CN109576181B - 一种改性伊利石粉微生物菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性伊利石粉微生物菌剂及其制备方法与应用。所述改性伊利石粉微生物菌剂包括如下重量份组分:吸附载体75‑85份,混合菌发酵产物15‑25份;其中,所述吸附载体为伊利石粉负载水溶性壳聚糖或其衍生物后通过乙醇改性而成;所述混合菌发酵产物为木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌和巨大芽胞杆菌的原始菌种在无菌条件下分别依次经斜面培养、摇床培养后共同接种于液体发酵培养基经发酵罐混合培养后,进行离心、浓缩干燥后所得,所述混合菌发酵产物活菌数为200‑300亿cfu/mL。本发明产品在整地时施用,可原位固定化重金属离子,有效降低土壤中重金属镉的生物有效性,减少作物对重金属镉离子的吸收。

Description

一种改性伊利石粉微生物菌剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种改性伊利石粉微生物菌剂及制备方法与应用,属于微生物应用环保领域。
背景技术
土壤是生态系统的重要组成部分,其理化性状会影响植物的生长。生长在土壤重金属污染区域的植物会在繁殖代谢过程中积累重金属,并产生毒害效应,进而通过食物链循环危害动物、人类的生命健康。重金属污染源呈现多元化特征,如工业生产、污水浇灌、矿产开发、农药化肥的过量使用、大气沉降等。导致我国农田土壤重金属污染的种类主要有镉、铅、汞、铬、铜、锌及类金属砷等生物毒性显著的元素。针对重金属污染土壤的修复,主要包括物理修复,化学修复,生物修复,农艺调控等技术措施。生物修复因其安全、环保、低耗的优势,在实际重金属污染治理中,以生物修复技术为中心的多种联合修复将会是主要研究方向。因此,微生物菌剂资源的开发尤为重要。
中国专利CN 104525102A公开了一种伊利石吸附剂改性方法,通过将伊利石原矿粉与硫酸锌按比例混合,置于马弗炉内烘焙,研磨后用稀盐酸洗去硫酸根离子,得到制剂产品用于去除废水中重金属离子;中国专利CN 106076274A公开了巯基化壳聚糖季铵盐为载体包覆四氧化三铁纳米粒子制备而成的复合材料用于重金属污染水体的修复;中国专利CN107954492A公开了用海泡石粉、改性黏土、聚丙烯酰胺、膨润土、交联累托石、壳聚糖、贝壳、花生壳、澳洲坚果壳制备的污水处理剂,可去除多种重金属离子;上述专利多以伊利石、壳聚糖为原料或配方组成部分应用于重金属污染水体,在农田中的应用相对较少。
中国专利CN 103894404A公开了一种丙烯酸改性壳聚糖修复剂,将重金属污染土置于修复剂水溶液中进行搅拌洗脱,或将修复剂水溶液中施于待耕水田,通过犁田耙田将重金属转移到洗脱液中,实现重金属(Pb,Cr,Cu)污染土壤的修复。该专利应用于染污土壤的方法适用于小范围的土壤修复,对于大面积污染农田操作成本相对较高。
中国专利CN 105670640A公开了一种由粘土矿物(伊利石、高岭石、蒙脱石)、生物炭、泥炭、熟石灰、铁氧化物及微生物菌剂(铁还原菌、光合细菌、芽胞杆菌)组合而成的土壤调理剂用于镉污染农田的修复。实际重金属污染区域多为复合型污染,该专利针对修复的重金属种类较单一。中国专利CN 103937704A公开了一株木糖氧化无色杆菌及其在去除重金属Mn2+的应用。
针对上述方案及市面上产品存在的问题,有必要开发一种适用于对多种重金属复合污染的土壤或耕地进行土壤修复,且吸附钝化重金属离子效果佳、生产工艺简单、成本低的原位固化重金属微生物菌剂。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供了一种改性伊利石粉微生物菌剂及其制备方法与应用。本发明所述改性伊利石粉微生物菌剂包括吸附载体和混合菌发酵产物;吸附载体中伊利石具有比表面积大、多微孔结构、阳离子交换性能良好等特征,对环境中的重金属离子具有很强的吸附能力,壳聚糖及其衍生物属于天然生物助剂产品,环保、无毒害、可生物降解,且具有良好阳离子吸附性,将二者结合作为吸附载体因其孔隙结构及阳离子吸附性能与功能菌协同钝化重金属离子,同时两者通过乙醇溶液改性后,充分去除了材料中的水溶性杂质,利于后期功能菌种的存活;功能菌混合发酵相比于单一发酵,节约成本,且简化了操作步骤。本发明产品在整地时施用,可原位固定化重金属离子,有效降低土壤中重金属镉离子的生物有效性,减少作物对镉离子的吸收,同时伊利石粉为富含高钾的层状含水硅酸盐矿物,其释放的钾离子可作为钾肥促进作物生长。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种改性伊利石粉微生物菌剂,包括如下重量份组分:吸附载体75-85份,混合菌发酵产物15-25份;其中,所述吸附载体为伊利石粉负载水溶性壳聚糖或其衍生物后通过乙醇改性而成;所述混合菌发酵产物为木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌和巨大芽胞杆菌的原始菌种在无菌条件下分别依次经斜面培养、摇床培养后共同接种于液体发酵培养基经发酵罐混合培养后,进行离心、浓缩干燥后所得,所述混合菌发酵产物活菌数为200-300亿cfu/mL。
进一步的,所述吸附载体具体制备方法为:将所述水溶性壳聚糖或其衍生物溶于水中,搅拌,然后添加所述伊利石粉,充分浸润后搅拌20-40min,添加质量分数为70%-90%的乙醇溶液,得混合凝聚物,混合凝聚物经去离子水洗涤、过滤或离心、干燥后得吸附载体;其中,所述水溶性壳聚糖或其衍生物与所述伊利石粉的质量比满足5-10:1。
进一步的,所述混合菌发酵产物的具体制备方法包括如下步骤:
a.斜面培养:将所述木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌的原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,28-32℃条件下培养16-24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,28-32℃、140-200r/min条件下培养14-18h;
c.发酵罐混合培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,接种量均为8%-20%,在pH 6.5-7.2、罐压0.05~0.06MPa、28-32℃、通风量1:0.4~0.6vvm的条件下,培养48-56h后,检测活菌数大于20-30亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌发酵产物。
作为优选的,所述斜面培养基配方(g/L)为:牛肉浸膏3.0,蛋白胨5.0,氯化钠5.0,琼脂粉18.0,pH 7.0±0.1;所述种子培养基配方(g/L)为:葡萄糖10.0,蛋白胨10.0,酵母膏5.0,pH 7.0±0.1;所述发酵培养基配方(g/L)为:玉米淀粉5.0-8.0,麸皮粉5.0-8.0,蛋白胨1.0-3.0,酵母膏1.0-3.0,碳酸钙0.5-1.5、磷酸二氢钾0.5-1.5,硫酸镁0.3-0.5、pH 7.0±0.1。
进一步的,所述水溶性壳聚糖或其衍生物为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、羟丙基壳聚糖、小分子壳聚糖中的一种或几种。
上述方案中,所述伊利石粉、水溶性壳聚糖或其衍生物均可为市售产品;二者粒径为40-100目。
作为同一个发明构思,本发明还提供了上述改性伊利石粉微生物菌剂的制备方法,其特征在于,将所述吸附载体和混合菌发酵产物按重量份比例混合搅拌而成。
进一步的,所述吸附载体的制备方法为:所述吸附载体具体制备方法为:将所述水溶性壳聚糖或其衍生物溶于水中,搅拌,然后添加所述伊利石粉,充分浸润后搅拌20-40min,添加质量分数为70%-90%的乙醇溶液,得混合凝聚物,混合凝聚物经去离子水洗涤、过滤或离心、干燥后得吸附载体;其中,所述水溶性壳聚糖或其衍生物与所述伊利石粉的质量比满足5-10:1。
进一步的,所述混合菌发酵产物的制备方法包括如下步骤:
a.斜面培养:将所述木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌的原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,28-32℃条件下培养16-24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,28-32℃、140-200r/min条件下培养14-18h;
c.发酵罐混合培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,在pH 6.5-7.2、罐压0.05~0.06MPa、28-32℃、通风量1:0.4~0.6vvm的条件下,培养48-56h后,检测活菌数大于20-30亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌发酵产物。
优选的,上述混合菌发酵产物的制备步骤中,所述斜面培养基配方(g/L)为:牛肉浸膏3.0,蛋白胨5.0,氯化钠5.0,琼脂粉18.0,pH 7.0±0.1;所述种子培养基配方(g/L)为:葡萄糖10.0,蛋白胨10.0,酵母膏5.0,pH 7.0±0.1;所述发酵培养基配方(g/L)为:玉米淀粉5.0-8.0,麸皮粉5.0-8.0,蛋白胨1.0-3.0,酵母膏1.0-3.0,碳酸钙0.5-1.5、磷酸二氢钾0.5-1.5,硫酸镁0.3-0.5、pH 7.0±0.1。
作为同一个发明构思,本发明还提供了上述改性伊利石粉微生物菌剂在重金属复合污染的农田或耕地上的应用。在重金属复合污染的农田或耕地上施用时,所述改性伊利石粉微生物菌剂单次施用量为20-30kg/亩;优选的,所述改性伊利石粉微生物菌剂单次施用量为26kg/亩。
本发明中用于改性伊利石粉微生物菌剂中的菌株,木糖氧化无色杆菌的保藏编号为ACCC 01146、少动鞘氨醇单胞菌的保藏编号为ACCC 01119、巨大芽胞杆菌的保藏编号为ACCC 01030。
本发明有益效果为:
(一)本发明提供的改性伊利石粉微生物菌剂中,微生物种类搭配合理,所提供菌种均能耐受重金属镉离子。在菌剂的生产方面,采用了功能菌混合发酵,相比于单一发酵,节约成本,且简化了操作步骤;
(二)本发明提供的改性伊利石粉微生物菌剂中,伊利石具有比表面积大、多微孔结构、阳离子交换性能良好等特征,对环境中的重金属离子具有很强的吸附能力。壳聚糖及其衍生物属于天然生物助剂产品,环保、无毒害、可生物降解,且具有良好阳离子吸附性。将二者结合作为吸附载体因其孔隙结构及阳离子吸附性能与功能菌协同钝化重金属离子,同时两者通过乙醇溶液改性后,充分去除了材料中的水溶性杂质,利于后期功能菌种的存活;
(三)本发明提供的改性伊利石粉微生物菌剂中,伊利石粉为富含高钾的层状含水硅酸盐矿物,整地时施用,可原位固定化重金属离子,有效降低土壤中重金属镉离子的生物有效性、减少作物对重金属镉离子的吸收的同时,其释放的钾离子可作为钾肥促进作物生长。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下,对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换,均属于本发明的范围。
实施例中所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得,或可以常规方法制备。
本发明所述重量份可以是μg、mg、g、kg等本领域公知的重量单位,也可以是其倍数,如1/10、1/100、10倍、100倍等。
实施例1一种改性伊利石粉微生物菌剂的制备方法
具体包括以下步骤:
步骤一,吸附载体的的制备,将一定量羧甲基壳聚糖溶于水中,搅拌至溶液透明,然后添加伊利石粉,且二者质量比满足8:1,充分浸润后搅拌30min,添加质量分数为80%的乙醇溶液,得到混合凝聚物,用去离子洗涤3次,过滤、烘干,得到吸附载体;
步骤二,混合菌发酵产物制备,具体步骤包括:
a.斜面培养:将木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,30℃条件下培养24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,30℃、160r/min条件下培养18h;
c.发酵罐培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,接种量均为12%,在pH 7.0、罐压0.055MPa、30℃、通风量1:0.5vvm的条件下,培养56h后,检测活菌数达到22亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌菌剂产物,活菌数为210亿cfu/mL。其中,活菌数的检测采用平板计数法。
所述斜面培养基配方(g/L)为:牛肉浸膏3.0,蛋白胨5.0,氯化钠5.0,琼脂粉18.0,pH 7.0±0.1;所述种子培养基配方(g/L)为:葡萄糖10.0,蛋白胨10.0,酵母膏5.0,pH 7.0±0.1;所述发酵培养基配方(g/L)为:玉米淀粉6.0,麸皮粉6.0,蛋白胨2.0,酵母膏2.0,碳酸钙1.0、磷酸二氢钾1.0,硫酸镁0.4、pH 7.0。
步骤三,改性伊利石粉微生物菌剂的制备,将步骤一所得吸附载体和步骤二所得混合菌菌剂产物按重量份比例80:20混合,并采用搅拌机混匀,即制得改性伊利石粉微生物菌剂。
上述步骤一中,伊利石粉、羧甲基壳聚糖二者粒径为80目。
实施例2一种改性伊利石粉微生物菌剂的制备方法
具体包括以下步骤:
步骤一,吸附载体的的制备,将一定量羟丙基壳聚糖溶于水中,搅拌至溶液透明,然后添加伊利石粉,且二者质量比满足5:1,充分浸润后搅拌20min,添加质量分数为70%的乙醇溶液,得到混合凝聚物,用去离子洗涤3次,过滤、烘干,得到吸附载体;
步骤二,混合菌发酵产物制备,具体步骤包括:
a.斜面培养:将木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,30℃条件下培养24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,30℃、160r/min条件下培养18h;
c.发酵罐培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,在接种量均为8%,在pH 7.0、罐压0.055MPa、30℃、通风量1:0.5vvm的条件下,培养56h后,检测活菌数达到25亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌菌剂产物,活菌数为245亿cfu/mL。其中,活菌数的检测采用平板计数法。
所述斜面培养基配方(g/L)为:牛肉浸膏3.0,蛋白胨5.0,氯化钠5.0,琼脂粉18.0,pH 7.0±0.1;所述种子培养基配方(g/L)为:葡萄糖10.0,蛋白胨10.0,酵母膏5.0,pH 7.0±0.1;所述发酵培养基配方(g/L)为:玉米淀粉6.0,麸皮粉6.0,蛋白胨2.0,酵母膏2.0,碳酸钙1.0、磷酸二氢钾1.0,硫酸镁0.4、pH 7.0。
步骤三,改性伊利石粉微生物菌剂的制备,将步骤一所得吸附载体和步骤二所得混合菌菌剂产物按重量份比例75:25混合,并采用搅拌机混匀,即制得改性伊利石粉微生物菌剂。
上述步骤一中,伊利石粉、壳聚糖或其衍生物二者粒径为60目。
实施例3一种改性伊利石粉微生物菌剂的制备方法
具体包括以下步骤:
步骤一,吸附载体的的制备,将一定量小分子壳聚糖溶于水中,搅拌至溶液透明,然后添加伊利石粉,且二者质量比满足8:1,充分浸润后搅拌30min,添加质量分数为80%的乙醇溶液,得到混合凝聚物,用去离子洗涤3次,过滤、烘干,得到吸附载体;
步骤二,混合菌发酵产物制备,具体步骤包括:
a.斜面培养:将木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,30℃条件下培养24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,30℃、160r/min条件下培养18h;
c.发酵罐培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,在接种量均为15%,在pH7.0、罐压0.055MPa、30℃、通风量1:0.5vvm的条件下,培养56h后,检测活菌数达到28亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌菌剂产物,活菌数为276亿cfu/mL。其中,活菌数的检测采用平板计数法。
所述斜面培养基配方(g/L)为:牛肉浸膏3.0,蛋白胨5.0,氯化钠5.0,琼脂粉18.0,pH 7.0±0.1;所述种子培养基配方(g/L)为:葡萄糖10.0,蛋白胨10.0,酵母膏5.0,pH 7.0±0.1;所述发酵培养基配方(g/L)为:玉米淀粉6.0,麸皮粉6.0,蛋白胨2.0,酵母膏2.0,碳酸钙1.0、磷酸二氢钾1.0,硫酸镁0.4、pH 7.0。
步骤三,改性伊利石粉微生物菌剂的制备,将步骤一所得吸附载体和步骤二所得混合菌菌剂产物按重量份比例80:20混合,并采用搅拌机混匀,即制得改性伊利石粉微生物菌剂。
上述步骤一中,伊利石粉、壳聚糖或其衍生物二者粒径为80目。
实施例4一种改性伊利石粉微生物菌剂的制备方法
具体包括以下步骤:
步骤一,吸附载体的的制备,将一定量壳聚糖溶于水中,搅拌至溶液透明,然后添加伊利石粉,且二者质量比满足10:1,充分浸润后搅拌40min,添加质量分数为90%的乙醇溶液,得到混合凝聚物,用去离子洗涤3次,过滤、烘干,得到吸附载体;
步骤二,混合菌发酵产物制备,具体步骤包括:
a.斜面培养:将木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,30℃条件下培养24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,30℃、160r/min条件下培养18h;
c.发酵罐培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,在接种量均为20%,在pH7.0、罐压0.055MPa、30℃、通风量1:0.5vvm的条件下,培养56h后,检测活菌数达到30亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌菌剂产物,活菌数为285亿cfu/mL。其中,活菌数的检测采用平板计数法。。
所述斜面培养基配方(g/L)为:牛肉浸膏3.0,蛋白胨5.0,氯化钠5.0,琼脂粉18.0,pH 7.0±0.1;所述种子培养基配方(g/L)为:葡萄糖10.0,蛋白胨10.0,酵母膏5.0,pH 7.0±0.1;所述发酵培养基配方(g/L)为:玉米淀粉6.0,麸皮粉6.0,蛋白胨2.0,酵母膏2.0,碳酸钙1.0、磷酸二氢钾1.0,硫酸镁0.4、pH 7.0。
步骤三,改性伊利石粉微生物菌剂的制备,将步骤一所得吸附载体和步骤二所得混合菌菌剂产物按重量份比例85:15混合,并采用搅拌机混匀,即制得改性伊利石粉微生物菌剂。
上述步骤一中,伊利石粉、壳聚糖或其衍生物二者粒径为100目。
试验例1一种原改性伊利石粉微生物菌剂的应用
本试验例进一步提供了一种本发明改性伊利石粉微生物菌剂的田间应用效果实验,主要为镉污染土壤。
一、试验地点
湖南省浏阳市永安镇
二、试验时间
7月-10月
三、试验设计
选取大小相近的6块稻田,且水系互不影响,各试验组设置如下:
(1)对照组1:无污染稻田,无处理措施;
(2)对照组2:污染稻田,无处理措施;
(3)实验组1:污染稻田,于水稻种植或插秧前10-15天施用改性伊利石粉微生物菌剂20kg/亩;
(4)实验组2:污染稻田,于水稻种植或插秧前10-15天施用改性伊利石粉微生物菌剂23kg/亩;
(5)实验组3:污染稻田,于水稻种植或插秧前10-15天施用改性伊利石粉微生物菌剂26kg/亩;
(6)实验组4:污染稻田,于水稻种植或插秧前10-15天施用改性伊利石粉微生物菌剂30kg/亩。
具体操作时,各试验组播种或插秧、施肥、浇水、除草、病虫害防治均在1天内完成,将人为误差降低到最小程度;施肥按当地施肥水平和施肥方法进行,根据天气和土壤水分情况,开设沟渠,做好防涝抗旱准备
该改性伊利石粉微生物菌剂采用人工施入,水稻收获后,测定水稻产量、土壤有效镉含量、大米镉含量;供试土壤主要农化特性见表1。
表1.土壤的理化性状
Figure BDA0001910643350000091
四、试验结果
表2为根据实施例3所述的方法制备所得的伊利石粉微生物菌剂对土壤及水稻的改良效果。
Figure BDA0001910643350000092
表3为根据实施例4所述的方法制备所得的伊利石粉微生物菌剂对土壤及水稻的改良效果。
Figure BDA0001910643350000093
由表1和表2所示的实验结果可知,本发明提供的伊利石粉微生物菌剂能够有效地降低土壤中镉的生物有效性,收获前后土壤中有效镉含量有明显的下降,且大米中的镉含量,相比于对照组2,含量减小,同时水稻的亩产量得到有效提高。
此外,由本实验结果可知,伊利石粉负载壳聚糖或其衍生物的制备过程中,二者质量比以5-10:1为宜,优选地,二者质量比为8:1;搅拌时间20-40min为宜,优选地,搅拌时间为30min;乙醇溶液的质量分数为70%-90%为宜,优选地,质量分数为80%;所述水溶性壳聚糖或其衍生物宜为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、羟丙基壳聚糖、小分子壳聚糖中的一种或几种,优选地,水溶性壳聚糖或其衍生物为小分子壳聚糖;每亩农田中添加20-30kg该伊利石粉微生物菌剂为宜;优选地,每亩农田中添加26kg该伊利石粉微生物菌剂。
另,采用其他实施例制备的伊利石粉微生物菌剂同法进行上述实验,取得了与实施例1或实施例2相似的作用效果。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种改性伊利石粉微生物菌剂,其特征在于,包括如下重量份组分:吸附载体75-85份,混合菌发酵产物15-25份;其中,所述吸附载体为伊利石粉负载水溶性壳聚糖或其衍生物后通过乙醇改性而成;所述混合菌发酵产物为木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌和巨大芽胞杆菌的原始菌种在无菌条件下分别依次经斜面培养、摇床培养后共同接种于液体发酵培养基经发酵罐混合培养后,进行离心、浓缩干燥后所得,所述混合菌发酵产物活菌数为200-300亿cfu/mL;
所述吸附载体具体制备方法为:将所述水溶性壳聚糖或其衍生物溶于水中,搅拌,然后添加所述伊利石粉,充分浸润后搅拌20-40min,添加质量分数为70%-90%的乙醇溶液,得混合凝聚物,混合凝聚物经去离子水洗涤、过滤或离心、烘干后得吸附载体;其中,所述水溶性壳聚糖或其衍生物与所述伊利石粉的质量比满足5-10:1;
所述混合菌发酵产物的具体制备方法包括如下步骤:
a.斜面培养:将所述木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌的原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,28-32℃条件下培养16-24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,28-32℃、140-200r/min条件下培养14-18h;
c.发酵罐混合培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,接种量均为8%-20%,在pH6.5-7.2、罐压0.05~0.06MPa、28-32℃、通风量1:0.4~0.6vvm的条件下,培养48-56h后,检测活菌数达到20-30亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌发酵产物。
2.根据权利要求1所述的改性伊利石粉微生物菌剂,其特征在于,所述斜面培养基配方(g/L)为:牛肉浸膏3.0,蛋白胨5.0,氯化钠5.0,琼脂粉18.0,pH 7.0±0.1;
和/或,所述种子培养基配方(g/L)为:葡萄糖10.0,蛋白胨10.0,酵母膏5.0,pH 7.0±0.1;
和/或,所述发酵培养基配方(g/L)为:玉米淀粉5.0-8.0,麸皮粉5.0-8.0,蛋白胨1.0-3.0,酵母膏1.0-3.0,碳酸钙0.5-1.5、磷酸二氢钾0.5-1.5,硫酸镁0.3-0.5、pH 7.0±0.1。
3.根据权利要求1所述的改性伊利石粉微生物菌剂,其特征在于,所述水溶性壳聚糖或其衍生物为壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、羟丙基壳聚糖、小分子壳聚糖中的一种或几种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的改性伊利石粉微生物菌剂的制备方法,其特征在于,将所述吸附载体和混合菌发酵产物按重量份比例混合搅拌而成。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述吸附载体的制备方法为:将所述水溶性壳聚糖或其衍生物溶于水中,搅拌,然后添加所述伊利石粉,充分浸润后搅拌20-40min,添加质量分数为70%-90%的乙醇溶液,得混合凝聚物,混合凝聚物经去离子水洗涤、过滤或离心、干燥后得吸附载体;其中,所述水溶性壳聚糖或其衍生物与所述伊利石粉的质量比满足5-10:1。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述混合菌发酵产物的制备方法包括如下步骤:
a.斜面培养:将所述木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌的原始菌种分别在无菌条件下接种于斜面培养基上,28-32℃条件下培养16-24h;
b.摇床培养:将步骤a培养的斜面菌种在无菌条件下分别接种于种子培养基中,28-32℃、140-200r/min条件下培养14-18h;
c.发酵罐混合培养:将步骤b培养好的木糖氧化无色杆菌、少动鞘氨醇单胞菌、巨大芽胞杆菌种子液在无菌条件下共同接种于液体发酵培养基中,在pH 6.5-7.2、罐压0.05~0.06MPa、28-32℃、通风量1:0.4~0.6vvm的条件下,培养48-56h后,检测活菌数大于20-30亿cfu/mL时,进行离心、喷雾干燥浓缩,得混合菌发酵产物。
7.一种如权利要求1-3任一项所述的改性伊利石粉微生物菌剂或权利要求4-6任一项所述的制备方法制得的改性伊利石粉微生物菌剂在重金属复合污染的农田或耕地上的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述改性伊利石粉微生物菌剂单次施用量为20-30kg/亩。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述改性伊利石粉微生物菌剂单次施用量为26kg/亩。
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