CN103060240A - 一种解毒微生物发酵剂及制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解毒微生物发酵剂及制备方法和应用，该发酵剂由酵母菌、乳酸菌、粪肥纤维单胞菌、芽孢杆菌和戈登氏菌组成，通过分级液体发酵和多级固体发酵，可获得一种解毒微生物发酵剂，能有效地降低腐料的农药和硝酸盐含量，尤其是用该发酵剂制成的生物有机肥可通过改良土壤结构，增强土壤的保肥、供水的缓冲能力；可提高化肥的利用率，减少有毒物质的污染；同时微生物产生的一些活性因子可调节植物代谢，增强植物的抗病抗逆性，显著提高产量和作物品质。
Description
技术领域：
本发明属于环境微生物工程领域，具体涉及一种解毒微生物发酵剂，还涉及一种解毒微生物发酵剂的制备方法，还涉及微生物发酵剂的应用。
背景技术：
针对化肥、农药长期对土壤的污染，以致食品中农药和硝酸根离子的残留严重危害了人的身体健康。科技工作者已经对于修复土壤的微生物参与到微生物肥料制造中来，也就是在大量解磷、解钾、固氮的基础上增加了链霉菌、假单胞菌起到减少污染修复土壤作用的微生物肥料相继问世受到人们的亲睐。而戈登氏菌在治理污染中得到广泛的应用，发明者多年来对该类菌的解毒和免疫调节作用进行深入的研究，近年来该菌在英国对它们的免疫调节作用也有报导，但在有机物料腐熟方面未见有人尝试。当人们需要生产安全、优质的农产品越来越迫切的时候就越发需要更加新型的微生物发酵剂制成生物有机肥和生态养猪发酵床的垫料和饲料的发酵剂。
由戈登氏菌参与的即能消除农药残留和硝酸根离子的影响又能产生各种生理活性物质。它与具备多种功能的微生物一起，通过协同作用将有机废弃物发酵很快转化成为供动植物生长所需多种营养元素的优质原料。
发明内容：
本发明的目的提供了一种解毒微生物发酵剂，该发酵剂由酵母菌、乳酸菌、粪肥纤维单胞菌、芽孢杆菌和戈登氏菌组成，通过分级液体发酵和多级固体发酵，将有机废弃物转化成微生物绿色饲料肥料来满足人们生产和生活的需要。
本发明还有一个目的是提供了一种解毒微生物发酵剂的制备方法，方法简单，易行，适合大规模生产。
本发明还有一个目的是提供了一种解毒微生物发酵剂在制备叶面肥中的应用。
本发明还有一个目的是提供了一种解毒微生物发酵剂在制备固体生物有机肥中的应用。
本发明最后一个目的是提供了一种解毒微生物发酵剂在制备有机物料腐熟剂中的应用。
本发明充分利用微生物体积小、繁殖快、可塑性强的特点，通过它们的共生、互生产生多种酶类、维生素和黄酮等多种活性因子，达到促进调节动植物的生长发育，尤其是利用它们产生的降解酶，可以减少环境和植物体内的农药和硝酸根的积累。同时利用发酵工程的可控性，去除有机废弃物中的杂菌、虫卵和异味。是一种高效无毒的优良的生物制品。
本发明提供解毒微生物发酵剂，通过不同的组合，可形成四大不同功能微生物菌群，具体如下：
A菌群为EM（Effective microorganisms）菌群，本发明中所涉及EM菌群是乳酸菌（植物乳杆菌），酵母菌（异常汉逊酵母），能产生多种活性因子，促进动植物的生长发育。
B菌群为纤维素降解菌群，本发明涉及枯草芽孢杆菌，粪肥纤维单胞菌。将难降解的纤维素和其它大分子化合物分解成小分子的化合物易被动植物吸收，同时也为其它微生物提供营养，增加环境中菌群数量，增强饲料和肥料的营养价值。
C菌群为农药降解菌群，本发明涉及的是土生戈登氏菌，具有较强分解农药和其它有毒化合物的能力，并产生多种生物活性因子。
D菌群为硝酸根降解菌群，本发明涉及的是枯草芽孢杆菌和土生戈登氏菌，有效地减少和消除硝酸根的积累。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术措施：
一种解毒微生物发酵剂，其成分如下：
1＃菌剂：植物乳杆菌和异常汉逊酵母；
2＃菌剂：土生戈登氏菌；
3＃菌剂：枯草芽孢杆菌；
4＃菌剂：粪肥纤维单胞菌；
所述的植物乳杆菌为植物乳杆菌6002（Lactobacillus plantarum6002），来源于广东省微生物种质资源库，保存号CICC6002；
所述的异常汉逊酵母为异常汉逊酵母2.300（Hansenula anomala2.300），来源于武汉大学中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC Ay92051；
所述的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌1.1398（Bacillus subtilis1.1398），来源于广东省微生物种质资源库，保藏编号AS1.1398；
所述的土生戈登氏菌为土生戈登氏菌sq-5(Gordona terrae sq-5)，自行从空气中分离。其分离步骤是：以1%苯甲酸钠为唯一碳源的无机盐培养基制成固体平板，用自然沉降法暴露在空气中15分钟左右，盖上平皿于25-30℃的恒温培养箱内放置2-3天，选出单个菌落，再用农药或芳香烃（0.5-1.0%重量比）作唯一碳源做降解实验，选出优良菌株，获得本发明中土生戈登氏菌sq-5。
该菌株在1SP-2培养基中培养，培养温度为30℃，液体培养在150rpm振培2-3天，斜面在4℃条件下保存。
生理生化特点：革兰氏和抗酸染色皆为阳性，H2O2酶阳性，硝酸盐还原阳性，脲酶阳性，亚碲酸盐还原阳性，利用半乳糖，麦芽糖，果糖，蔗糖产酸，能利用谷氨酸或尿素为唯一氮源，水解吐温。
该细菌已于2012年10月8日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，地址：中国武汉武汉大学，分类命名：土生戈登氏菌sq-5Gordona terrae sq-5，保藏编号CCTCC NO:M2012390；
所述的粪肥纤维单胞菌为粪肥纤维单胞菌91081（Cellulomonas fimi91081），来源于武汉大学中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC AB91081。
一种解毒微生物发酵剂的制备方法，其步骤如下：
1＃菌剂的制备方法：将植物乳杆菌6002用MRS培养基活化进行种子液的培养（30℃～36℃）静止发酵24h，接种量为1-2%；将异常汉逊酵母2.300接种于土豆培养基中进行活化培养（25℃～30℃）120rpm振动培养20～24h，接种量为1-2.5%；将上述活化后的植物乳杆菌6002和异常汉逊酵母2.300种子液按1：1混合，接入发酵罐，接种量为5-10%，其培养基为:糖蜜2％或1.5％或1.0％，玉米浆0.5%或0.4%或0.3%，pH值7.0-7.2，30℃～32℃静止发酵，间歇搅拌，罐压0.03兆帕，获得1＃菌剂；
2＃菌剂的制备方法：土生戈登氏菌sq-5，接种于1SP-2培养基中，接种量为1%30℃～32℃，150～180rpm振培24h；接种于发酵罐，接种量为10%，培养基为：糖蜜2％或1.5％或1.0％（重量比），玉米浆0.5％或0.4％或0.3％（重量比），pH值7.0，通气量为1︰0.6，罐压0.03兆帕，温度30℃±1℃，培养40h-50h；获得2﹟菌剂；
3＃菌剂的制备方法：将枯草芽孢杆菌1.1398用土豆培养基活化，活化条件：28-32℃150rpm振动培养，20h，以5%接种于糖蜜2％或1.5％或1.0％和玉米浆0.5％或0.4％或0.3％pH7.0～7.3培养基中进行好氧发酵，通气量1︰0.6，30℃～32℃，培养36～38h，罐压0.03兆帕，获得3﹟菌剂；
4＃菌剂的制备方法：将粪肥纤维单胞菌91081用土豆培养基活化，活化条件：28-32℃150rpm振动培养，20~24h，以5%接种于糖蜜2%或1.5%或1.0%（重量比）和玉米浆0.5%或0.4%或0.3%（重量比），pH7.0～7.3培养基中进行好氧发酵，通气量1︰0.6，罐压0.03兆帕，30℃～32℃，培养36～38h，制为4﹟菌剂。
培养基配方参照中国农业菌种目录2012年版附录1培养基。
所述的MRS培养基的编号为0006。
所述的土豆培养基的编号为0017。
所述的1SP-2培养基的编号为0038。
将制得的1＃菌剂、2＃菌剂、3＃菌剂和4＃菌剂按照0.5～1︰1～2︰1～2︰1～2体积比进行混合，得一种解毒微生物发酵剂。
一种解毒微生物发酵剂在制备叶面肥中的应用，其步骤如下：
将1＃、2＃菌剂和3＃菌剂按体积比1︰1︰1的配比进行混合，制得一种叶面肥。
一种解毒微生物发酵剂在制备固体生物有机肥中的应用，其步骤如下：
A、原料
麦麸︰米糠︰造纸有机废弃物或秸秆粉︰粪干=3～5︰3～5︰800～1000︰15～20（重量比）
固形物与水的比例为1:0.6（或0.5）（体积比）。
B、发酵:将3＃菌剂和4#菌剂1︰1混合后以1-5%的接种量接种于上述配好基料中，28～30℃培养24h~48h，每隔10小时翻动一次，后再将1＃菌剂和2＃菌剂各以1-5%接种于基料，混合拌匀再继续28-30℃发酵7～10日，每隔一天翻动一次。
C、烘干，温度不超过60℃水分含量＜30％进行分装，制得一种固体生物有机肥。
一种解毒微生物发酵剂在制备有机物料腐熟剂中的应用，其步骤如下：
1＃，2＃，3＃和4＃菌剂按体积比0.5～1︰1～2︰1～2︰1～2混合，低温浓缩以后60℃真空减压干燥或用海泡石粉或草炭吸附，制成粉剂，即可得一种有机物料腐熟剂。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和效果：
通过上述具有特殊功能产生特殊酶类的特种微生物的发酵产生多种动植物所必须的生理活性因子，尤其是能够去除和减少有毒成分和异味。这对动、植物来讲提供的是安全优质的养料。显然会生产出安全优质的食品。此外，这些微生物利用有机废弃物发酵转化成易被动植物吸收高效无毒的营养物质和生物活性因子，有效地实现了变废为宝。大大提高了资源环保的社会经济效益。
1.本发明的各类微生物利用它们生产的多种酶类将有机废弃物酵解成小分子化合物容易被动植物吸收更加引人注目的是本发明中芽孢杆菌、乳酸菌、戈登氏菌利用某些酶类物质产生多种动植物和人所必须的生理活性物，提高了人和动物免疫力，替代了部分抗生素，大大减少了抗生素带来的副作用。
2.芽孢杆菌和戈登氏菌有效地降解了农药和硝酸根离子，减少了它们在动植物中的积累，为人类提高优质安全的食品。
3.有这些微生物制成的生物有机肥施入土壤后促进土壤土著微生物繁殖。大大增加土壤微生物的种群数量，丰富土壤中的养分改善根系土壤微生态环境。
4.改良土壤结构，增强土壤的保肥，供水的缓冲能力。由于生物有机肥的松散性状，能显著改善土壤理化性质，促进团粒结构的形成，增强土壤酸碱缓冲能力，使土壤变得疏松肥沃，有利于作物的生长发育。
5.提高化肥的利用率。有机肥中的有机质分解时产生的有机酸能促进土壤和化肥中的矿物质养分溶解，从而有利于农作物的吸收和利用。同时肥沃土质会大大减少化肥的流失。
6.刺激作物生长，提高抗病能力。微生物产生的一些活性因子，能够促进种子发芽和根系生长。调节植物代谢，可增强植物的抗病抗逆性，显著提高产量和作物品质。
具体实施方式：
实施例1：
一种解毒微生物发酵剂，其成分如下：
1＃菌剂：植物乳杆菌和异常汉逊酵母；
2＃菌剂：土生戈登氏菌；
3＃菌剂：枯草芽孢杆菌；
4＃菌剂：粪肥纤维单胞菌；
所述的植物乳杆菌为植物乳杆菌6002（Lactobacillus plantarum6002），来源于广东省微生物种质资源库，保藏编号CICC6002；
所述的异常汉逊酵母为异常汉逊酵母2.300（Hansenula anomala2.300），来源于武汉大学中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC Ay92051；
所述的枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌1.1398（Bacillus subtilis1.1398），来源于广东省微生物种质资源库，保藏编号AS1.1398；
所述的土生戈登氏菌为土生戈登氏菌sq-5(Gordona terrae sq-5)，为申请人自行从空气中分离。其分离步骤是：以1%苯甲酸钠为唯一碳源的无机盐培养基制成固体平板，用自然沉降法暴露在空气中15分钟左右，盖上平皿于25-30℃的恒温培养箱内放置2-3天，选出单个菌落，再用农药或芳香烃（0.5-1.0%重量比）作唯一碳源做降解实验，选出优良菌株，获得本发明中土生戈登氏菌sq-5。
该菌株在1SP-2培养基中培养，培养温度为30℃，液体培养在150rpm振摇2-3天，斜面在4℃条件下保存。
生理生化特点：革兰氏和抗酸染色皆为阳性，H2O2酶阳性，硝酸盐还原阳性，脲酶阳性，亚碲酸盐还原阳性，利用半乳糖，麦芽糖，果糖，蔗糖产酸，能利用谷氨酸或尿素为唯一氮源，水解吐温。
该细菌已于2012年10月8日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，地址：中国武汉武汉大学，分类命名：土生戈登氏菌sq-5Gordona terrae sq-5，保存号CCTCC NO:M2012390；
所述的粪肥纤维单胞菌为粪肥纤维单胞菌91081（Cellulomonas fimi91081），来源于武汉大学中国典型培养物保藏中心，保存号CCTCC AB91081。
所述的解毒微生物发酵剂，其制备方法如下：
一种解毒微生物发酵剂的制备方法，其步骤如下：
1＃菌剂的制备方法：将植物乳杆菌6002用MRS培养基活化进行种子液的培养（30℃～36℃）静止培养24h，接种量为1-2%；将异常汉逊酵母2.300接种于土豆培养基中进行活化培养（25℃～30℃）120rpm振动培养20～24h，接种量为1-2.5%；将上述活化后的植物乳杆菌6002和异常汉逊酵母2.300种子液按1︰1混合，接入发酵罐，接种量为5-10%，其培养基为:糖蜜2％或1.5％或1.0％，米浆0.5%或0.4%或0.3%，pH值7.0-7.2，30℃～32℃静止发酵，间歇搅拌，罐压0.03兆帕，获得1＃菌剂；
2＃菌剂的制备方法：土生戈登氏菌sq-5，接种于1SP-2培养基中，接种量为1%30℃～32℃，150～180rpm振摇24h；接种于发酵罐，接种量为10%，培养基为:糖蜜2％或1.5％或1.0％（重量比），玉米浆0.5％或0.4％或0.3％（重量比），pH值7.0，通气量为1︰0.6，罐压0.03兆帕，温度30℃±1℃，培养40h-50h；获得2﹟菌剂；
3＃菌剂的制备方法：将枯草芽孢杆菌1.1398用土豆培养基活化，活化条件：28-32℃150rpm振动培养24h，以5%接种于糖蜜2％或1.5％或1.0％和玉米浆0.5％或0.4％或0.3％pH7.0～7.3培养基中进行好氧发酵，通气量1︰0.6，罐压0.03兆帕，30℃～32℃，培养36～38h，获得3﹟菌剂；
4＃菌剂的制备方法：将粪肥纤维单胞菌91081用土豆培养基活化，活化条件：28-32℃150rpm振动培养，20~24h，以5%接种于糖蜜2%或1.5%或1.0%（重量比）和玉米浆0.5%或0.4%或0.3%（重量比），pH7.0～7.3培养基中进行好氧发酵，通气量1︰0.6，罐压0.03兆帕，30℃～32℃，培养36～38h，制为4﹟菌剂。
培养基配方参照中国农业菌种目录2012年版附录1培养基。
所述的MRS培养基的编号为0006。
所述的土豆培养基的编号为0017。
所述的1SP-2培养基的编号为0038。
实施例2：
一种解毒微生物发酵剂在制备叶面肥中的应用，其步骤如下：
将实施例1中制得的1＃、2＃菌剂和3＃菌剂按体积比1︰1︰1进行混合，制得一种叶面肥。
将本发明制得的叶面肥施用于黄瓜和生菜，其结果为表1~表3所示。
表1本发明的叶面肥对黄瓜生物学性状的影响
注：1、复合肥为俄罗斯产（N、P2O5、K2O分别为16%、16%、16%）
施用方式：当黄瓜开始分叉后每隔七天喷一次在晴天早晨或傍晚。
2、常规施用基肥。
表2本发明的叶面肥对黄瓜产量实收结果
表3生菜施叶面肥与有机肥盆栽解毒效果
1#CK,每盒含贫瘠土壤3kg加少量复合肥,0.75g甲胺磷,4.5g KNO3，2#3#实验组每盆多加0.6kg生物有机肥。
生长3周后每周喷0.5625g/500ml甲胺磷水溶液，3.375g/500ml KNO3水溶液，3#处理每周多喷叶面肥30ml/500ml水，共喷4次。
实施例3：
一种解毒微生物发酵剂在制备固体生物有机肥中的应用，其步骤如下：
A、原料
麦麸︰米糠︰造纸有机废弃物或秸秆粉︰粪干=5︰5︰1000︰20（重量比）
固形物与水的比例为1︰0.6（体积比）。
B、发酵：将3＃菌剂和4#菌剂体积比1︰1混合以5%的接种量接种于上述配好基料中，28～30℃培养24h，每隔10小时翻动一次，后再将1＃菌剂和2＃菌剂各以5%接种于基料中充分混匀，再继续30℃发酵10日，每隔一天翻动一次。
C、烘干，温度不超过60℃水分含量＜30％进行分装，制得一种固体生物有机肥。
将本发明制得的固体生物有机肥施用于小白菜和辣椒，其结果如下表
表4本发明制得的固体有机肥对小白菜的农艺经济性状考查表
注：A、CK习惯用肥：农家肥500kg/亩，复合肥40kg/亩（俄罗斯产N、P2O5、K2O分别为16%、16%、16%）。
B、基质：没有经过发酵的有机废弃物原料120kg/亩。
C、生物有机肥120kg/亩。
表5小白菜播种前及收获后主要土壤养分比较
表6小白菜产量结果表
表7本发明制得的生物有机肥对辣椒生物学性状的影响
| 处理 | 株高（cm） | 单株结椒(个) | 辣椒果长(cm) | 单果重（g） |
| A(CK) | 63.1 | 11.5 | 8.9 | 28.5 |
| A+B | 63.4 | 12.1 | 9.0 | 28.6 |
| A+C | 65.6 | 13.5 | 9.2 | 29.8 |
注：A、CK习惯用肥：农家肥300kg/亩，过磷酸钙100kg/亩，复合肥40kg/亩（俄罗斯产N、P2O5、K2O分别为16%、16%、16%）
B、基质：没有经过发酵的有机废弃物原料120kg/亩
C、生物有机肥120kg/亩
表8辣椒产量实收结果
实施例4：
一种解毒微生物发酵剂在制备有机物料腐熟剂中的应用，其步骤如下：
1＃，2＃，3＃和4＃菌剂按体积比1︰1︰1︰1混合，低温浓缩以后60℃真空减压干燥或用海泡石粉或草炭吸附，制成粉剂，即可得一种有机物料腐熟剂。原料：麸皮︰药渣︰谷壳︰锯末（体积比）=5︰15︰35︰35；
原料︰水=1︰0.5；
将原料与水混合均匀后，按照有机物料腐熟剂：混合原料=0.3︰1000（重量比）进行均匀混合，然后将其堆积成高50-80cm的堆体，其结果见表9。
表9生态养猪垫料实验结果
Claims (5)
1.一种解毒微生物发酵剂，其特征在于：该发酵剂由1＃菌剂、2＃菌剂、3＃菌剂和4＃菌剂组成；
所述的1＃菌剂为：植物乳杆菌为植物乳杆菌6002（Lactobacillus plantarum 6002），CICC 6002；异常汉逊酵母为异常汉逊酵母2.300（Hansenula anomala 2.300），CCTCC Ay 92051；
所述的2＃菌剂为：土生戈登氏菌为土生戈登氏菌sq-5 (Gordona terrae sq-5)，CCTCC NO:M2012390；
所述的3＃菌剂为：枯草芽孢杆菌为枯草芽孢杆菌1.1398（Bacillus subtilis 1.1398），AS 1.1398；
所述的4＃菌剂为：粪肥纤维单胞菌为粪肥纤维单胞菌91081（Cellulomonas fimi 91081），CCTCC AB 91081。
2.权利要求1所述的一种解毒微生物发酵剂的制备方法，其步骤为：
1＃菌剂的制备方法：将植物乳杆菌6002用MRS培养基活化进行种子液的培养，30℃～36℃静止发酵24h，接种量为1-2%；将异常汉逊酵母2.300接种于土豆培养基中进行活化培养，25℃～30℃ 120rpm振动培养20～24h，接种量为1-2.5%；将上述活化后的植物乳杆菌6002和异常汉逊酵母2.300种子液按体积比1：1混合，接入发酵罐，接种量为5-10%，其培养基为: 糖蜜2％或1.5％或1.0％，玉米浆0.5%或0.4%或0.3%，pH值7.0-7.2， 30℃～32℃静止发酵，间歇搅拌，罐压0.03兆帕，获得1＃菌剂；
2＃菌剂的制备方法：土生戈登氏菌sq-5，接种于1SP-2培养基中，接种量为1%，30℃～32℃，150～180rpm振培24h；接种于发酵罐，接种量为10%，培养基为：糖蜜2％或1.5％或1.0％，玉米浆0.5％或0.4％或0.3％，pH值7.0，通气量为1:0.6，罐压0.03兆帕，温度30℃±1℃，培养40h-50h ，获得2﹟菌剂；
3＃菌剂的制备方法：将枯草芽孢杆菌1.1398用土豆培养基活化，活化条件：28-32℃ 150rpm振动培养，20h，以5%接种于糖蜜2％或1.5％或1.0％和玉米浆0.5％或0.4％或0.3％ pH7.0～7.3培养基中进行好氧发酵，通气量1:0.6，30℃～32℃，培养36～38h，罐压0.03兆帕，获得3﹟菌剂；
4＃菌剂的制备方法：将粪肥纤维单胞菌91081用土豆培养基活化，活化条件：28-32℃ 150rpm振动培养，20~24h，以5%接种于糖蜜2%或1.5%或1.0%和玉米浆0.5%或0.4%或0.3%， pH7.0～7.3培养基中进行好氧发酵，通气量1:0.6，罐压0.03兆帕，30℃～32℃，培养36～38h，制为4﹟菌剂；
将制得的1＃菌剂、2＃菌剂、3＃菌剂和4＃菌剂按照0.5～1:1～2:1～2:1～2体积比进行混合，即可得一种解毒微生物发酵剂。
3.权利要求1所述的解毒微生物发酵剂中的1＃菌剂、2＃菌剂和3＃菌剂在制备叶面肥中的应用。
4.权利要求1所述的一种解毒微生物发酵剂在制备固体生物有机肥中的应用。
5.权利要求1所述的一种解毒微生物发酵剂在制备有机物料腐熟剂中的应用。
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