[發明專利]一種微生物菌粉及其制備方法

在審

• 申請號: 201910232122.6
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN109971677A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 路強強;趙葉子;陳智坤;任英英;孫曉宇
• 申請（專利權）人: 陜西省西安植物園
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/04;C05F17/00;C05G3/04;C12R1/01
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開一種微生物菌粉，包括產黃纖維單胞菌(Cellulomonas flavigena)菌體、吸附性載體、潤濕劑和保護劑，以質量比計，菌體與吸附性載體的比例為1:(0.5?1.5)，菌體與潤濕劑的比例為1:(0.5?1.5)，菌體與保護劑的比例為1:(0.5?1.5)。吸附性載體選用糊精、硅藻土、滑石粉或碳酸鈣；潤濕劑選用吐溫80、聚乙二醇、可溶性淀粉或十二烷基硫酸鈉；保護劑選用草炭、高嶺土、海藻酸鈉或羥甲基纖維素鈉。這種微生物菌粉通過菌液發酵、菌體分離、菌粉制備等步驟制成，在390d儲存期內，產黃纖維單胞菌有效活菌數不低于0.5×10⁸個/g，纖維素酶活力不低于30U/g。這種微生物菌粉可高效促使園林纖維素降解，制備工藝簡便，可滿足規模化堆腐處置園林綠化廢棄物的社會需求。

技術領域

本發明屬于農林有機資源的高效利用技術領域，涉及用于園林廢棄物降解處置的微生物菌劑，具體涉及一種微生物菌粉及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著美麗中國理念的深化和生態城市建設規模的擴張，我國城市綠化水平、整體綠量均得到不斷提高，同時也產生了大量園林綠化廢棄物。城市園林廢棄物主要是指在城市綠地、行道樹及城郊林地中綠化植物自然或養護過程中產生的草坪、枯枝落葉及林木修剪物等。這些城市園林廢棄物含有大量的淀粉、纖維素、木質素和營養元素，是一種可再利用的有機資源，也是生態系統物質循環的重要組成部分。然而，作為城市固體垃圾的主要來源之一，每年有近5000萬噸的園林廢棄物進入環衛填埋系統，其不僅造成園林生物質資源浪費和垃圾填埋場收納能力下降，也易導致周圍水體、大氣和土壤環境的二次污染。

城市園林廢棄物的資源化利用方式主要是就地粉碎作為綠化土壤覆蓋物或簡易堆肥作為植物生長基質，但存在粉碎易產生揚塵、堆腐不透徹易孿生病菌和臭氣等問題。而經過一定預處理，在適宜條件下利用好氧微生物進行堆肥發酵，促進大分子有機物降解和腐殖質類物質形成是實現園林綠化廢棄物資源化、高效化利用的主要途徑。研究表明，纖維素酶是催化纖維素快速水解和誘導木質素降解酶(胞外過氧化酶和胞外酚氧化酶)產生的核心酶系，主要包括葡聚糖內切酶、外切酶和苷酶，其協同作用將纖維素降解為纖維低聚糖及葡萄糖。因此，如何構建快速降解、徹底腐熟且應用方便的微生物菌劑是促進園林纖維素等大分子物質分解、轉化、合成土壤有機質和植物生長營養物質的關鍵。

目前，國內關于降解農林廢棄物纖維素的微生物菌劑相關技術研究主要集中在以下幾個方面：

(1)秸稈腐熟菌劑

纖維素是秸稈主要的物質組成成分，因其化學結構復雜、性質穩定，同時秸稈表面易形成非水溶性蠟質層，導致其自然腐解速度緩慢。另由于秸稈的C/N比過高，直接還田會出現土壤微生物與作物爭奪氮源的現象，從而影響秧苗生長和作物產量。因此，開發快速降解、高效腐熟的秸稈微生物菌劑是農作廢棄物資源化處置與利用的有效技術手段。王元明(2013年)篩選和制備了適用于高溫條件下，降解和腐熟水稻秸稈的微生物菌劑。其研究結果為：通過等比例混合兩種高溫鏈霉屬發酵菌液，制備成即用型腐熟菌液，高溫好氧堆肥20天水稻秸稈即可實現較好的降解腐熟效果，其腐熟產品的種子發芽率達到85.96％(王元明，高溫纖維素降解菌的篩選及其復合菌劑對秸稈降解效果的研究，南京農業大學，2013)。該應用菌劑具有降解率高、腐熟徹底、適應堆腐高溫環境等優點，但該菌劑為液體形態，存在不易保藏和適用溫度條件局限等問題，因此無法滿足工業級、規模化生產需求。殷中偉(2010年)篩選和制備了適用于降解小麥秸稈的微生物復合菌系。其研究結果為：在小麥秸稈液體培養過程中，復合菌系Y2b對纖維素和半纖維素的降解率可達40％以上，且其纖維素酶活在第2d時即可達到最高，為61.2U/mL(殷中偉，秸稈纖維素高效降解菌株的篩選及對秸稈降解效果初步研究，中國農業大學，2010)。該復合菌系具有菌群多樣、產酶活性高、降解效率顯著等優點，但其所含菌種信息不完全、菌劑形態為液體，僅適用于實驗室研究分析，產業化應用可能存在病原菌侵染等風險。

(2)園林生物質堆肥菌劑