产品。因此，开发资源化利用畜禽粪便生产微生物肥料技术，不仅可以变废为宝，减少污染源，而且微生物肥料的应用还可以减少农业生产中的化肥和农药的使用量，节约能源，改善农产品的品质，复合发展循环经济和绿色农业的要求。

文献报道的畜禽粪便的处理方法主要有堆肥、发酵沼气、直接农用等。中国专利(申请号：200410060847.5)中公开了一种畜禽粪便污水处理达标排放技术，可以有效控制其污染环境。中国专利(申请号：200410060846.0)中公开了一种畜禽粪便堆肥处理技术，可以生产出优质的有机肥，用于改良土壤。中国专利(申请号：200610089709.9)中公开了一种畜禽粪及粪水快速生物无害化处理方法，采用蜡质芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌、木霉、凝结芽孢杆菌、酵母菌、枯草芽孢杆菌组成的复合微生物菌剂，接种于粪便中，添加填充料，经发酵后形成有机肥。中国专利(申请号：200810153855.2)中公开了一种畜禽粪便无害化处理方法，是把畜禽粪便与秸秆、稻草、锯末混合后，加入农家肥和发酵菌粉，堆肥发酵而成。中国专利(申请号：201010247234.4)中公开了一种用于畜禽粪便发酵生产生物有机肥的微生物腐熟剂的制备方法，该腐熟剂中包括：啤酒酵母、嗜酸乳杆菌、沼泽红假单胞菌。中国专利(申请号：201010594669.X)中公开了一种畜禽粪便无害化处理方法，包括动物粪便发酵、蝇蛆养殖、沼气制备和微生物培育四个步骤。

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)在自然界中分布广泛，是一种重要的生防菌，它通过产生抗生素、抗菌蛋白或多肽等活性物质来抑制植物病原细菌、真菌、病毒、线虫，从而起到生物防治的作用；同时它也是一类重要的植物根际促生细菌，表现出对多种植物促进生长的作用。例如，中国发明专利(申请号：200310115535.5)中公开了一株地衣芽孢杆菌B-0A12菌株，保藏编号为CGMCC No.1035，用于防治大豆胞囊线虫病和镰刀菌引起的根腐病，该菌株发酵培养过程中使用的培养基为：可溶性淀粉1-2％，豆饼粉1-2％，牛肉膏0.5-1.0％，葡萄糖0.1-0.5％，还有少量无机盐，发酵结束时细菌含量为7×10⁸个/毫升。中国发明专利(申请号：200810026137.9)中公开了一株植物内生地衣芽孢杆菌R21菌株，保藏编号为CCTCC M 207113，具有广谱拮抗植物病原真菌能力、解磷能力和促进植物生长能力，其发酵采用了LB培养基，并公开了其防治西芹黄萎病、香蕉枯萎病，以及促进西芹生长方面的应用。中国发明专利(申请号：200810183072.9)中公开了一株地衣芽孢杆菌201菌株，保藏编号为CCTCC No.M207092，该菌株对香蕉枯萎病、西瓜枯萎病、番茄枯萎病、香蕉炭疽病、小麦赤霉病等多种病原真菌具有拮抗作用，该菌株的培养采用牛肉膏蛋白胨培养基。中国发明专利(申请号：200810183075.2)中公开了一株地衣芽孢杆菌202菌株，保藏编号为CCTCC No.M207093，它也具有与201菌株类似的生防功能。

地衣芽孢杆菌在工业上的应用也比较广泛。例如，中国发明专利(申请号：200810227858.6)中公开了一株地衣芽孢杆菌U1-3菌株，保藏编号为CGMCC No.2437，该菌株在采油工程领域中可以用来驱油，提高石油采收率，其培养基采用了液体石蜡、酵母粉和多种无机盐。中国发明专利(申请号：200810055068.4)中公开了一株地衣芽孢杆菌WX-02菌株，保藏编号为CCTCC No.M208065，用于生产聚γ-谷氨酸，其培养基采用了谷氨酸钠，碳源(淀粉或淀粉水解液、葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖中的一种)，无机氮源和其他多种无机盐。中国发明专利(申请号：200810026812.8)中公开了一株地衣芽孢杆菌HM-3菌株，保藏编号为CGMCC No.1970，用于生产碱性蛋白酶，培养基采用了酵母膏、蛋白胨和城市污泥。中国发明专利(申请号：200610053548.8)中公开了一株地衣芽孢杆菌B-05571菌株，保藏编号为CCTCC No.M206082，用于将甘油转化为二羟基丙酮，培养基以甘油为主要碳源，还有酵母粉、蛋白胨、牛肉膏、多种无机盐。

目前未见资源化利用畜禽粪便生产地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)微生物肥料的报道。利用畜禽粪便来生产地衣芽孢杆菌微生物肥料不仅可以降低生产成本，而且可以资源化处理此类有机废弃物。

根据微生物肥料的农业行业标准《微生物肥料术语》(NY/T 1113-2006)中的定义，微生物肥料是含有特定微生物活体的制品，应用于农业生产，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境。目前，微生物肥料包括微生物接种剂、复合微生物肥料和生物有机肥。

发明内容

本发明的目的是提供一种无害化处理畜禽粪便并用于生产地衣芽孢杆菌微生物肥料的方法。

本发明所使用的菌株是由发明人从土壤中分离筛选出来的一株高效促进植物生长、拮抗植物病原菌的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)B4菌株，该菌株于2012年10月15日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.6677，保藏单位地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编：100101。

本发明所述的畜禽粪便无害化处理生产地衣芽孢杆菌微生物肥料的方法如下：

1、液体培养基制备：向畜禽粪便中加如淀粉生产过程排放的淀粉废水，调节至固形物含量的重量百分比为4％～8％，用匀浆机打浆，115℃高压灭菌15～30分钟。

2、液体菌种制备：向装有预处理好的液体培养基的三角瓶中接种斜面保藏的地衣芽孢杆菌，于30～37℃，120～200转/分振荡培养20～36小时，得到液体种子。

3、液体菌种扩大培养：向装有预处理好的液体培养基的发酵罐中接种体积比为3％～10％的液体菌种，于30～37℃，通无菌空气培养18～36小时；培养好的发酵液经平板细菌计数，活菌数达到2×10⁹CFU/毫升以上，可以作为液体微生物肥料使用。

4、固态发酵：以粉碎的秸秆、锯末或稻壳为调理剂，与畜禽粪便按照重量比1:5～3:1混合，使混合后物料的含水量为50％～55％，将培养好的液体微生物肥料按照重量比为5％～10％的接种量添加到混合物料中，搅拌均匀，静态培养10～15天，培养过程中强制通风或1～3天翻堆1次，高温阶段控制物料温度在56～68℃之间，维持5天以上，确保杀灭畜禽粪便中的病原菌和寄生虫卵；即得到微生物肥料初级产品。

5、固体微生物肥料的制备：向微生物肥料初级产品中适量补加第3步骤获得的液体微生物肥料，使产品中地衣芽孢杆菌的活菌数达到5×10⁸CFU/克以上，通风干燥至含水量25％以下；包装，存放在阴凉干燥处。

具体实施方式：

本发明提供的技术方案生产的微生物肥料应用于农业生产可以减少化肥和农药的使用量，从而改善农田环境质量；而且生产成本很低，使高浓度废水得到资源化利用，减少污染物排放。具体实施方式如下：

实施例1：畜禽粪便资源化处理生产地衣芽孢杆菌微生物肥料

1、液体培养基制备：向畜禽粪便中加淀粉生产企业排放的淀粉废水，调节至固形物含量的重量百分比为6％，用匀浆机打浆，115℃高压灭菌20分钟。

2、液体菌种制备：向装有预处理好的液体培养基的三角瓶中接种斜面保藏的地衣芽孢杆菌，于33℃，150转/分振荡培养26小时，得到液体种子。

3、液体菌种扩大培养：向装有预处理好的液体培养基的发酵罐中接种体积比为5％的液体菌种，于33℃，通无菌空气培养20小时；培养好的发酵液经平板细菌计数，活菌数达到2×10⁹CFU/毫升以上，可以作为液体微生物肥料使用。

4、固态发酵：以粉碎的秸秆、锯末或稻壳为调理剂，与畜禽粪便按照重量比1:1混合，使混合后物料的含水量为50％～55％，将培养好的液体微生物肥料按照重量比为8％的接种量添加到混合物料中，搅拌均匀，静态培养12天，培养过程中强制通风或1～3天翻堆1次，高温阶段控制物料温度在56～68℃之间，维持5天以上，确保杀灭畜禽粪便中的病原菌和寄生虫卵；即得到微生物肥料初级产品。

实施例2：地衣芽孢杆菌微生物肥料应用于茶叶生产

在茶园选择一块茶树长势均匀的试验地，均匀划分为6个小区，每个小区约200平方米，分别设置为不施肥对照(CK)、施用有机肥(OF)和施用微生物肥料(MF)3种处理，每种处理2个平行，各处理之间都设有2米左右的隔离行，有机肥和微生物肥料按照每亩500公斤的用量，在入冬前沟施1次，春季采收茶叶，结果表明：施用有机肥的春茶产量比对照增产17％左右，而施用微生物肥料的春茶产量比对照增产35％左右，而且施用微生物肥料的茶叶中水浸出物、茶多酚和氨基酸的含量显著高于对照。

Claims

1.一种畜禽粪便资源化利用生产地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)微生物肥料的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)液体培养基制备：向畜禽粪便中加如淀粉生产过程排放的淀粉废水，调节至固形物含量的重量百分比为4％～8％，用匀浆机打浆，115℃高压灭菌15～30分钟；

(2)液体菌种制备：向装有预处理好的液体培养基的三角瓶中接种斜面保藏的地衣芽孢杆菌，于30～37℃，120～200转/分振荡培养20～36小时，得到液体种子；

(3)液体菌种扩大培养：向装有预处理好的液体培养基的发酵罐中接种体积比为3％～10％的液体菌种，于30～37℃，通无菌空气培养18～36小时；培养好的发酵液经平板细菌计数，活菌数达到2×10⁹CFU/毫升以上，可以作为液体微生物肥料使用；

(4)固态发酵：以粉碎的秸秆、锯末或稻壳为调理剂，与畜禽粪便按照重量比1:5～3:1混合，使混合后物料的含水量为50％～55％，将培养好的液体微生物肥料按照重量比为5％～10％的接种量添加到混合物料中，搅拌均匀，静态培养10～15天，培养过程中强制通风或1～3天翻堆1次，高温阶段控制物料温度在56～68℃之间，维持5天以上，确保杀灭畜禽粪便中的病原菌和寄生虫卵；即得到微生物肥料初级产品；

(5)固体微生物肥料的制备：向微生物肥料初级产品中适量补加第3步骤获得的液体微生物肥料，使产品中地衣芽孢杆菌的活菌数达到5×10⁸CFU/克以上，通风干燥至含水量25％以下；包装，存放在阴凉干燥处。

2.权利要求1中所述的地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，其特征在于，该菌株于2012年10月15日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCC No.6677。