[發明專利]一種堆肥發酵液提高黑麥草抗Cr和Cd能力的方法

無效

• 申請號: 201210051928.3
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102598977A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 趙樹蘭;多立安;程田
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: A01G1/00
• 分類號: A01G1/00;A01G7/00;C12N1/20;C12R1/07
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術領域

本發明屬于環境保護技術領域，涉及以城市生活垃圾堆肥中提取出的有益菌種的應用。更具體的說是一種采用蘇云金芽孢桿菌發酵液提高黑麥草對Cr和Cd抗性能力的方法。

背景技術

堆肥化（Composting）是指在有控制的條件下，使有機廢棄物在微生物（主要為細菌）作用下，發生降解，并同時使有機物向穩定的腐殖質方向轉化的過程。堆肥化后的產物稱之為堆肥（Compost）。堆肥過程可以將混合物的體積有效地減少40%-50%，并且可以依靠在高溫階段中代謝產生的熱量殺死垃圾中的病原物質。堆肥不是一項新的技術，但用這種方法處理城市固體垃圾，符合環境的利益，因為在堆肥過程中清除或者減少了城市固體垃圾中的毒性并使得最終的產物可以被用來進行再利用。堆肥的程序包括原料的預處理、原料發酵和后處理，堆肥過程受水分、氧含量、C/N比、溫度、pH和通風情況等因素的影響。

堆肥化過程的實質是微生物在適宜條件下的代謝作用，在堆肥化過程中，生活垃圾中的可溶解有機物質透過微生物的細胞壁和細胞膜而被微生物所吸收，而微生物通過自身的生命活動過程，把吸收的有機物轉化成無機物。微生物在堆肥過程中扮演著重要角色，與堆肥周期和堆肥質量密切相關。因此，堆肥中微生物的研究對開發堆肥微生物資源，加速堆肥過程，減短堆肥周期，提高堆肥質量都具有重要的意義。

微生物種類繁多，自然界中僅有極少數的微生物得到鑒定，能夠存活、培養的種類更是少之又少，至多為微生物總量的l%。目前，國內外對于堆肥中的微生物進行了一系列理論和實踐的研究。對于應用堆肥可能出現的環境問題也已經引起了人們的重視，但如何解決這些問題還缺少細致深入的研究，目前，如何提高城市生活垃圾堆肥的質量，解決堆肥應用過程中可能產生的環境問題一直是相關科研人員研究關注的熱點。對于堆肥中的微生物組成及堆肥過程中的微生物變化的研究已有諸多報道，但對于將堆肥中微生物分離、應用于其他基質的研究卻少有報道。

將生活垃圾堆肥用作草坪基質，不但可以避開食物鏈，同時又解決了垃圾的出路問題。但垃圾堆肥中含有重金屬等物質可能對環境造成不利的影響，這一直是堆肥應用中的重要問題，從垃圾堆肥中分離和提取有益的微生物菌種，配制成不同的微生物菌劑接種到草坪建植體系中，既可以提高堆肥的利用效率，同時又解決了堆肥重金屬等可能構成的環境威脅，體現生物制劑的優越性，符合可持續發展的要求，通過研究堆肥微生物菌劑提高黑麥草對Cr和Cd抗性能力的方法，目的是為了篩選適合的微生物菌劑，提高草坪植物的質量和抗逆性提供理論依據。

蘇云金芽孢桿菌是目前國際上生產量最大并成功地用于防治農、林、貯糧害蟲和一些衛生害蟲的微生物殺蟲劑，蘇云金芽孢桿菌在形成芽孢的同時，可以形成一種由殺蟲晶體蛋白組成的伴孢晶體，它的主要殺蟲活性成分是伴孢晶體蛋白。研究發現，這種蛋白對多種農林害蟲具有特異性殺傷作用。昆蟲取食芽孢晶體混合物后，晶體在昆蟲體內的中腸堿性環境和蛋白酶的作用下被降解形成殺蟲活性蛋白，研究結果表明這些毒蛋白單獨作用或不同蛋白間協同作用對昆蟲具有不同程度的毒殺作用，進一步加強蘇云金芽孢桿菌在防治和控制害蟲危害方面的研究，對于保護人類生存環境實現可持續發展具有重大意義。蘇云金桿菌(Bacillus?thuringiensis，簡稱Bt)是目前產量最大、使用最廣的生物殺蟲劑。關于采用蘇云金芽孢桿菌發酵濾液用來提高黑麥草抗重金屬能力的方法尚為見文獻報道。

土壤重金屬污染問題一直是影響農產品質量安全，危害人體健康的嚴重環境問題，利用微生物的生物活性對重金屬的親和吸附或將其轉化為低毒產物，從而降低重金屬污染程度，是生物修復重金屬污染的重要途徑。微生物在生長過程中能夠分泌有機酸等代謝產物，具有溶解重金屬和含重金屬的礦物的能力。本研究將外源重金屬溶液加入到含有不同堆肥微生物菌劑的草坪土壤基質中，探討不同堆肥微生物對緩解外源重金屬對草坪植物的不良影響，為利用微生物吸附重金屬離子，降低重金屬對草坪植物的損害提供參考。

發明內容

本發明采用的蘇云金芽孢桿菌（拉丁名：Bacillus?thuringiensis）菌種保藏號:CFCC10206,保藏單位：中國林業微生物菌種保藏管理中心，對外可以提供。

生理生化特性：細胞呈革蘭氏陽性，桿狀，大小為1.0-1.2×3-5μm。形成半孢晶體，對阿拉伯糖甘露醇不產酸產淀粉酶，硝酸鹽還原到亞硝酸鹽。

蘇云金芽孢桿菌毒性：對人、畜低毒，大鼠口服急性LD_50?852.7-856.7毫克/公斤，對家禽、鳥類、魚、畜等低毒。