CN107446864A - 一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及应用 - Google Patents

一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于农业废弃物降解剂技术领域,具体公开了一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及应用,所述复合微生物发酵菌剂由以下重量份的原料制备而成:伯克氏菌B‑1发酵物30‑50份、酵母菌发酵物15‑25份、乳酸菌发酵物15‑25份、枯草芽孢杆菌发酵物15‑25份、苏云金芽孢杆菌发酵物10‑15份和肠杆菌B‑6‑1发酵物10‑15份。本发明利用本发明的方法制备而成的发酵菌剂可以加速农作物秸秆等农业废弃物的降解,降解速率高,且具有良好的虫害防治效果。

Description

一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及应用
技术领域
本发明属于农业废弃物降解剂技术领域,具体涉及一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及应用。
背景技术
我国每年产生大量的农业废弃物,包括玉米秸秆、小麦秸秆、高粱秸秆、水稻秸秆、动物粪便等,这些秸秆或者动物粪便中含有大量的碳水化合物、蛋白质和脂肪,如果将其发酵腐解、合理利用,将会节约大量能源。
现有技术中,常采用EM菌腐解农业废弃物,EM菌是一种混合菌,包括光合菌、酵母菌、乳酸菌等有益菌类。其可以防治病原微生物引起的病害,也可以改良土壤,还可以分解饲料中的有机物,提供高效代谢的营养组分,目前已被广泛用于农业中。
然而,农业生产不仅受到病原微生物的威胁,还受到虫害的威胁,现有技术中缺乏一种既能够腐解农业废弃物,又能够防治虫害的复合微生物发酵菌剂。
发明内容
本发明提供的一种复合微生物发酵菌剂、制备方法及应用,该菌剂既能够腐解农业废弃物,又能够防治虫害。
本发明的目的是提供一种复合微生物发酵菌剂,由以下重量份的原料制备而成:伯克氏菌B-1发酵物30-50份、酵母菌发酵物15-25份、乳酸菌发酵物15-25份、枯草芽孢杆菌发酵物15-25份、苏云金芽孢杆菌发酵物10-15份和肠杆菌B-6-1发酵物10-15份;
所述伯克氏菌B-1发酵物是将伯克氏菌B-1接种于小麦秸秆粉、LB液体培养基的混合物中发酵而得;所述酵母菌发酵物是将酵母菌接种于小麦秸秆粉、动物粪便和液体麦芽汁培养基的混合物中发酵而得;所述乳酸菌发酵物是将乳酸菌接种于豆粕、鱼粉、葡萄糖、动物粪便、乙酸钠和胡萝卜汁的混合物中发酵而得;所述枯草芽孢杆菌发酵物是将枯草芽孢杆菌接种于动物粪便、葡萄糖、豆粕和水的混合物中发酵而得;所述苏云金芽孢杆菌发酵物是将苏云金芽孢杆菌接种于玉米秸秆粉和牛肉膏蛋白胨液体培养基的混合物中发酵而得;所述肠杆菌B-6-1发酵物是将肠杆菌B-6-1接种于动物粪便和LB液体培养基的混合物中发酵而得。
优选的,所述的复合微生物发酵菌剂,由以下重量份的原料制备而成:伯克氏菌B-1发酵物40份、酵母菌发酵物20份、乳酸菌发酵物20份、枯草芽孢杆菌发酵物20份、苏云金芽孢杆菌发酵物12份和肠杆菌B-6-1发酵物12份。
优选的,所述的复合微生物发酵菌剂,所述复合微生物发酵菌剂中的有效活菌数为108~109个/克。
本发明还提供了一种所述的复合微生物发酵菌剂的制备方法,包括以下步骤:
步骤1,分别制备伯克氏菌B-1种子液、酵母菌种子液、乳酸菌种子液、枯草芽孢杆菌种子液、苏云金芽孢杆菌种子液和肠杆菌B-6-1种子液;
步骤2,制备伯克氏菌B-1发酵物
将小麦秸秆磨成粉,过100目筛,得到小麦秸秆粉;将小麦秸秆粉和LB液体培养基按照1∶1的质量比例混合均匀,得到伯克氏菌B-1基质;
向伯克氏菌B-1培养基质中接种伯克氏菌B-1种子液,混合均匀,然后于28±1℃培养20-24h,得到伯克氏菌B-1发酵物;
步骤3,制备酵母菌发酵物
将小麦秸秆磨成粉,过80目筛,得到小麦秸秆粉;将小麦秸秆粉、动物粪便和液体麦芽汁按照20∶1∶5的质量比例混合均匀,得到酵母菌基质;
向酵母菌基质中接种酵母菌种子液,混合均匀,然后于20±1℃发酵培养24-36h,得到酵母菌发酵物;
步骤4,制备乳酸菌发酵物
将胡萝卜捣碎成胡萝卜泥,加入相当于胡萝卜泥总重量50倍的水,浸泡30min,充分混匀,得到胡萝卜汁,将豆粕、鱼粉、葡萄糖、动物粪便、乙酸钠和胡萝卜汁按照50∶50∶20∶3∶1∶100的质量比例混合均匀,得到乳酸菌基质;
向乳酸菌基质中接种乳酸菌种子液,然后于37±1℃培养24-36h,得到乳酸菌发酵物;
步骤5,制备枯草芽孢杆菌发酵物
将动物粪便、葡萄糖、豆粕和水按照1∶5∶2∶10的质量比例混合均匀,得到枯草芽孢杆菌基质;
向枯草芽孢杆菌基质中接种枯草芽孢杆菌种子液,混合均匀,37±1℃培养24-48h,得到枯草芽孢杆菌发酵物;
步骤6,制备苏云金芽孢杆菌发酵物
将玉米秸秆磨成粉,过100目筛,得到玉米秸秆粉;将玉米秸秆粉和牛肉膏蛋白胨液体培养基按照1∶1的质量比例混合均匀,得到苏云金芽孢杆菌基质;
向苏云金芽孢杆菌基质中接种苏云金芽孢杆菌种子液,混合均匀,29±1℃发酵培养24-48h,得到苏云金芽孢杆菌发酵物;
步骤7,制备肠杆菌B-6-1发酵物
将动物粪便和LB液体培养基按照1∶10的质量比例混合均匀,得到肠杆菌B-6-1基质;
向肠杆菌B-6-1基质中接种肠杆菌B-6-1种子液,混合均匀,28±1℃发酵培养24-36h,得到肠杆菌B-6-1发酵物;
步骤8,按以下重量份称取各组分:伯克氏菌B-1发酵物30-50份、酵母菌发酵物15-25份、乳酸菌发酵物15-25份、枯草芽孢杆菌发酵物15-25份、苏云金芽孢杆菌发酵物10-15份和肠杆菌B-6-1发酵物10-15份,充分混合均匀,得到混合物,然后向混合物中加入相当于混合物重量40%的水,28±1℃培养48-72h,得到湿菌剂,最后于35-40℃条件下通风干燥至湿菌剂的水分含量≤5%,得到复合微生物发酵菌剂。
优选的,所述的复合微生物发酵菌剂的制备方法,伯克氏菌B-1种子液、酵母菌种子液、乳酸菌种子液、枯草芽孢杆菌种子液、苏云金芽孢杆菌种子液和肠杆菌种子液的接种量均为5-10ml种子液/千克基质。
本发明还提供了一种所述的复合微生物发酵菌剂在农作物废弃物腐解或者农作物虫害防治中的应用。
与现有技术相比,本发明的复合微生物发酵菌剂具有以下有益效果:
现有技术中,单独使用伯克氏菌B-1、枯草茅孢杆菌、苏云金芽孢杆菌和肠杆菌B-6-1具有抑制病原微生物的作用,单独使用酵母菌具有降解糖分的作用,单独使用乳酸菌具有乳酸发酵的作用。但是目前尚未发现这几种菌株具有纤维素降解作用和防虫效果。
本发明针对每种菌株采用特定的胁迫培养基进行胁迫培养,使不同的菌株在有秸秆和动物粪便的条件下胁迫生长,最后利用各微生物之间的协同作用共培养发酵,使得本发明利用本发明的方法制备而成的发酵菌剂可以加速农作物秸秆等农业废弃物的降解,降解速率高,且具有良好的虫害防治效果。
具体实施方式
下面对发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或者按照各制造商所建议的条件。
下述实施例中使用的伯克氏菌B-1(Burkholderia contaminans B-1)购自中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO.M2014076;肠杆菌B-6-1(Enterobacter cowaniiB-6-1)购自中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NOM2012398;苏云金芽孢杆菌8010为微生物领域常用菌株、购自微生物保藏中心,与专利101988043B《苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂及其制备方法与专用培养基》记载的苏云金芽孢杆菌8010相同;酿酒酵母和乳酸菌母采用食品领域酿造酒用的酿酒酵母或啤酒酵母或者制备乳制品常用的双歧杆菌等均可以;枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)ACCC No.03189,购自中国农业微生物菌种保藏管理中心。
实施例1
一种复合微生物发酵菌剂,由以下重量份的原料制备而成:伯克氏菌B-1发酵物40份、酵母菌发酵物20份、乳酸菌发酵物20份、枯草芽孢杆菌发酵物20份、苏云金芽孢杆菌发酵物12份和肠杆菌B-6-1发酵物12份。所述酵母菌为酿酒酵母,乳酸菌为双歧杆菌,具体按照以下步骤制备:
步骤1,分别制备伯克氏菌B-1种子液、酵母菌种子液、乳酸菌种子液、枯草芽孢杆菌种子液、苏云金芽孢杆菌种子液和肠杆菌B-6-1种子液;具体为:
活化伯克氏菌B-1菌种,接种于LB液体培养基,28±1℃培养20-24h,得到伯克氏菌B-1种子液;
活化酵母菌菌种,接种于液体麦芽汁培养基中,20±1℃培养24-36h,得到酵母菌种子液;
活化乳酸菌菌种,接种于MRS液体培养基中,37±1℃培养24-36h,得到乳酸菌种子液;
活化枯草芽孢杆菌菌种,接种于LB液体培养基中37±1℃、200r/min摇瓶培养18-20h,得到枯草芽孢杆菌种子液;
活化苏云金芽孢杆菌菌种,接种于牛肉膏蛋白胨液体培养基29±1℃、220r/min摇瓶培养24-30h,得到苏云金芽孢杆菌种子液;
活化肠杆菌B-6-1,接种于LB液体培养基中,28±1℃、200r/min摇瓶培养20-24h,得到肠杆菌B-6-1种子液。
步骤2,制备伯克氏菌B-1发酵物
将小麦秸秆磨成粉,过100目筛,得到小麦秸秆粉;将小麦秸秆粉和LB液体培养基按照1∶1的质量比例混合均匀,得到伯克氏菌B-1基质;
向伯克氏菌B-1培养基质中接种伯克氏菌B-1种子液,接种量为5ml种子液/千克基质,混合均匀,然后于28±1℃培养20-24h,至菌落数达到108个/克,得到伯克氏菌B-1发酵物;
步骤3,制备酵母菌发酵物
将小麦秸秆磨成粉,过80目筛,得到小麦秸秆粉;将小麦秸秆粉、动物粪便和液体麦芽汁按照20∶1∶5的质量比例混合均匀,得到酵母菌基质;
向酵母菌基质中接种酵母菌种子液,接种量为5ml种子液/千克基质,混合均匀,然后于20±1℃发酵培养24-36h,至菌落数达到107个/克,得到酵母菌发酵物;
步骤4,制备乳酸菌发酵物
将胡萝卜捣碎成胡萝卜泥,加入相当于胡萝卜泥总重量50倍的水,浸泡30min,充分混匀,得到胡萝卜汁,将豆粕、鱼粉、葡萄糖、动物粪便、乙酸钠和胡萝卜汁按照50∶50∶20∶3∶1∶100的质量比例混合均匀,得到乳酸菌基质;
向乳酸菌基质中接种乳酸菌种子液,接种量为5ml种子液/千克基质,然后于37±1℃培养24-36h,至菌落数达到108个/克,得到乳酸菌发酵物;
步骤5,制备枯草芽孢杆菌发酵物
将动物粪便、葡萄糖、豆粕和水按照1∶5∶2∶10的质量比例混合均匀,得到枯草芽孢杆菌基质;
步骤4.3,向枯草芽孢杆菌基质中接种枯草芽孢杆菌种子液,接种量为5ml种子液/千克基质,混合均匀,37±1℃培养24-48h,至菌落数达到108个/克,得到枯草芽孢杆菌发酵物;
步骤6,制备苏云金芽孢杆菌发酵物
将玉米秸秆磨成粉,过100目筛,得到玉米秸秆粉;将玉米秸秆粉和牛肉膏蛋白胨液体培养基按照1∶1的质量比例混合均匀,得到苏云金芽孢杆菌基质;
向苏云金芽孢杆菌基质中接种苏云金芽孢杆菌种子液,接种量为5ml种子液/千克基质,混合均匀,29±1℃发酵培养24-48h,至菌落数达到108个/克,得到苏云金芽孢杆菌发酵物;
步骤7,制备肠杆菌B-6-1发酵物
将动物粪便和LB液体培养基按照1∶10的质量比例混合均匀,得到肠杆菌B-6-1基质;
向肠杆菌B-6-1基质中接种肠杆菌B-6-1种子液,接种量为5ml种子液/千克基质,混合均匀,28±1℃发酵培养24-36h,至菌落数达到108个/克,得到肠杆菌B-6-1发酵物;
步骤8,按以下重量份称取各组分:伯克氏菌B-1发酵物40份、酵母菌发酵物20份、乳酸菌发酵物20份、枯草芽孢杆菌发酵物20份、苏云金芽孢杆菌发酵物12份和肠杆菌B-6-1发酵物12份,充分混合均匀,得到混合物,然后向混合物中加入相当于混合物重量40%的水,28±1℃培养48-72h,得到湿菌剂,最后于35-40℃条件下通风干燥至湿菌剂的水分含量≤5%,得到复合微生物发酵菌剂,0-4℃保存备用,复合菌剂中的有效活菌数为108~109个/克。
实施例2
一种复合微生物发酵菌剂,伯克氏菌B-1发酵物30份、酵母菌发酵物25份、乳酸菌发酵物15份、枯草芽孢杆菌发酵物25份、苏云金芽孢杆菌发酵物10份和肠杆菌B-6-1发酵物15份。所述酵母菌为酿酒酵母,乳酸菌为双歧杆菌。制备方法同实施例1,只是将配方改为实施例2的微生物发酵菌剂配方,各菌株种子液的接种量改为10ml种子液/千克基质。
实施例3
一种复合微生物发酵菌剂,伯克氏菌B-1发酵物50份、酵母菌发酵物15份、乳酸菌发酵物25份、枯草芽孢杆菌发酵物15份、苏云金芽孢杆菌发酵物15份和肠杆菌B-6-1发酵物10份。所述酵母菌为酿酒酵母,乳酸菌为双歧杆菌。制备方法同实施例1,只是将配方改为实施例3的微生物发酵菌剂配方。
我们分别测定了EM菌和实施例1-3的复合菌剂中,纤维素酶活力、中性蛋白酶活力,为了方便比较,我们对纤维素酶活力、中性蛋白酶活力进行了归一化处理,以EM菌的纤维素酶活力和中性蛋白酶活力为标准,其酶活力值规定为1,计算实施例1-3样品的相对纤维素酶活力,相对纤维素酶活力的计算公式为:相对纤维素酶活力=样品纤维素酶活力/EM菌纤维素酶活力
相对中性蛋白酶活力=样品中性蛋白酶活力/EM菌蛋白酶活力。
结果如表1所示,比较表1中的数据可知,实施例1-3的样品中相对纤维素酶活力分别为EM菌的45.3倍、40.9倍和43.4倍,相对中性蛋白酶活力分别为EM菌的23.5倍、22.8倍和23.1倍,极大的提高了相对纤维素酶活力和相对中性蛋白酶活力,为快速降解秸秆纤维素奠定了基础。
表1 不同样品的相对纤维素酶活
为了验证本发明微生物发酵菌剂的虫害防治作用,我们以玉米和小麦为研究对象,将本发明实施例1的复合微生物发酵菌剂按照1∶5000的比例稀释,分别喷施于新鲜收获的玉米和小麦表面,室温放置,分别作为玉米实验组和小麦实验组;另外取新鲜收获的玉米和小麦,不做任何杀虫处理,作为玉米对照组和小麦对照组。15d后观察玉米和小麦的虫害情况,结果如下:玉米实验组中玉米生虫率为20.8%,小麦实验组中小麦的生虫率为24.5%,而玉米对照组中玉米的生虫率为57.1%,小麦对照组中小麦的生虫率为60.2%,说明本发明的发酵菌剂具有良好的防虫害效果。
需要说明的是,本发明权利要求书中涉及数值范围时,应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用,由于采用的步骤方法与实施例1-3相同,为了防止赘述,本发明描述了优选实施例1-3及其效果,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种复合微生物发酵菌剂,其特征在于,由以下重量份的原料制备而成:伯克氏菌B-1发酵物30-50份、酵母菌发酵物15-25份、乳酸菌发酵物15-25份、枯草芽孢杆菌发酵物15-25份、苏云金芽孢杆菌发酵物10-15份和肠杆菌B-6-1发酵物10-15份;
所述伯克氏菌B-1发酵物是将伯克氏菌B-1接种于小麦秸秆粉、LB液体培养基的混合物中发酵而得;所述酵母菌发酵物是将酵母菌接种于小麦秸秆粉、动物粪便和液体麦芽汁培养基的混合物中发酵而得;所述乳酸菌发酵物是将乳酸菌接种于豆粕、鱼粉、葡萄糖、动物粪便、乙酸钠和胡萝卜汁的混合物中发酵而得;所述枯草芽孢杆菌发酵物是将枯草芽孢杆菌接种于动物粪便、葡萄糖、豆粕和水的混合物中发酵而得;所述苏云金芽孢杆菌发酵物是将苏云金芽孢杆菌接种于玉米秸秆粉和牛肉膏蛋白胨液体培养基的混合物中发酵而得;所述肠杆菌B-6-1发酵物是将肠杆菌B-6-1接种于动物粪便和LB液体培养基的混合物中发酵而得。
2.根据权利要求1所述的复合微生物发酵菌剂,其特征在于,由以下重量份的原料制备而成:伯克氏菌B-1发酵物40份、酵母菌发酵物20份、乳酸菌发酵物20份、枯草芽孢杆菌发酵物20份、苏云金芽孢杆菌发酵物12份和肠杆菌B-6-1发酵物12份。
3.根据权利要求1或2所述的复合微生物发酵菌剂,其特征在于,所述复合微生物发酵菌剂中的有效活菌数为108~109个/克。
4.一种权利要求1所述的复合微生物发酵菌剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,分别制备伯克氏菌B-1种子液、酵母菌种子液、乳酸菌种子液、枯草芽孢杆菌种子液、苏云金芽孢杆菌种子液和肠杆菌B-6-1种子液;
步骤2,制备伯克氏菌B-1发酵物
将小麦秸秆磨成粉,过100目筛,得到小麦秸秆粉;将小麦秸秆粉和LB液体培养基按照1∶1的质量比例混合均匀,得到伯克氏菌B-1基质;
向伯克氏菌B-1培养基质中接种伯克氏菌B-1种子液,混合均匀,然后于28±1℃培养20-24h,得到伯克氏菌B-1发酵物;
步骤3,制备酵母菌发酵物
将小麦秸秆磨成粉,过80目筛,得到小麦秸秆粉;将小麦秸秆粉、动物粪便和液体麦芽汁按照20∶1∶5的质量比例混合均匀,得到酵母菌基质;
向酵母菌基质中接种酵母菌种子液,混合均匀,然后于20±1℃发酵培养24-36h,得到酵母菌发酵物;
步骤4,制备乳酸菌发酵物
将胡萝卜捣碎成胡萝卜泥,加入相当于胡萝卜泥总重量50倍的水,浸泡30min,充分混匀,得到胡萝卜汁,将豆粕、鱼粉、葡萄糖、动物粪便、乙酸钠和胡萝卜汁按照50∶50∶20∶3∶1∶100的质量比例混合均匀,得到乳酸菌基质;
向乳酸菌基质中接种乳酸菌种子液,然后于37±1℃培养24-36h,得到乳酸菌发酵物;
步骤5,制备枯草芽孢杆菌发酵物
将动物粪便、葡萄糖、豆粕和水按照1∶5∶2∶10的质量比例混合均匀,得到枯草芽孢杆菌基质;
向枯草芽孢杆菌基质中接种枯草芽孢杆菌种子液,混合均匀,37±1℃培养24-48h,得到枯草芽孢杆菌发酵物;
步骤6,制备苏云金芽孢杆菌发酵物
将玉米秸秆磨成粉,过100目筛,得到玉米秸秆粉;将玉米秸秆粉和牛肉膏蛋白胨液体培养基按照1∶1的质量比例混合均匀,得到苏云金芽孢杆菌基质;
向苏云金芽孢杆菌基质中接种苏云金芽孢杆菌种子液,混合均匀,29±1℃发酵培养24-48h,得到苏云金芽孢杆菌发酵物;
步骤7,制备肠杆菌B-6-1发酵物
将动物粪便和LB液体培养基按照1∶10的质量比例混合均匀,得到肠杆菌B-6-1基质;
向肠杆菌B-6-1基质中接种肠杆菌B-6-1种子液,混合均匀,28±1℃发酵培养24-36h,得到肠杆菌B-6-1发酵物;
步骤8,按以下重量份称取各组分:伯克氏菌B-1发酵物30-50份、酵母菌发酵物15-25份、乳酸菌发酵物15-25份、枯草芽孢杆菌发酵物15-25份、苏云金芽孢杆菌发酵物10-15份和肠杆菌B-6-1发酵物10-15份,充分混合均匀,得到混合物,然后向混合物中加入相当于混合物重量40%的水,28±1℃培养48-72h,得到湿菌剂,最后于35-40℃条件下通风干燥至湿菌剂的水分含量≤5%,得到复合微生物发酵菌剂。
5.根据权利要求4所述的复合微生物发酵菌剂的制备方法,其特征在于,伯克氏菌B-1种子液、酵母菌种子液、乳酸菌种子液、枯草芽孢杆菌种子液、苏云金芽孢杆菌种子液和肠杆菌种子液的接种量均为5-10ml种子液/千克基质。
6.一种权利要求1所述的复合微生物发酵菌剂在农作物废弃物腐解或者农作物虫害防治中的应用。
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