CN103667143A - 利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，该方法利用巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium ，AS1.459;GIMCCGIM1.14)在液体发酵培养基中分解白云鄂博富钾板岩矿石，从而得到含钾、磷、硫、微量元素和稀土元素等植物所需矿物质的浸出液。将浸出液与市售EM菌剂按体积比1:1混合即得到含多种矿质元素（钾、磷、硫、的复合菌剂。该方法污染小、能耗低、原料利用白云鄂博富钾板岩矿降低了成本，并且消除了废弃矿石对环境的污染。该方法中的原料（白云鄂博富钾板岩矿石）能得到充分分解，大大提高了矿石利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，特别是一种利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取含多种矿质元素的复合菌剂的方法。
背景技术
白云鄂博的富钾板岩大部分在白云鄂博铁矿的开采境界内，随着对铁矿的开采，部分富钾板岩矿石已同时被采出。
几十年来，大量的富钾板岩矿石由于没有较好的方法被利用反而被作为废石堆砌在排石场，不仅造成资源浪费，而且对环境造成很大污染，不利于可持续发展和节能环保。
目前用于处理矿石的方法主要还是传统热法和化学方法，但传统方法具有能耗高、物耗高、原料利用率低、环境污染大的缺点。
微生物浸矿具有生产成本低、能耗低、投资少、工艺流程短、设备简单、环境友好等特点，特别是能处理低品位的或复杂的多金属矿物。因此微生物浸矿的应用正在引起传统矿物加工产业的重大变革，具有广阔的应用前景。
随着生物科学的迅猛发展，EM菌剂也相继问世。EM菌剂具有能改良土壤性质、增强土壤肥力、抑制有害微生物的生存与繁殖、可抑制与消除杂草、增强植物的代谢功能等优点。因此，EM菌剂在种植业上应用的越来越广泛。
但是目前市售EM菌剂大多都只单纯地提供微生物资源，并没有添加矿物质元素。所以，在施用EM菌剂时还得施用一定量的其他肥料以补充植物生长所需矿质元素，这无疑在生产中增加了劳动量和生产成本。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，它利用微生物分解白云鄂博富钾板矿石，使浸出液中含有可溶性的钾、硫、磷、微量元素和稀土元素，再将浸出液与市售EM等体积混合生产含多种矿物质元素的复合菌剂。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，所述方法为利用微生物分解白云鄂博富钾板矿石，使浸出液中含有可溶性的钾、硫、磷、微量元素和稀土元素，再将浸出液与市售EM等体积混合生产含多种矿物质元素的复合菌剂。
具体地，所述方法加工步骤为：
第一步、菌种活化：巨大芽孢杆菌在固体培养基上中，30℃恒温培养箱中活化3~5代。
第二步、菌液制备：挑取第一步得到的单菌落于液体培养基中，30℃，200 rpm/min摇床培养5-6天，得到巨大芽孢杆菌菌液。保存于4℃冰箱备用。
第三步、微生物浸矿：按巨大芽孢杆菌菌液与浸矿培养基体积比1:10将巨大芽孢杆菌菌液接种于浸矿培养基中，培养20天后得到生物浸出液。浸矿培养基中的富钾板岩矿石共经过20天生物浸矿，不仅促使微生物对矿石产生足够大的抗性，而且有利于微生物破坏矿石晶格，释放更多矿物质元素，提高微生物对矿石的分解效率，从而提高矿石的利用率。
第四步、固液分离：将第四步得到的生物浸出液进行过滤，固体部分用于作为生物复合肥料发酵原料，液体部分即被用于生产含多种矿物质元素的复合菌剂。
第五步、含多种矿物质元素的复合菌剂制备：按第四步所得滤液与市售EM菌剂等体积混合，便得到含多种矿物质元素的复合菌剂。
第一、二、三步中的各类培养基在接种前都经过灭菌，保证原料不被污染以及目标微生物的正常生长，从而使其具有较高分解矿石的效率。
第三步中培养条件为30℃，200 rpm/min摇床培养20天，每隔3天补充液体培养基继续培养，为微生物提供充足的营养。
第一步中固体培养基成分为：蛋白胨 5 g、牛肉膏 3 g、 NaCl 5 g、琼脂 20 g、去离子水1L，pH值7.0~7.2。
第二步中的液体培养基成分为：废糖蜜 20 g、(NH4)2SO4 0.5 g、MgSO4·7H2O 0.3 g、 NaCl 0.3 g、KCl 0.3 g、FeSO4·7H2O 0.3 g、MnSO4·7H2O 0.3 g、Ca3(PO4)2 5 g、去离子水1 L；pH值7.0~7.3。
第三步中的浸矿培养基成分为：废糖蜜20 g、(NH4)2SO4 0.5 g、MgSO4·7H2O 0.3 g、 NaCl 0.3 g、KCl 0.3 g、FeSO4·7H2O 0.3 g、MnSO4·7H2O 0.3 g、Ca3(PO4)2 5 g、富钾板岩矿粉10 g、去离子水1 L；pH值7.0~7.3。
第五步中将浸出液与市售EM制剂混合得到的复合菌剂，不仅EM菌剂为植物提供了多种有益微生物，促进植物对养分的吸收，而且能为植物提供生长所必须的多种矿物质元素。此复合菌剂应用在种植业上，可以一定程度减少其他肥料的施用量，降低农业生产成本。
所采用的EM制剂为郑州益康源生物技术有限公司和中国微生物研究所联合开发生产产品，主要由乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合菌、放线菌+属80多种微生物组成，有效活菌总数≧100亿cfu/ml。有效促进土壤中各种养分的有效化、增加速效养分的含量、维持土壤酸碱度稳定、固氮的作用。从而促进农作物的生长发育和土壤的培肥。
本发明方法所用菌种由GIMCC提供，并经发明人多次试验证明该菌种具有较强的分解白云鄂博富钾板岩的能力。
本发明方法所采用的富钾板岩被磨碎至200目，一是用物理方法在一定程度上破坏矿石的晶格，二是能增加目标微生物与矿石的接触面积，提高微生物分解矿石的效率。
本发明为做到零污染、零排放、高效利用副产物，较优的技术方案还有，第四步中所得的固体部分做为发明人另一专利（公开号：CN 103242078 A）的发酵底料，生产生物复合肥料。
本发明含有植物生长所需大量元素磷、钾、硫、钙、镁，微量元素硅、铁、锰、硼、钼、锌等以及稀土元素。其中稀土元素含量恰是对植物生长有促进作用的含量，而对所施菌剂地区及周边环境不产生不良影响。
本发明分解矿石利用了微生物繁殖快、适应性强、反应高效、无污染、能耗低、物料消耗小的优点，克服了传统方法分解矿石能耗高、物料消耗大、对环境污染大、对原料利用率低的缺点。并且本发明采用菌种分解矿石的能力已经得到发明人大量实验验证。
本发明所采用矿石来自白云鄂博地区一直未被高效利用而被视为废弃矿石的富钾板岩矿石，含有多种矿质元素，有效解决了废弃矿石的高效利用问题，变废为宝。
本发明同时既包含了多种植物所需矿物质元素，又包含了大量效促进土壤中各种养分的有效化、增加速效养分的含量、维持土壤酸碱度稳定、固氮的微生物。
因而，本发明的优点有：
1.较传统分解矿石的方法来讲，本发明具有反应高效、无污染、能耗低、物料消耗小的优点。
2.较现有EM菌剂来讲，本发明不仅能提供大量有益微生物，还能提供植物生长所需大量元素磷、钾、硫、钙、镁，微量元素硅、铁、锰、硼、铜、钼、锌等，还含有对植物有促进作用的稀土元素。在一定程度上能减少其他肥料的施用，降低生产劳动力和生产成本。
3.较环境问题而言，本发明采用微生物分解矿石，其特点就是污染。加之本发明生产得到的副产物又可以作为另一专利的发酵原料，真正做到了零排放、零污染。
4.就资源利用问题而言，富钾板岩矿石虽然含矿质元素众多，但至今没有找到很好的利用方法，所以，大量矿石被堆置在白云鄂博地区，不仅造成资源浪费还造成环境污染。而本发明却能较好利用这些废弃矿石，可谓是既变废为宝又解决了环境问题。
具体实施方式
第一步，菌种活化：为了得到长势良好，分解矿石效率高的菌种，将从GIMCC购买的巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium，AS1.459;GIMCC GIM1.14)用四分体划线纯化法接种于固体培养基（蛋白胨 5 g、牛肉膏 3 g、 NaCl 5 g、琼脂 20 g、去离子水1L，pH值7.0~7.2）上，于30℃恒温培养箱活化3~5代。
第二步，菌液制备：挑取第一步中固体培养基上长势良好的单菌落接种于液体培养基（废糖蜜 20 g、(NH4)2SO4 0.5 g、MgSO4·7H2O 0.3 g、 NaCl 0.3 g、KCl 0.3 g、FeSO4·7H2O 0.3 g、MnSO4·7H2O 0.3 g、Ca3(PO4)2 5 g、去离子水1L；pH值7.0~7.3）上，30℃，200 rpm/min摇床培养5-6天，得到巨大芽孢杆菌菌液，保存于4℃冰箱备用。
第三步，微生物浸矿：为了使目标微生物尽快适应浸矿培养以及能尽量的释放出矿石中的矿质元素，因此，按巨大芽孢杆菌菌液与浸矿培养基（废糖蜜20 g、(NH4)2SO4 0.5 g、MgSO4·7H2O 0.3 g、 NaCl 0.3 g、KCl 0.3 g、FeSO4·7H2O 0.3 g、MnSO4·7H2O 0.3 g、Ca3(PO4)2 5 g、富钾板岩矿粉10 g、去离子水1L；pH值7.0~7.3）体积比为1:10将巨大腰包杆菌菌液接种于浸矿培养基中，30℃，200 rpm/min摇床培养20天，每隔3天补充液体培养基继续培养，为微生物提供充足的营养。确保微生物的正常生长以及对矿石的高分解效率。
浸矿培养基中的富钾板岩矿石粉碎至200目，初步破碎矿石结构，破坏矿石晶格，增大微生物与矿石的接触面积。
第四步，固液分离：为了得到含多种矿质元素的浸出液和合理利用微生物未分解完的固体部分，则需要进行固液分离。利用抽滤机将第三步得到的产物进行固液分离，固体部分作为发明人另一专利（公开号：CN 103242078 A）的原料，滤液部分用于生产含多种矿质元素的复合菌剂。
第五步，含多种矿物质元素的复合菌剂制备：为保证复合菌剂中含有的微生物在质量、数量、菌种多样性上达到要求，将第四步得到的滤液与市售EM菌剂等体积混合。既让复合菌剂中含有多种矿质元素，又保证了复合菌剂所需微生物的质量、数量、菌种多样性。
为保证微生物对白云鄂博富甲板岩矿石的分解效果，本发明所选菌种为购买于GIMCC的巨大芽孢杆菌，并且发明人已做过大量实验验证巨大芽孢杆菌对矿石的分解效果，巨大芽孢杆菌达到本发明的要求。
为保证目标微生物生长不受干扰保持较高的分解效率，在培养、浸矿过程中不被杂菌污染，本发明所有培养基在接种目标微生物之前都经过严格灭菌，并在培养、浸矿过程中也采用严格的保护措施使目标微生物不被污染。
为使本发明中的微生物在质量、数量、菌种多样性上得到保证，以及产品在使用时有较好的效果，本发明所采用的EM制剂为郑州益康源生物技术有限公司和中国微生物研究所联合开发生产产品，主要由乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合菌、放线菌+属80多种微生物组成，有效活菌总数≧100亿cfu/ml。有效促进土壤中各种养分的有效化、增加速效养分的含量、维持土壤酸碱度稳定、固氮的作用。从而促进农作物的生长发育和土壤的培肥。
为做到零污染、零排放、高效利用副产物，本发明第四步中所得的固体部分做为发明人另一专利（公开号：CN 103242078 A）的发酵底料，生产生物复合肥料。
本发明分解矿石利用了微生物繁殖快、适应性强、反应高效、无污染、能耗低、物料消耗小的优点，克服了传统方法分解矿石能耗高、物料消耗大、对环境污染大、对原料利用率低的缺点。并且本发明采用菌种分解矿石的能力已经得到发明人大量实验验证。
本发明所采用矿石来自白云鄂博地区一直未被高效利用，而被视为废弃矿石的富钾板岩矿石，含有多种矿质元素。有效解决了废弃矿石的高效利用问题，变废为宝。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，所述方法为利用微生物分解白云鄂博富钾板矿石，使浸出液中含有可溶性的钾、硫、磷、微量元素和稀土元素，再将浸出液与市售EM等体积混合生产含多种矿物质元素的复合菌剂。
2.如权利要求1所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，所述方法加工步骤为：
第一步、菌种活化：巨大芽孢杆菌在固体培养基上中，30℃恒温培养箱中活化3~5代；
第二步、菌液制备：挑取第一步得到的单菌落于液体培养基中，30℃、200 rpm/min摇床培养5-6天，得到巨大芽孢杆菌菌液；保存于4℃冰箱备用；
第三步、微生物浸矿：按巨大芽孢杆菌菌液与浸矿培养基体积比1:10将巨大芽孢杆菌菌液接种于浸矿培养基中，培养20天后得到生物浸出液；
第四步、固液分离：将第三步得到的生物浸出液进行过滤，固体部分用于作为生物复合肥料发酵原料，滤液部分为被用于生产含多种矿物质元素的复合菌剂；
第五步、含多种矿物质元素的复合菌剂制备：将第四步所得复合菌剂与市售EM菌剂等体积混合，得到含多种矿物质元素的复合菌剂。
3.如权利要求2所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，第一步、第二步和第三步中的各类培养基在接种前都经过灭菌处理。
4.如权利要求3所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，第三步中培养条件为30℃，200 rpm/min摇床培养20天，每隔3天补充液体培养基继续培养。
5.如权利要求4所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，第一步中固体培养基成分为：蛋白胨 5 g、牛肉膏 3 g、 NaCl 5 g、琼脂 20 g、去离子水1L，pH值7.0~7.2。
6.如权利要求5所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，第二步中的液体培养基成分为：废糖蜜 20 g、(NH4)2SO4 0.5 g、MgSO4·7H2O 0.3 g、 NaCl 0.3 g、KCl 0.3 g、FeSO4·7H2O 0.3 g、MnSO4·7H2O 0.3 g、Ca3(PO4)2 5 g、去离子水1 L；pH值7.0~7.3。
7.如权利要求6所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，第三步中的浸矿培养基成分为：废糖蜜20 g、(NH4)2SO4 0.5 g、MgSO4·7H2O 0.3 g、 NaCl 0.3 g、KCl 0.3 g、FeSO4·7H2O 0.3 g、MnSO4·7H2O 0.3 g、Ca3(PO4)2 5 g、富钾板岩矿粉10 g、去离子水1 L；pH值7.0~7.3。
8.如权利要求7所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，所采用的富钾板岩被磨碎至200目。
9.如权利要求2-8之任一所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，所述EM制剂为郑州益康源生物技术有限公司和中国微生物研究所联合开发生产产品，主要由乳酸菌、酵母菌、芽孢杆菌、光合菌、放线菌+属80多种微生物组成，有效活菌总数≧100亿cfu/ml。
10.如权利要求9所述的利用微生物分解白云鄂博富钾板岩制取复合菌剂的方法，其特征在于，巨大芽孢杆菌为从GIMCC购买的巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium，AS1.459;GIMCC GIM1.14)。
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| GR01 | Patent grant |