[發(fā)明專利]一種利用馬鈴薯淀粉廢水制備的微生物肥料及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810019704.1
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN108558486A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白志輝;陳曦;張旭坡;韓振飛;莊緒亮;莊國強
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05F17/00;C05F15/00;C12N1/20;C12R1/07
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;陳征

本發(fā)明涉及生態(tài)農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體公開了一種利用馬鈴薯淀粉廢水制備微生物肥料及其方法。本發(fā)明利用馬鈴薯淀粉廢水作為主要培養(yǎng)基，在不滅菌的情況下，大規(guī)?？焖倥囵B(yǎng)解淀粉芽孢桿菌，制備出具有促進(jìn)植物生長、提高養(yǎng)分利用率、減少作物病害的微生物肥料，并將微生物肥料就地利用于農(nóng)田或果園中，調(diào)節(jié)土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)，提升土壤環(huán)境質(zhì)量，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，該方法生產(chǎn)成本低廉，操作簡單，可以使高濃度馬鈴薯淀粉廢水得到資源化利用，消除污染物排放，同時提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生態(tài)農(nóng)業(yè)和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用馬鈴薯淀粉廢水制備的微生物肥料及其方法。

背景技術(shù)

我國馬鈴薯淀粉加工企業(yè)2000多家，每年加工馬鈴薯總量800多萬噸，生產(chǎn)淀粉120多萬噸。但是，目前的加工工藝，每生產(chǎn)1噸淀粉就有6-10噸高濃度有機廢水產(chǎn)生，這些廢水的COD濃度高達(dá)10g/L以上，主要含有可溶性淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸等，容易腐敗發(fā)酵，如果處理不當(dāng)，污染嚴(yán)重。而采用一般污水處理工藝將其處理達(dá)標(biāo)排放，能源消耗大，處理成本高，生產(chǎn)企業(yè)很難承受，也造成資源浪費。另外，馬鈴薯淀粉加工季節(jié)性很強，一般每年只在收獲季節(jié)加工1-2個月，一般污水處理工藝啟動時間較長，不能適應(yīng)較短的生產(chǎn)周期。而這些馬鈴薯淀粉廢水營養(yǎng)豐富，是微生物生長的良好培養(yǎng)基，用于培養(yǎng)有益微生物，生產(chǎn)微生物制劑，是極具潛力的資源化利用途徑。

解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)以其具備產(chǎn)淀粉酶的潛力而得名。解淀粉芽孢桿菌在自然界中分布廣泛，是一種重要的生防菌，它通過產(chǎn)生抗生素、抗菌蛋白或多肽等活性物質(zhì)來抑制植物病原細(xì)菌、真菌、病毒、線蟲，從而起到生物防治的作用；同時它也是一類重要的植物根際促生細(xì)菌，表現(xiàn)出對多種植物促進(jìn)生長的作用。解淀粉芽孢桿菌的培養(yǎng)方式有多種，但是現(xiàn)有技術(shù)中采用的培養(yǎng)方法，都需要對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌處理，能耗較大，成本較高，是制約微生物肥料推廣應(yīng)用的重要因素之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，一種利用馬鈴薯淀粉廢水快速制備微生物肥料的方法；擬采用馬鈴薯淀粉廢水為培養(yǎng)基，不進(jìn)行滅菌處理，直接大規(guī)模連續(xù)培養(yǎng)；不僅生產(chǎn)成本低廉，而且可以快速消納廢水；并就近用于農(nóng)田，改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力。

所述方法包括以下步驟：

1)馬鈴薯淀粉廢水預(yù)處理：將COD濃度為10～60克/升的高濃度馬鈴薯淀粉廢水收集到調(diào)節(jié)池，用生物質(zhì)熱電廠的富含碳酸鉀的草木灰或石灰調(diào)節(jié)馬鈴薯淀粉廢水的pH到7.0～8.5；

2)液體種子培養(yǎng)基的制備：將第1步驟預(yù)處理好的廢水于110～121℃滅菌10～30分鐘，靜置沉降，至40℃以下；上清液即為解淀粉芽孢桿菌的液體種子培養(yǎng)基；沉淀物用于配制固態(tài)培養(yǎng)基；

3)液體種子制備：向裝有第2步驟得到的液體種子培養(yǎng)基的三角瓶中接種斜面保藏的解淀粉芽孢桿菌CGMCC No.6676菌株，于30～40℃，120～200轉(zhuǎn)/分振蕩培養(yǎng)20～30小時，再按照3％～10％的接種量，轉(zhuǎn)接到裝有液體種子培養(yǎng)基的發(fā)酵罐中，于30～40℃，通空氣培養(yǎng)16～24小時，得到液體種子；

4)液態(tài)微生物肥料制備：向裝有第1步驟預(yù)處理好的馬鈴薯淀粉廢水的第一級曝氣生物轉(zhuǎn)化池中接種體積比為2％～8％的液體種子，于常溫下通無菌空氣培養(yǎng)6～18小時；達(dá)到解淀粉芽孢桿菌的對數(shù)生長期，開始連續(xù)流加第1步驟預(yù)處理好的馬鈴薯淀粉廢水，水力停留時間為3～6小時；第一級曝氣生物轉(zhuǎn)化池中的培養(yǎng)液連續(xù)流入第二級曝氣生物轉(zhuǎn)化池，水力停留時間為3～6小時；第二級曝氣生物轉(zhuǎn)化池中的培養(yǎng)液再連續(xù)流入第三級曝氣生物轉(zhuǎn)化池，水力停留時間為3～6小時；第三級曝氣生物轉(zhuǎn)化池的出水中解淀粉芽孢桿菌的活菌數(shù)達(dá)到2×10⁹CFU/毫升以上，即為液體微生物肥料；