CN106588487A - 一种利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法。该产品是在啤酒厂废弃硅藻土中接入地衣芽孢杆菌ABTNL‑1、枯草芽孢杆菌ABTNL‑2两种两种拮抗菌混合菌液，经发酵后获得生物菌肥。制备得到的生物菌肥能够促进多种植物生长，并且能改善土壤保肥性能。本发明产品的生产工艺简单，原料来源广泛，生产成本低，且合理利用了啤酒生产中的废弃物，适合大规模生产。

Description

一种利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法
技术领域
本发明涉及一种用于利用啤酒厂废硅藻土制备成的生物有机肥及其制备方法，属于农业生物技术领域。
背景技术
硅藻土是一种储量丰富的天然黏土矿物，是由硅藻遗骸和软泥固结形成的硅质沉积岩.其主要化学成分是SiO2，具有独特的有序排列的微孔结构，孔隙率高，比表面积大，吸附性及离子交换性良好.用硅藻土作为肥料的载体和控释材料调理剂，可以改善肥料的物理性状，控制肥料中养分的释放，减少肥料在土壤中养分的损失，提高肥料的利用率.
目前硅藻土作为一种常见的助滤剂，在啤酒生产中具有广泛的应用。硅藻土用于啤酒生产后，其表面吸附着大量酵母、蛋白质、酒花树脂等有机物质，成为硅藻土泥，助滤作用下降只能废弃目前往往用水冲至泥浆状后排入地沟直接排放或通过沉淀池沉淀后作为固体废弃物填埋处理，不仅造成了硅藻土和水的浪费，而且未经处理外排会产生强烈的臭味，造成严重的环境污染。对啤酒过滤产生的大量废硅藻土进行资源化利用是相当有必要的。
生物有机肥的使用能够改良土壤、提高作物品质并能通过增强作物抗病性、利用微生物多样性抑制病原菌等防控控制土传植物病害，而且可以为拮抗菌提供营养，通过拮抗菌自身及其代谢产物对病原菌的抑制达到很好的防治效果。其中，许多芽孢杆菌产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质对多种致病菌有明显的抑制作用。
发明内容
本发明将2株对植物病生长有明显促进作用的生防芽孢杆菌，制备混合菌液后将其添加于啤酒厂废弃硅藻土中发酵，旨在制备一种利用啤酒厂废弃硅藻土制得的生物菌肥。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
将地衣芽孢杆菌ABTNL-1、枯草芽孢杆菌ABTNL-2两种生防菌培养活化后制成的混合菌液接种于啤酒厂废弃硅藻土中，发酵得到的产品阴干即得生物菌肥。
制备方法包括如下步骤：
S1、废硅藻土的预处理
将啤酒厂废硅藻土烘干，最终水分为50％-60％；
S2、制备拮抗菌混合菌液(以下称混合菌液)：
用液体培养基分别培养拮抗菌地衣芽孢杆菌ABTNL-1、枯草芽孢杆菌ABTNL-2后，等比例混合，制得混合菌液；
S3、接种拮抗菌混合菌液：将步骤S2制备的混合菌液按0.1％-0.5％的比列接种到经S1处理后的啤酒厂废硅藻土中，22-30℃下发酵6-7天后；
S4、制备生物菌肥：
经S3发酵后的产物低温干燥至水分为30％-35％即得生物菌肥；
优选地，所述步骤S1中啤酒厂废硅藻土处理后最终水分为50％-60％。
进一步优选地，所述步骤S2中液体培养基配为氯化钠10.0g、胰蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g溶解于1L蒸馏水中，经121℃，20分钟灭菌后使用；每种拮抗菌液中菌体浓度均为108-109CFU·ml-1。进一步优选地，所述步骤S3中：(1)混合菌液的接种比例为0.1％-0.5％，以菌液体积与啤酒厂废弃硅藻土质量比(以下称体积质量比)计算；(2)发酵的条件控制为：在容器中分层放置啤酒厂废弃硅藻土物料，并均匀泼洒液态菌液后充分混合进行微生物好氧发酵，维持22-30℃,发酵6-7天；得到的发酵产物无异味、不招引蚊虫，虫卵含量0％
更优选地，所属S4中：(1)得到的发酵产物无异味、不招引蚊虫，虫卵含量0％；(2)有效活菌数>5×109CFU·g-1，有机质含量>15％，蛋白质>9％,含水率为30-35％。
与现有技术相比，本发明的优势和积极效果为：本发明使用的两株芽孢杆菌地衣芽孢杆菌ABTNL-1、枯草芽孢杆菌ABTNL-2菌体本身能够固氮、解磷、解钾，促进植物更好的吸收利用氮磷钾，且能够产生枯草菌素、多粘菌素、酶类、多肽等代谢产物，促进植物生长同时其预防多种植物土传病害，包括小麦纹枯病、甜瓜灰霉病、西瓜枯萎病、辣椒疫霉病等均有明显的抑制作用。
硅藻土具有独特的有序排列的微孔结构，孔隙率高，比表面积大，吸附性及离子交换性良好。可以改善肥料的物理性状，控制肥料中养分的释放，减少肥料在土壤中养分的损失，提高肥料的利用率。
利用其发酵制备的生物有机肥可提高土壤肥力，有利于土壤形成团粒结构从而改良土壤性状，促进植物种子萌发及生长，增强植物抗逆能力，改善产品品质，使产品达到绿色或有机标准。在此基础上，还能在一定程度上防控植物病害，减少农药施用，起到一举多得的功用。
保藏说明
本发明涉及的生物材料样品的保藏信息：参据的微生物(株)为ABTNL-1，分类命名为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)，于2014年11月21日由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏，保藏编号CGMCC NO.10037。CGMCC地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
本发明涉及的生物材料样品的保藏信息：参据的微生物(株)为ABTNL-2，分类命名为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，于2014年11月21日由中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC)保藏，保藏编号CGMCC NO.10038。CGMCC地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
具体实施方式
本发明提供如下实施例和对比例，以小白菜炭疽病为例说明本发明对小白菜炭疽病的防控效果的具体效果。
实施例1
一种具利用啤酒厂废硅藻土制备的生物菌肥，通过以下步骤的生产方法制得：
1、废硅藻土的预处理
将啤酒厂废硅藻土烘干，最终水分为50％-60％。
2、混合菌液制备：
用液体培养基分别培养生防菌地衣芽孢杆菌ABTNL-1、枯草芽孢杆菌ABTNL-2，等比例混合，制得混合菌液；
其中液体培养基配为氯化钠10.0g、胰蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g溶解于1L蒸馏水中，经121℃，20分钟灭菌后使用；每种生防菌液中菌体浓度均为108-109CFU·ml-1。
3、发酵与条件控制
接种生防菌混合菌液：将步骤S2制备的混合菌液按0.1％-0.5％的比列接种到经S1处理后的啤酒厂废硅藻土中，22-30℃下发酵6-7天，并且产物无异味、不招引蚊虫。测定其种子发芽率>80％、虫卵含量为0％时，将发酵后产物保存备用。
4、啤酒厂废硅藻土生物菌肥的制备
经S3发酵后的产物低温干燥至水分为30％-35％即得生物菌肥，且有效活菌数>5×109CFU·g-1，有机质含量>15％，蛋白质>9％。将产品粉碎后过筛，制成粉料，可根据商业需要进行造粒，制得具有促进植物生长和改善土壤保肥性能的生物菌肥。
对比例2(实施例缺少地衣芽孢杆菌ABTNL-1)
一种具利用啤酒厂废硅藻土制备的生物菌肥，通过以下步骤的生产方法制得：
1、废硅藻土的预处理
将啤酒厂废硅藻土烘干，最终水分为50％-60％。
2、混合菌液制备：
用液体培养基培养生防菌枯草芽孢杆菌ABTNL-2，制得菌液；
其中液体培养基配为氯化钠10.0g、胰蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g溶解于1L蒸馏水中，经121℃，20分钟灭菌后使用；生防菌液中菌体浓度均为108-109CFU·ml-1。
3、发酵与条件控制
接种生防菌菌液：将步骤S2制备的菌液按0.1％-0.5％的比列接种到经S1处理后的啤酒厂废硅藻土中，22-30℃下发酵6-7天，并且产物无异味、不招引蚊虫。测定其种子发芽率>80％、虫卵含量为0％时，将发酵后产物保存备用。
4、啤酒厂废硅藻土生物菌肥的制备
经S3发酵后的产物低温干燥至水分为30％-35％即得生物菌肥，且有效活菌数>5×109CFU·g-1，有机质含量>15％，蛋白质>9％。将产品粉碎后过筛，制成粉料，可根据商业需要进行造粒，制得具有促进植物生长和改善土壤保肥性能的生物菌肥。
对比例3(实施例1缺少多枯草芽孢杆菌ABTNL-2)
一种具利用啤酒厂废硅藻土制备的生物菌肥，通过以下步骤的生产方法制得：
1、废硅藻土的预处理
将啤酒厂废硅藻土烘干，最终水分为50％-60％。
2、混合菌液制备：
用液体培养基培养生防菌地衣芽孢杆菌ABTNL-1，制得菌液；
其中液体培养基配为氯化钠10.0g、胰蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g溶解于1L蒸馏水中，经121℃，20分钟灭菌后使用；生防菌液中菌体浓度均为108-109CFU·ml-1。
3、发酵与条件控制
接种生防菌菌液：将步骤S2制备的菌液按0.1％-0.5％的比列接种到经S1处理后的啤酒厂废硅藻土中，22-30℃下发酵6-7天，并且产物无异味、不招引蚊虫。测定其种子发芽率>80％、虫卵含量为0％时，将发酵后产物保存备用。
4、啤酒厂废硅藻土生物菌肥的制备
经S3发酵后的产物低温干燥至水分为30％-35％即得生物菌肥，且有效活菌数>5×109CFU·g-1，有机质含量>15％，蛋白质>9％。将产品粉碎后过筛，制成粉料，可根据商业需要进行造粒，制得具有促进植物生长和改善土壤保肥性能的生物菌肥。
肥料效果试验：
试验分A、B、C、和D共4个小组进行小白菜的种植试验，每组100株作物，并设置三个重复。A组施用实施例1制备的生物菌肥；B和C组分别使用对比例2和3制备的生物菌肥；D组为对照组，土壤不施肥(施用等量土壤)。
土壤和种子的准备：
将经8目不锈钢筛网筛选的细密土壤121℃灭菌20min以除去其中影响种子生长的各种微生物后保存备用。
选取籽粒饱满、形状完整的小白菜种子300粒，用高锰酸钾溶液(0.05％)消毒30min后用水反复冲洗干净后保存备用，并在37℃条件下催发24h。
种植试验：在种植槽中加入均匀混入生物菌肥的土壤(生物菌肥以10t·hm-2的剂量施用)后播种，并用一定量的土壤埋没种子。以上操作完成后在恒温培养箱中培养，每日进行常规的浇水管理，30天时记录患株高、叶长、叶宽、鲜重。
统计各组植物的患病状况，以E组为对照(防病率为记为0)计算各组患病率与防病率，结果如表1所示。
表1实施例和对比例制备的生物菌肥对小白菜的促生长效果
由表1中的结果可知，经过施用实施例1和实施例2制备的生物有机肥A组和B组相较于不施肥的对照组，小白菜患病株数明显偏少，防控率达到85％以上，而缺少其中任何一种拮抗菌时，其对土传植物病害的防控效果大大降低。这表明本发明制备的生物有机肥对小白菜炭疽病害具有有效的防控效果，这是由于其中存在大量特有的枯草芽孢杆菌和多粘类芽孢杆菌及其代谢产物对希金斯炭疽菌的拮抗和抑制作用。综上所述，本发明制备的生物有机肥的施用对小白菜炭疽病病害有显著的防控效果，可应用于农业生产实践中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法，其特征在于：地衣芽孢杆菌ABTNL-1、枯草芽孢杆菌ABTNL-2两种拮抗菌培养活化后的混合菌液接种于啤酒厂废弃硅藻土中，将发酵后的产品阴干后制得具促进植物生长和改善土壤保肥性能的生物菌肥；
所述地衣芽孢杆菌ABTNL-1保藏编号：CGMCC NO.10037、枯草芽孢杆菌ABTNL-2保藏编号：CGMCC NO.10038。
2.根据权利要求1所述利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法包括如下步骤：
S1、废硅藻土的预处理
将啤酒厂废硅藻土烘干，最终水分为50％-60％；
S2、制备混合菌液
用液体培养基分别培养地衣芽孢杆菌ABTNL-1、枯草芽孢杆菌ABTNL-2后，等比例混合，制得混合菌液；
S3、接种拮抗菌混合菌液：将步骤S2制备的混合菌液按0.1％-0.5％的比列接种到经S1处理后的啤酒厂废硅藻土中，22-30℃下发酵6-7天；
S4、制备生物菌肥
经S3发酵后的产物低温干燥至水分为30％-35％即得生物菌肥。
3.根据权利要求2所述的利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法，其特征在于，步骤S1中啤酒厂废硅藻土含水率为50-60％。
4.根据权利要求2所述的利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法，其特征在于，步骤S2中液体培养基配为氯化钠10.0g、胰蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g溶解于1L蒸馏水中，经121℃，20分钟灭菌后使用；每种拮抗菌液中菌体浓度均为108-109CFU·ml-1。
5.根据权利要求2所述的利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法，其特征在于，步骤S3中：
(1)混合菌液的接种比例为1.0-5.0％，以菌液体积与啤酒厂废硅藻土质量比计算；
(2)发酵的条件控制为：在发酵容器中分层放置物料，并均匀泼洒液态菌液后充分混合进行微生物好氧发酵，维持22-30℃,发酵6-7天；
(3)得到的发酵产物无异味、不招引蚊虫，种子发芽率>80％、虫卵含量0％。
6.根据权利要求2所述的利用啤酒厂废硅藻土制备生物菌肥的方法，其特征在于，有效活菌数>5×109CFU·g-1，有机质含量>15％，蛋白质>9％,含水率为30-35％。
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