发明内容
本发明针对上述缺陷,目的在于提供一种对土壤中土传病原菌具有良好杀灭或抑制作用、对农药残留具有良好降解作用的土壤复合生物修复剂及其制备方法,
为此本发明采用的技术方案是:本发明按以下工艺步骤进行:
1)原料加工:选择无霉变的玉米秸秆、麸皮混合物粉碎至30-40目备用;
2)液体培养:其培养基成分包括土豆浸出液8-10ml、(NH4)2SO4 0.2-0.4g、K2HPO4 0.2-0.3g、CaCO3 1g,补加水至100ml,调整PH值至6-6.5,高压灭菌20-30min,待物料冷却后分别接入已活化好的木霉菌种T8-2和T22,并于25-28℃、180-200转/min震荡培养,直至用分光光度计测量OD600值达到0.30-0.35时停止液体发酵,两发酵液作为种子液备用;
3)固体培养:取粉碎好的玉米秸秆粉8-10g和麸皮粉2-3g、葡萄糖0.8-0.9g、(NH4)2SO40.2-0.4g、KH2PO40.1-0.2g、MgSO4·7H2O0.08-0.1g,水100ml;其发酵方法为:先用水把上述葡萄糖和无机盐溶解后,再与玉米秸秆粉、麸皮粉搅拌均匀,然后调节PH值至5-5.5,高压灭菌25-30min,冷却后分别接入上述T8-2种子液100-130ml、T22种子液100-130ml,并搅拌均匀,然后放在25-28℃恒温培养箱中培养80-90小时,然后用血球计数板测量固体发酵物的分生孢子产量达到1010/g个后,常温风干或在温度40-45℃的环境中干燥备用。
降解菌T8-2的筛选方法如下:
在100mL含多菌灵浓度为200mg/L的富集培养液中加入8-10g长期受多菌灵污染的土样,于20-30℃、180-220r/min振荡培养2-4d,吸取4-6mL转接至多菌灵浓度为400mg/L富集培养液中,培养2-4d,依次连续富集,转接4次,使多菌灵浓度依次为200、400、500 、600和800mg/L。富集完毕后,取培养液均匀涂布于相同浓度的多菌灵分离纯化培养基上,20-30℃恒温培养,待平板上出现单菌落后,挑取较大单菌落转接至PDA培养基上,20-30℃恒温培养,反复纯化后备用。
土样:取自江苏靖江农药厂附近被多菌灵长期污染的土壤
富集培养基(g/L):K2HPO4 5.71,KH2PO4 1.70,(NH4)2SO4 2.63,MgSO4·7H2O 0.095,MnSO4 0.05,FeSO4 0.05,CaCl2 0.003,加水至1L,pH=7.0。
分离培养基(g/L):富集培养基加2%琼脂。
PDA培养基(g/L):土豆200.0,葡萄糖20.0,琼脂18.0,水1L。
抗药性生防菌株T22的选育方法如下:通过药物驯化和紫外线重复诱导相结合方法,对生防木霉T22进行改良,具体方法如下:
在接种生防木霉T22,并于20-30℃恒温培养4-6d的PDA板上,加入少量无菌水,轻轻洗刷绿色分生孢子,制成107个/mL孢子悬浮液;在含多菌灵10mg/L的PDA培养基上涂抹0.1mL上述孢子悬浮液,去盖后在18-22w、波长230-270nm的紫外灯管下28-32cm处,避光照射75-85min后,立即用黑纸包好,放入25-28℃恒温箱中培养;选取生长迅速的变异菌株转接到含多菌灵10mg/L PDA上培养,待产生大量绿色分生孢子后,再按上述方法配制孢子悬浮液,涂抹在含多菌灵20mg/L的PDA培养基上,进行第二次紫外线重复诱导处理;依此类推,逐步提高多菌灵浓度达到1000mg/L,获得抗药性变异菌株;
所述PDA培养基:土豆180-220g,葡萄糖18-22g,水1000mL,pH自然;
含多菌灵培养基:把上述PDA培养基熔化后,按要求加入一定量多菌灵粉剂混合均匀后倒入平板制得。
如以每亩地为单位,取修复剂80-100kg、30-40目的玉米秸秆粉100kg、水20-30kg,将上述组分混合均匀后施入土壤内。
以土壤量为基准:在含水量为13-15%的土壤内加入0.3-0.5g/kg的修复剂,加入100-110mg/kg农药,进行对土壤内农药的降解;所述农药为多菌灵、速克灵、甲基托布津、扑海因中的一种或多种混合物;其处理时间10-12天。
本发明的优点是:本发明采用了廉价、可再生的玉米秸秆为原料,分别以处理过的木霉T22、T8-2为菌种,通过液固两项混菌发酵工艺制备成土壤复合生物修复剂。该复合菌剂具有如下特点:(1)可与粪肥一起、或单独均匀施入土壤内,对土壤中的残留多菌灵、速克灵、甲基托布津、扑海因等多种化学农药残留有显著的降解效果,降解率达40-70%左右,可使生产的蔬菜等农产品有害残留大幅降低,达到绿色食品标准;(2)对灰葡萄孢菌、镰刀菌等土传病原菌均有良好抑制作用,可防治农作物的常见病:灰霉病、白粉病和枯萎病等病害,防治效果达55-70%;(3)能增加土壤中有益微生物的数量,改善土壤的微生态环境,同时,还能促进植物生长,可使农作物产量曾加15-30%。(4)无残留及毒副作用,对生态环境不会造成任何危害。该复合生物修复剂非常适合温室大棚等保护地土壤的生物修复和土传病害防治。由于保护地栽培中设施的不易迁移性,农作物经常重茬种植,土壤中土传病原菌大量滋生繁殖,引发植物病害。而病害的频繁发生,又促使农民用药次数增加,导致土壤中农药残留升高,形成恶性循环。该复合菌剂既可解决保护地土壤栽培中农作物的农药残留超标问题,还可以防治植物土传性病害,提高该菌剂的使用效率。同时,因能促进有益微生物生长繁殖,改善了生态环境。
另外,未被发酵利用的秸秆粉随菌剂施入土壤中,可以起到如下作用:一、秸秆粉的加入,使被修复的土壤变得松软、透气,提高了土壤的溶氧量,从而促进了木霉T22生防效果和T8-2的酶促降解性能;二、木霉T22和T8-2菌株均能代谢产生纤维素酶,而纤维素酶又可以进一步分解秸秆中的纤维素或半纤维素,使之产生葡萄糖等小分子有机物质。这些有机物既可为T22和T8-2在土壤中的定殖和繁殖提供营养和能源,又可激活土著微生物的降解活性,提高土壤降解效果,为植物提供营养,增加作物产量。也就是说,秸秆粉成为共代谢底物,为土壤的生物降解提供了碳源和能源,并激活土著微生物,起到了降解菌T8-2和土著微生物协同降解的效果。
具体实施方式
实施例1:
本发明按以下工艺步骤进行:
1)原料加工:选择无霉变的玉米秸秆、麸皮混合物粉碎至30目备用;
2)液体培养:其培养基成分包括土豆浸出液8ml、(NH4)2SO40.4g、K2HPO40.3g、CaCO31g,补加水至100ml,调整PH值至6,高压灭菌30min,待物料冷却后分别接入已活化好的木霉菌种T8-2和T22,并于25℃、180转/min震荡培养,直至用分光光度计测量OD600值达到0.35时停止液体发酵,两发酵液作为种子液备用;
3)固体培养:取粉碎好的玉米秸秆粉8g和麸皮粉2g、葡萄糖0.9g、(NH4)2SO40.4g、KH2PO40.2g、MgSO4·7H2O0.1g,水100ml;其发酵方法为:先用水把上述葡萄糖和无机盐溶解后,再与玉米秸秆粉、麸皮粉搅拌均匀,然后调节PH值至5,高压灭菌30min,冷却后分别接入上述T8-2种子液130ml、T22种子液130ml,并搅拌均匀,然后放在25℃恒温培养箱中培养90小时,然后测量固体发酵物的产孢量达到1010/g个后,常温风干或在温度40℃的环境中干燥备用。
T8-2菌株:其筛选方法如下:
在100mL含多菌灵浓度为200mg/L的富集培养液中分别加入8g土样, 30℃、220r/min振荡培养2d,吸取6mL转接至多菌灵浓度为400mg/L富集培养液中,培养4d,依次连续富集,转接4次,使多菌灵浓度依次为200、400、500 、600和800mg/L。富集完毕后,取培养液均匀涂布于相同浓度的多菌灵分离纯化培养基上,20℃恒温培养,待平板上出现单菌落后,挑取较大单菌落转接至PDA培养基上,20℃恒温培养,反复纯化至纯培养后备用。
土样:取自江苏靖江农药厂附近被多菌灵长期污染的土壤
富集培养基(g/L):K2HPO4 5.71,KH2PO4 1.70,(NH4)2SO4 2.63,MgSO4·7H2O 0.095,MnSO4 0.05,FeSO4 0.05,CaCl2 0.003,加水至1L,pH=7.0。
分离培养基(g/L):富集培养基加2%琼脂。
PDA培养基(g/L):土豆200.0,葡萄糖20.0,琼脂18.0,水1L。
抗药性T22菌株选育方法如下:通过药物驯化和紫外线重复诱导相结合方法,对生防木霉T22进行改良,具体方法如下:
在接种生防木霉T22,并于30℃恒温培养4d的PDA板上,加入无菌水,轻轻洗刷绿色分生孢子,制成107个/mL孢子悬浮液;在含多菌灵10mg/L的PDA培养基上涂抹0.1mL上述孢子悬浮液去盖在18w、波长270nm的紫外灯管下28cm处,避光照射75min后,立即用黑纸包好,放入28℃恒温箱中培养,选取生长迅速的变异木霉菌株,转接到含多菌灵10mg/L的PDA培养基,待产生大量绿色分生孢子后,再按上述方法配制孢子悬浮液,涂抹在含多菌灵20mg/L的PDA培养基上,进行第二次紫外线重复诱导处理;依此类推,逐步提高多菌灵浓度达到1000mg/L,获得抗药性变异菌株;
所述PDA培养基:土豆180g,葡萄糖22g,水1000mL,pH自然;
含多菌灵培养基:把上述PDA培养基熔化后,按要求加入一定量多菌灵粉剂混合均匀后倒入平板制得
本发明所述的修复剂在土壤处理中的应用,其以每亩地为单位,取修复剂80kg、30目的玉米秸秆粉100kg、水20kg,将上述组分混合均匀后施入土壤内。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,以土壤量为基准:在含水量为13%的土壤内加入0.3g/kg的修复剂,加入100mg/kg农药,进行对土壤内农药的降解。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,所述农药为多菌灵、速克灵、甲基托布津、扑海因中的一种或多种混合物。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,其处理时间12天。
实施例2:
本发明按以下工艺步骤进行:
1)原料加工:选择无霉变的玉米秸秆、麸皮混合物粉碎至40目备用;
2)液体培养:其培养基成分包括土豆浸出液10ml、(NH4)2SO40.2g、K2HPO40.2g、CaCO31g,补加水至100ml,调整PH值至6.5,高压灭菌20min,待物料冷却后分别接入已活化好的木霉菌种T8-2和T22,并于25℃、200转/min震荡培养,直至用分光光度计测量OD600值达到0.30时停止液体发酵,两发酵液作为种子液备用;
3)固体培养:取粉碎好的玉米秸秆粉10g和麸皮粉3g、葡萄糖0.9g、(NH4)2SO40.2g、KH2PO40.1g、MgSO4·7H2O0.08g,水100ml;其发酵方法为:先用水把上述葡萄糖和无机盐溶解后,再与玉米秸秆粉、麸皮粉搅拌均匀,然后调节PH值至5.5,高压灭菌25min,冷却后分别接入上述T8-2种子液100-130ml、T22种子液100ml,并搅拌均匀,然后放在28℃恒温培养箱中培养80小时,然后测量固体发酵物的产孢量达到1010/g后,常温风干或在温度45℃的环境中干燥备用。
T8-2菌株:其筛选方法如下:
在100mL含多菌灵浓度为200mg/L的富集培养液中分别加入12g土样,20℃、180r/min振荡培养4d,吸取4mL转接至多菌灵浓度为400mg/L富集培养液中,培养2d,依次连续富集,转接4次,使多菌灵浓度依次为200、400、500 、600和800mg/L。富集完毕后,取培养液均匀涂布于相同浓度的多菌灵分离纯化培养基上, 30℃恒温培养,待平板上出现单菌落后,挑取较大单菌落转接至PDA培养基上, 30℃恒温培养,反复纯化至纯培养后备用。
土样:取自江苏靖江农药厂附近被多菌灵长期污染的土壤
富集培养基(g/L):K2HPO4 5.71,KH2PO4 1.70,(NH4)2SO4 2.63,MgSO4·7H2O 0.095,MnSO4 0.05,FeSO4 0.05,CaCl2 0.003,加水至1L,pH=7.0。
分离培养基(g/L):富集培养基加2%琼脂。
PDA培养基(g/L):土豆200.0,葡萄糖20.0,琼脂18.0,水1L。
抗药性T22菌株选育方法如下:通过药物驯化和紫外线重复诱导相结合方法,对生防木霉T22进行改良,具体方法如下:
在接种生防菌T22,并于20℃恒温培养4-6d的PDA板上,加入无菌水,轻轻洗刷绿色分生孢子,制成107个/mL孢子悬浮液;在含多菌灵10mg/L的PDA培养基上涂抹0.1mL上述孢子悬浮液去盖在22w、波长230nm的紫外灯管下32cm处,避光照射85min后,立即用黑纸包好,放入22℃恒温箱中培养,选取生长迅速的变异木霉菌株,并将其转接到含多菌灵10mg/L PDA上培养,待产生大量绿色分生孢子后,再按上述方法配制孢子悬浮液,涂抹在含多菌灵20mg/L的PDA培养基上,进行第二次紫外线重复诱导处理;依此类推,逐步提高多菌灵浓度达到1000mg/L,获得抗药性变异菌株;
所述PDA培养基:土豆180g,葡萄糖18g,水1000mL,pH自然;
含多菌灵培养基:把上述PDA培养基熔化后,按要求加入一定量多菌灵粉剂混合均匀后倒入平板制得。
本发明所述的修复剂在土壤处理中的应用,其以每亩地为单位,取修复剂100kg、40目的玉米秸秆粉100kg、水30kg,将上述组分混合均匀后施入土壤内。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,以土壤量为基准:在含水量为15%的土壤内加入0.5g/kg的修复剂,加入110mg/kg农药,进行对土壤内农药的降解。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,所述农药为多菌灵、速克灵、甲基托布津、扑海因中的一种或多种混合物。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,其处理时间10天。
实施例3:
本发明按以下工艺步骤进行:
1)原料加工:选择无霉变的玉米秸秆、麸皮混合物粉碎至35目备用;
2)液体培养:其培养基成分包括土豆浸出液9ml、(NH4)2SO40.3g、K2HPO40.25g、CaCO31g,补加水至100ml,调整PH值至6.2,高压灭菌25min,待物料冷却后分别接入已活化好的木霉菌种T8-2和T22,并于25-28℃、190转/min震荡培养,直至用分光光度计测量OD600值达到0.32时停止液体发酵,两发酵液作为种子液备用;
3)固体培养:取粉碎好的玉米秸秆粉9g和麸皮粉2.5g、葡萄糖0.85g、(NH4)2SO40.3g、KH2PO40.15g、MgSO4·7H2O0.09g,水100ml;其发酵方法为:先用水把上述葡萄糖和无机盐溶解后,再与玉米秸秆粉、麸皮粉搅拌均匀,然后调节PH值至5.2,高压灭菌28min,冷却后分别接入上述T8-2种子液120ml、T22种子液120ml,并搅拌均匀,然后放在27℃恒温培养箱中培养85小时,然后测量固体发酵物的产孢量达到1010/g后,常温风干或在温度42℃的环境中干燥备用。
T8-2菌株:其筛选方法如下:
在100mL含多菌灵浓度为200mg/L的富集培养液中分别加入10g土样,25℃、200r/min振荡培养3d,吸取5mL转接至多菌灵浓度为400mg/L富集培养液中,培养3d,依次连续富集,转接4次,使多菌灵浓度依次为200、400、500 、600和800mg/L。富集完毕后,取培养液均匀涂布于相同浓度的多菌灵分离纯化培养基上,25℃恒温培养,待平板上出现单菌落后,挑取较大单菌落转接至PDA培养基上,25℃恒温培养,反复纯化至纯培养后备用。
土样:取自江苏靖江农药厂附近被多菌灵长期污染的土壤
富集培养基(g/L):K2HPO4 5.71,KH2PO4 1.70,(NH4)2SO4 2.63,MgSO4·7H2O 0.095,MnSO4 0.05,FeSO4 0.05,CaCl2 0.003,加水至1L,pH=7.0。
分离培养基(g/L):富集培养基加2%琼脂。
PDA培养基(g/L):土豆200.0,葡萄糖20.0,琼脂18.0,水1L。
抗药性T22菌株选育方法如下:通过药物驯化和紫外线重复诱导相结合方法,对生防木霉T22进行改良,具体方法如下:
在接种生防木霉T22,并于25℃恒温培养5d的PDA板上,加入无菌水,轻轻洗刷绿色分生孢子,制成107个/mL孢子悬浮液;在含多菌灵10mg/L的PDA培养基上涂抹0.1mL上述孢子悬浮液去盖在20w、波长253.7nm的紫外灯管下30cm处,避光照射80min,立即用黑纸包好,放入25℃恒温箱中培养,选取生长迅速的变异木霉菌株,接种在含多菌灵10mg/L的PDA培养基上,待产生大量绿色分生孢子后,再按上述方法配制孢子悬浮液,涂抹在含多菌灵20mg/L的PDA培养基上,进行第二次紫外线重复诱导处理;依此类推,逐步提高多菌灵浓度达到1000mg/L,获得抗药性变异菌株;
所述PDA培养基:土豆200g,葡萄糖20g,水1000mL,pH自然;
含多菌灵培养基:把上述PDA培养基熔化后,按要求加入一定量多菌灵粉剂混合均匀后倒入平板制得。
本发明所述的修复剂在土壤处理中的应用,其以每亩地为单位,取修复剂90kg、35目的玉米秸秆粉100kg、水25kg,将上述组分混合均匀后施入土壤内。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,以土壤量为基准:在含水量为14%的土壤内加入0.4g/kg的修复剂,加入105mg/kg农药,进行对土壤内农药的降解。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,所述农药为多菌灵、速克灵、甲基托布津、扑海因中的一种或多种混合物。
本发明所述的修复剂降解土壤内残留农药的应用,其处理时间10-12天。