申请日2010.05.17
公开(公告)日2011.11.23
IPC分类号C05F15/00; C05F7/00; C05F11/08
摘要
本发明涉及一种甘薯淀粉废水资源化生产多粘类芽孢杆菌微生物肥料的方法，属于微生物肥料和废水资源化技术领域。该方法主要是以甘薯淀粉生产过程中产生的废水为主要营养原料，采用液态发酵的方法生产多粘类芽孢杆菌微生物肥料。生产工艺包括：(1)添加纤维素酶和果胶酶对甘薯淀粉废水进行预处理;(2)向装有预处理好的甘薯淀粉废水的三角瓶中接种斜面保藏的多粘类芽孢杆菌，振荡培养得到液体种子;(3)向装有预处理好的甘薯淀粉废水发酵罐中接种体积比为5%的液体种子，通无菌空气培养得到液态发酵产物;(4)培养好的发酵液经细菌计数后添加稳定剂和助剂，包装。该工艺生产的多粘类芽孢杆菌微生物肥料，具有生产成本低、环境友好的特点，产品能明显改善土壤环境质量、提高作物产量和品质，而且能够防治多种植物病害。同时为高效处理甘薯淀粉生产过程中产生的大量高浓度废水找到有效的资源化处理方法，减少污染物排放。
权利要求书
1.一种利用甘薯淀粉废水生产多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)微生物肥料的方法， 其特征在于，该方法是以甘薯淀粉生产过程中产生的废水为主要培养基原料进行液态发 酵生产多粘类芽孢杆菌微生物肥料，包括如下步骤：
(1)甘薯淀粉废水预处理：先将废水加热到100℃，煮沸3-10分钟，冷却至40-55 ℃，添加纤维素酶0-0.5IU/mL和果胶酶0-15IU/mL，连续搅拌，保温10-60分 钟，再于115-126℃灭菌10-35分钟;
(2)液体种子制备：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的三角瓶中接种斜面保藏的多粘类 芽孢杆菌，于30-37℃，120-200转/分振荡培养24-48小时，得到液体种子;
(3)液态发酵：向装有预处理好的甘薯淀粉废水发酵罐中接种体积比为5%的液体种子， 于25-40℃，通无菌空气培养12-48小时;
(4)后处理：培养好的发酵液经细菌计数后，调节至109-1010CFU/mL，添加微生物菌 肥常用稳定剂和助剂，包装，于阴凉处保存。
说明书
甘薯淀粉废水资源化生产多粘类芽孢杆菌微生物肥料
技术领域：
本发明属于微生物肥料和废水资源化技术领域。
背景技术：
甘薯是淀粉生产的良好原料来源，其深加工，可以解决因贮存鲜薯不当而导致大量烂薯的现象，甘薯淀粉经过不同深度的加工，可生产出数百种有价值的产品，增值10-30倍左右。但是，目前的加工工艺，每生产1吨甘薯淀粉大约产出6-15吨高浓度有机废水，这些废水的COD值高达10000mg/L以上，主要含有溶解性淀粉、蛋白质、果胶、有机酸及少量的油脂，易腐败发酵，使水质发黑发臭，排入河流会消耗水中的溶解氧，量大时河流严重缺氧，发生厌氧腐败，散发恶臭，鱼、虾、贝类等水生动物可能会因此而窒息死亡。而采用一般污水处理工艺将如此高浓度的废水处理达标，消耗惊人。从另一个角度考虑，甘薯淀粉废水中的有机质(包括：蛋白质、果胶、糖类等)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。
多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)在自然界中分布广泛，是一种重要的生防菌，对多种植物真菌、细菌病害均有较好的防治作用。王智文等报道了一株多粘类芽孢杆菌Cp-S316菌株对动植物真菌、细菌病原物具有广谱抗性，利用大孔吸附树脂对多粘类孢杆菌Cp-S316产生的抗真菌活性物质的吸附、解吸性能，筛选出其最佳解吸剂，该活性物质对热、紫外线稳定，对胰蛋白酶、蛋白酶K有一定的耐受性，对氯仿部分敏感，对酸稳定，对碱敏感(王智文，袁士涛，何亮等，多粘类芽孢杆菌Cp-S316抗真菌活性物质的提取及其部分性质研究，农业环境科学学报，2007，26(4)：1464-1468)。中国专利(授权公告号：CN 1169942C)中报导培养的Paenibacillus polymyxa HY96-2及其发酵上清液可以用来防止植物细菌性青枯病，而且还可用来防治植物苗期立枯病，猝倒病，以及黄瓜枯萎病，番茄枯萎病，茄子枯萎病，大豆根腐病，并且对植物具有十分明显的促进生长作用。中国专利(授权公告号：CN1186441C)中公开了Paenibacillus polymyxa可以作为微生物肥料菌剂中的一种成分分解秸秆，有效解决农业生产中一方面农业垃圾过多，污染水体和环境，处理困难，另一方面化肥，农药使用过多，土壤恶化的矛盾。中国专利(授权公告号：CN 1325635C)中公开了Paenibacilluspolymyxa Jaas cd可以在较低的浓度下进入植物体内，并能在植物体内定植，繁殖和传导;对植物同时具有促进生长，提高产量，防病抗病的作用，特别是对土传维管束病害具有良好的防治效果。
多粘类芽孢杆菌的生产方法有多种，如：中国专利(公开号：CN 1844360A)中公开了 一种多粘类芽孢杆菌的生产方法，其培养基为豆渣。中国专利(授权公告号：CN 1186441C)中使用庖肉培养基作为多粘类芽孢杆菌发酵培养基。以甘薯淀粉废水为培养基生产多粘类芽孢杆菌微生物肥料的方法未见文献报道。
发明内容：
本发明的目的是提供一种能够资源化利用甘薯加工废水生产多粘类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、拮抗植物病原菌的多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)EBL-06菌株，该菌株于2008年2月26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.2377，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。
本发明所述的多粘类芽孢杆菌微生物肥料的生产方法如下：
1、甘薯淀粉废水预处理：先将废水加热到100℃，煮沸3-10分钟，冷却至40-55℃，添加纤维素酶0-0.5IU/mL和果胶酶0-15IU/mL，连续搅拌，保温10-60分钟，再于115-126℃灭菌10-35分钟。
2、液体种子制备：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的三角瓶中接种斜面保藏的多粘类芽孢杆菌，于30-37℃，120-200转/分振荡培养24-48小时，得到液体种子。
3、液态发酵：向装有预处理好的甘薯淀粉废水发酵罐中接种体积比为5%的液体种子，于25-40℃，通无菌空气培养12-48小时。
4、后处理：培养好的发酵液经细菌计数后，调节至109-1010CFU/mL，添加微生物菌肥常用稳定剂和助剂，包装，于阴凉处保存。
具体实施方式：
由本发明技术方案生产的多粘类芽孢杆菌微生物肥料能够促进作物对养分的吸收和利用，减少化肥的使用量，能有效防治多种真菌类植物病害，减少农药的使用量，从而改善农田环境质量;而且生产成本低，有效地利用了废水，减少污染物排放。具体实施方式如下：
实施例1：甘薯淀粉废水生产多粘类芽孢杆菌微生物肥料
甘薯淀粉废水预处理：先将废水加热到100℃，煮沸5分钟，冷却至50℃，添加纤维素酶0.1IU/mL和果胶酶7IU/mL，连续搅拌，保温30分钟，再于121℃灭菌15分钟。
液体种子制备：向装有预处理好的甘薯淀粉废水的三角瓶中接种斜面保藏的多粘类芽孢杆菌，于32℃，150转/分振荡培养30小时，得到液体种子。
液态发酵：向装有预处理好的甘薯淀粉废水发酵罐中接种5%(体积比)的液体种子，于32℃，通无菌空气培养16小时。
后处理：培养好的发酵液经细菌计数后，调节至6×109CFU/mL，添加微生物菌肥常用 稳定剂和助剂，包装，于阴凉处保存。
实施例2：多粘类芽孢杆菌微生物肥料应用于蔬菜生产
采用蔬菜大棚小区实验，设置12个条件完全相同的实验小区，每个小区60m2，种植油菜，在油菜幼苗期，保留3个不施肥小区;3个小区按照50L/亩的施肥量在油菜完全发芽后和3周后各施用多粘类芽孢杆菌微生物肥料一次;3个小区按照15kg/亩的施肥量在油菜完全发芽后和3周后各施用尿素一次;3个按照15kg/亩的施肥量在油菜完全发芽后和3周后各施用尿素一次，并在每次施用尿素后1天按照50L/亩的施肥量施用微生物肥料一次，各小区相同的灌溉和管理方式。油菜生长5周后调查产量和品质。单独施用微生物肥料和单独施用尿素的油菜产量基本一致，都比不施肥的小区增产70%左右，两种肥料都施用的比只施用1种的增产50%左右，单独施用尿素的油菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量分别比不施肥油菜高出50%和20多倍，而单独施用微生物肥料和两种肥料都施用的油菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量与不施肥油菜中的相当。表明该微生物肥料既有良好的增产效果，又可以明显提高油菜的品质。