CN102964150A

CN102964150A - 一种利用木薯渣制备菌剂载体的方法

Info

Publication number: CN102964150A
Application number: CN2012104770726A
Authority: CN
Inventors: 侯宪文; 郑鹏; 李勤奋; 李光义; 邹立飞
Original assignee: CATAS Environment and Plant Protection Institute
Current assignee: CATAS Environment and Plant Protection Institute
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: CN102964150B

Abstract

本发明公开了一种利用木薯渣得到的菌剂载体基质及其制备方法和应用。本发明提供一种菌剂载体基质。本发明提供了木薯渣在制备菌剂载体或制备菌剂中的应用。所述木薯渣为木薯淀粉渣和/或木薯酒精渣。本发明提供的组合物，由木薯渣和营养材料组成；所述营养材料为玉米粉和豆粕中的至少一种。本发明的实验证明，本发明利用木薯渣制备了一种新的菌剂载体基质，具有原料充足、价格低廉、制备工艺简单、载菌效果好、原料和生产过程环保节能、产品使用方便、无公害等优点。

Description

一种利用木薯渣制备菌剂载体的方法

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种利用木薯渣制备菌剂载体基质的方法。

背景技术

农用微生物制剂主要有纯活菌制剂、以有机或无机材料为载体的制剂。其中，纯活菌制剂基于生产成本问题在农业生产实际中单位面积的应用量比较少，而大部分土壤中有机质含量不能满足目标微生物大量繁殖的需要，因此在实际应用效果上往往与试验结果有很大差距。目前国际通用的固体菌剂载体为泥炭，但不可避免的存在一些缺陷。由于泥炭是不明确具体成分的有机材料，不同产地、质地和批次的泥炭品质也有很大差异，将严重影响最终菌剂产品。同时，泥炭是不可再生资源，大量开采会对当地的生态环境造成严重的负面影响。也有许多替代材料(如蛭石、珍珠岩、麸皮和聚合物材料等)已应用于菌剂的生产，并在某些方面的性能上超出了泥炭菌剂。但这类原料的生产过程需耗费大量的能源或成本过高，尤其是人工合成的聚合材料可能会造成农田等环境的二次污染。因此，质优、价廉而环保的载体基质材料成为菌剂生产的必然需求。

木薯渣含有大量的纤维素和半纤维素，粉碎至一定粒径后具有很好的吸附性，具有与泥炭相似的结构和理化稳定性。此外，木薯渣中含有少量的能供给微生物生长利用的糖类、淀粉等物质，只需再适量补充营养物质即可满足微生物生长需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供木薯渣的新用途。

本发明提供了木薯渣在制备菌剂载体或制备菌剂中的应用。

上述应用中，所述木薯渣为木薯淀粉渣和/或木薯酒精渣；

上述应用中，所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的水分质量含量均小于10％，且不为0；所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的水分质量含量具体为8.4％、8％或9％。

所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的粒径均小于0.9mm；所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的粒径均具体小于或等于0.85mm。

本发明的第二个目的是提供一种菌剂载体。

本发明提供的菌剂载体，由木薯渣和营养材料组成；所述营养材料为A组分和豆粕中的至少一种；所述A组分为玉米粉或米粉。

所述木薯渣和所述营养材料的质量比为100:(7-15)；具体为100:(7-10)或100:7或100:8或100:10；

上述菌剂载体中，所述木薯渣为木薯淀粉渣和/或木薯酒精渣；

所述菌剂载体具体为如下1)-3)中的任意一种：

1)所述菌剂载体由木薯淀粉渣和所述A组分组成；

2)所述菌剂载体由木薯酒精渣、所述A组分和豆粕组成；

3)所述菌剂载体由木薯淀粉渣、木薯酒精渣和所述A组分组成；

1)所述菌剂载体中，所述木薯淀粉渣和所述A组分的质量比进一步具体为100:8；

2)所述菌剂载体中，所述木薯酒精渣、所述A组分和所述豆粕的质量比进一步具体为100:5:2；

3)所述菌剂载体中，所述木薯淀粉渣、所述木薯酒精渣和所述A组分的质量比具体为50:50：10；

所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的水分质量含量均具体小于10％，且不为0；所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的水分质量含量均具体为8.4％、8％或9％；

所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的粒径均具体小于0.9mm；所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的粒径均进一步小于或等于0.85mm；所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的粒径均进一步具体为0.425-0.85mm。

所述菌剂载体的水分质量含量具体小于10％，且不为0；具体为8％或9％。

本发明的第三个目的是提供一种制备上述菌剂载体的方法。

本发明提供的方法，包括如下步骤：将木薯渣和营养材料混合，得到菌剂载体；所述营养材料为A组分和豆粕中的至少一种；所述A组分为玉米粉或米粉。

上述方法中，所述木薯渣和所述营养材料的质量比为100:(7-15)；具体为100:(7-10)或100:7或100:8或100:10；

所述木薯渣为木薯淀粉渣和/或木薯酒精渣；

所述方法具体为如下1)-3)中的任意一种：

1)将所述木薯淀粉渣和所述A组分混合，即得到菌剂载体；

2)将所述木薯酒精渣、所述所述A组分和豆粕混合，即得到菌剂载体；

3)将所述木薯淀粉渣、所述木薯酒精渣和所述A组分混合，即得到菌剂载体；

1)所述的方法中，所述木薯淀粉渣和所述A组分混合质量比进一步具体为100:8；

2)所述的方法中，所述木薯酒精渣、所述A组分和所述豆粕混合质量比进一步具体为100:5:2；

3)所述的方法中，所述木薯淀粉渣、所述木薯酒精渣和所述A组分混合质量比进一步具体为50:50：10。

上述方法中，还包括在混合前，将所述木薯淀粉渣或所述木薯酒精渣依次经干燥、粉碎、过筛的步骤；

所述方法还包括在混合后，将所述混合得到的产物依次经再次干燥、灭菌的步骤；

所述干燥具体为将所述木薯淀粉渣干燥至水分质量含量小于10％、且不为0；；具体为8.4％、8％或9％；

所述筛的孔径具体为0.45-0.85mm；

所述再次干燥为将所述混合得到的产物干燥至水分质量含量小于10％、且不为0；具体为8％或9％。

上述干燥、再次干燥为晒干或在60-80℃烘干

上述灭菌方式为110-121℃蒸汽灭菌40-120min。

由上述方法制备得到的菌剂载体也是本发明保护的范围。

上述菌剂载体在制备菌剂中的应用也是本发明保护的范围。

本发明的第四个目的是提供一种制备菌剂的方法。

本发明提供一种制备菌剂的方法，为将上述菌剂载体和菌混匀，培养，得到菌剂；所述菌具体为枯草芽孢杆菌或嗜热侧孢霉菌。

上述菌为枯草芽孢杆菌，上述菌剂载体和上述枯草芽孢杆菌的配比为1g：3.7×10⁷cfu；30℃培养3、4、5、6、7天；

上述菌为嗜热侧孢霉菌，上述菌剂载体和上述嗜热侧孢霉菌的配比为1g：6.5×10⁶cfu；45℃培养3、4、5、6、7天；

上述枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis CICC 10076)；上述嗜热侧孢霉菌为嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile CICC 2441)。

本发明的实验证明，本发明利用木薯渣制备了一种新的菌剂载体基质，具有如下优点：

1、原料充足、价格低廉。该方法载体基质制备过程中使用的主要是木薯渣，木薯渣主要来源于在热带地区大面积种植的木薯经加工产生的废弃物，每年有约上百万吨的产量，且富含微生物生长所需的大部分养分，其他配料的玉米粉、米粉等也易获得；既可以废物利用，又可以节约成本。

2、制备工艺简单。载体基质生产制备时无需技术要求较高的人工操作，对仪器和生产设备要求不高，便于中小型企业的推广应用。

3、载菌效果好。以嗜热侧孢霉菌剂为例，使用本方法载体基质生产的菌剂可获得较泥炭和麦麸菌剂更高的活菌量，制备成菌剂后，每克菌剂含菌量较其他基质高出0.5-1倍。具有很好的实用性和经济性。

4、原料和生产过程环保节能。本方法主要使用的是木薯渣，而木薯渣是木薯加工生产过程中产生的废弃物，且制备过程不需要额外的无机盐试剂等，相对于泥炭等而言，不存在对原料产地生态环境的破坏，也无需像蛭石一样耗费大量的能源。

5、产品使用方便、无公害。制备的菌剂产品可直接施用于土壤或用于堆肥，使用后可逐步分解，不会对环境产生负面影响。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中的木薯淀粉渣为木薯加工生产淀粉后的废料；木薯酒精渣为木薯加工生产酒精后的废料。

实施例1、菌剂载体基质的制备

1、原料处理：将木薯淀粉渣晒干，水分质量含量为8.4％，将干燥后的木薯淀粉渣用粉碎机粉碎，过孔径为0.85mm的筛，收集过筛后木薯淀粉渣；

过筛木薯淀粉渣的粒径小于0.85mm，水分含量为8.4％；

2、营养物补充：按过筛后木薯淀粉渣重量的8％向上述过筛产物中添加玉米粉(又叫玉米面)，混匀，得到混合产物；

3、干燥：将上述混合产物的水分质量含量干燥至8％，将干燥后产物110℃蒸汽灭菌60min，得到菌剂载体基质。

实施例2、菌剂载体基质的制备

1.原料处理：将木薯酒精渣晒干，水分质量含量控制在9％，将干燥后的木薯酒精渣用粉碎机粉碎，过孔径为0.85mm的筛，收集过筛后木薯酒精渣；

过筛木薯酒精渣的粒径小于0.85mm，水分含量为9％；

2.营养物补充：向上述过筛后木薯酒精渣中按木薯酒精渣重量5％添加玉米粉和2％添加豆粕，混匀，得到混合产物；

3.干燥：将上述混合产物的水分质量含量干燥至9％，将干燥后产物110℃蒸汽灭菌60min，得到菌剂载体基质。

实施例3、菌剂载体基质的制备

1.原料处理：分别将木薯淀粉渣和木薯酒精渣晒干，水分质量含量均控制在9％，将木薯淀粉渣和木薯酒精渣分别用粉碎机粉碎，分别过孔径为0.85mm的筛，收集过筛木薯淀粉渣和过筛木薯淀粉渣；

过筛木薯淀粉渣和过筛木薯酒精渣的粒径均小于0.85mm，水分含量均为9％；

2.营养物补充：将过筛木薯淀粉渣和过筛木薯淀粉渣按照1:1的质量比混合，得到混合木薯渣，按混合木薯渣重量的10％添加玉米粉，混匀，得到混合产物；

3.干燥：将上述混合产物的水分质量含量干燥至9％，将干燥后产物120℃蒸汽灭菌40min，得到菌剂载体基质。

实施例4、菌剂载体基质的功能验证

将上述三个实施例得到的载体基质与常用的菌剂载体基质泥炭进行载菌效果相比较，具体操作如下：

1、菌液的制备

取保存于斜面培养基上的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis CICC 10076)、嗜热侧孢霉(Sporotrichum thermophile CICC 2441)分别转接至牛肉膏蛋白胨培养基、改良马丁培养基上；菌株活化后转接至PDB液体培养基中，枯草芽孢杆菌于30℃下培养1天，得到枯草芽孢杆菌菌液；嗜热侧孢霉于45℃下培养2天，得到嗜热侧孢霉菌液。

上述所用的培养基配方如下：

牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏5g，蛋白胨10g，氯化钠5g，琼脂15g，去离子水定容至1000mL，PH 7.2～7.6

改良马丁培养基：葡萄糖10.0g，磷酸二氢钾1.0g，蛋白胨5.0g，七水合硫酸镁0.5g，琼脂15g，1％孟加拉红水溶液3.3mL，去离子水定容至1000mL。临用时添加链霉素。

PDB培养基：马铃薯汁(去皮马铃薯200g，加水约1L，煮20min后用纱布过滤，定容至1L。)1L，葡萄糖20g。

2、接菌处理

吸取枯草芽孢杆菌菌液分别接入由实施例1-3制备的菌剂载体；接菌量均为20％(是按基质质量百分比核算的，每g载体基质中接入量为3.7×10⁷cfu)；接菌后放于30℃的温度下培养；得到枯草芽孢杆菌菌剂1、枯草芽孢杆菌菌剂2、枯草芽孢杆菌菌剂3；以枯草芽孢杆菌菌液接入泥炭为对照，同样的培养条件，得到枯草芽孢杆菌对照菌剂。

吸取嗜热侧孢霉菌液分别接入由实施例1-3制备的菌剂载体基质；接菌量均为20％(是按基质质量百分比核算的，每g载体基质中接入量为6.5×10⁶cfu)；接菌后放于45℃的温度下培养；得到嗜热侧孢霉菌剂1、嗜热侧孢霉菌剂2、嗜热侧孢霉菌剂3；以嗜热侧孢霉菌液接入泥炭为对照，同样的培养条件，得到嗜热侧孢霉对照菌剂。

分别测定培养第3、4、5、6、7天的有效活菌数，有效活菌数的测定方法具体如下：称取5.0g菌剂于装有45.0mL水和几粒沸石并灭过菌的150mL锥形瓶中，在200r/min转速条件下振荡30min，静置5min后。吸取1mL上清液加入到盛有9mL无菌水的试管中，使其充分混匀，依次制成10^-1、10^-2、10^-3、10^-4、10^-5、10^-6稀释度的菌悬液。分别吸取10^-5、10^-6的稀释度的菌悬液100μL分别涂布于已添加培养基的培养皿中。枯草芽孢杆菌用牛肉膏蛋白胨培养基、嗜热侧孢霉用改良马丁培养基。将涂布好的枯草芽孢杆菌、嗜热侧孢霉培养皿分别放在30℃、45℃恒温培养箱中倒置培养，枯草芽孢杆菌培养1天，嗜热侧孢霉培养2天，计算有效活菌数。

结果见表1和表2。

表1枯草芽孢杆菌在不同载体基质中的生长情况

表2嗜热侧孢霉在不同载体基质中的生长情况

由结果可知，本发明所述方法制得的菌剂载体的扩培和载菌效果优于或等同于通常使用的泥炭；而且本发明的木薯渣成本低，且可以减少对矿物质的损耗。

Claims

1.木薯渣在制备菌剂载体或制备菌剂中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述木薯渣为木薯淀粉渣和/或木薯酒精渣。

3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：

所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的水分质量含量均小于10％，且不为0；

4.一种菌剂载体，由木薯渣和营养材料组成；所述营养材料为A组分和豆粕中的至少一种；所述A组分为玉米粉或米粉。

5.根据权利要求4所述的菌剂载体，其特征在于：

所述木薯渣和所述营养材料的质量比为100:(7-15)；

所述木薯渣为木薯淀粉渣和/或木薯酒精渣；

所述菌剂载体具体为如下1)-3)中的任意一种：

1)所述菌剂载体由所述木薯淀粉渣和所述A组分组成；

2)所述菌剂载体由所述木薯酒精渣、所述A组分和豆粕组成；

3)所述菌剂载体由所述木薯淀粉渣、所述木薯酒精渣和所述A组分组成；

所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的水分质量含量均具体小于10％，且不为0；

所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的粒径均具体小于0.9mm；所述木薯淀粉渣和所述木薯酒精渣的粒径均进一步小于或等于0.85mm；

所述菌剂载体的水分质量含量具体小于10％，且不为0。

6.一种制备权利要求4或5所述菌剂载体的方法，包括如下步骤：将木薯渣和营养材料混合，得到菌剂载体；所述营养材料为A组分和豆粕中的至少一种；所述A组分为玉米粉或米粉。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述木薯渣和所述营养材料的质量比为100:(7-15)；

所述木薯渣为木薯淀粉渣和/或木薯酒精渣；

所述方法具体为如下1)-3)中的任意一种：

1)将所述木薯淀粉渣和所述A组分混合，即得到菌剂载体；

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于：

所述方法还包括在混合前，将所述木薯淀粉渣或所述木薯酒精渣依次经干燥、粉碎、过筛的步骤；

所述干燥具体为将所述木薯淀粉渣干燥至水分质量含量小于10％、且不为0；

所述筛的孔径具体为0.45-0.85mm；

所述再次干燥为将所述混合得到的产物干燥至水分质量含量小于10％、且不为0。

9.权利要求4或5所述菌剂载体在制备菌剂中的应用。

10.一种制备菌剂的方法，为将权利要求4或5所述菌剂载体和菌混匀，培养，得到菌剂；所述菌具体为枯草芽孢杆菌或嗜热侧孢霉菌。