一株枯草芽孢桿菌及其在處理奶牛場液體排廢物的應用的製作方法

2023-10-09 21:37:04

專利名稱：一株枯草芽孢桿菌及其在處理奶牛場液體排廢物的應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及農業生物技術領域，具體是涉及微生物在農業生產上的應用，主要是一株枯草芽孢桿菌處理奶牛場液體排廢物等方面的應用和用該菌能發酵奶牛場液體排廢物(牛尿等)的發酵物作為植物液體肥料的主要原料來生產葉面肥和根施肥的方法。
背景技術：
奶牛養殖業正在向大群飼餵和舍飼的集約化管理體系方向發展，大群的奶牛集中飼養在有限的小區域，會產生大量廢棄物和有臭味的固體、液體和氣體，對環境的汙染越來越嚴重。有些近鄰城市和村莊的奶牛場不得已搬遷到遠郊或者農田中。短時間存在的牛場或者散養的奶牛排除的廢物在農村廣闊環境中是可以消化的，但是長期養殖和比較集中的奶牛場的排廢物成為農田重要的汙染源。近幾年由於國家對有機肥生產的支持和補助，奶牛場的牛糞等固體排廢物得到了有效的處理和資源化利用。但是奶牛場排除出的液體廢物如牛尿等排到了田間的溝渠中，由於自然的環境對這些的汙染物淨化能力有限，導致嚴重的水體和土壤環境的汙染。養殖汙染導致環境糾紛不斷，因此奶牛場的汙染物處理非常重要，一個集約化的養殖場在建設工程中要充分考慮到汙染物的處理裝置和處理技術。奶牛場的汙染源存在三個方面，即固體汙染物牛糞；液體汙染物牛尿和牛場衝洗廢水；氣體汙染牛糞和牛尿發出的臭味。三種汙染物中如果牛糞和牛尿處理的及時和得當，就會大大減少臭味的發生。因此奶牛場汙染關鍵處理技術在於牛糞和牛尿的處理。牛糞的處理技術基本已得到解決，一般採取的是加入微生物促腐劑，抑制臭味發生和促進牛糞快速腐熟生產有機肥。牛尿等液體排廢物一般的處理方法是建立沼氣發酵池，生產出沼氣後再把牛尿等液體作為液體肥料施到農田中。但是沼氣法處理投入成本高， 除了需建立沼氣池外，還要建立輸送沼氣的管道。並且沼氣發酵結束後沼氣池內大量處理過的水還要進行二次處理，如還需要運送到農田中灌溉等。基於沼氣法處理牛尿等廢水要求的條件嚴格，只有大型的養殖場和資金雄厚的企業才能採用。一般的奶牛場只是建立了牛糞的處理，而牛尿等液體廢物直接排放到田間的溝渠中。發明人曾考察了江蘇省泗洪縣和泗陽縣的奶牛場。這些奶牛場基本是建立在離村莊比較遠的農田中，牛糞被處理成有機肥用於農田，而牛尿等液體廢物直接排放到田間的溝渠中。順著用於排放雨水的溝渠牛尿等汙染物四處橫流，下大雨時這些汙水蔓延到居民的院落和房間中，造成嚴重的環境汙染和疾病的流行。牛尿排放地方雜草和農作物死亡嚴重，蒼蠅大量滋生，農民的生存環境日益惡劣。每頭牛每天大概產生10-15公斤的牛尿，一般的奶牛場平均5000頭牛，一天大概產生牛尿50000公斤多，再加上奶牛場衝洗場地的廢水，每天養殖廢水的排放量達到50-100 噸。有關利用微生物把牛尿等物質轉化為可利用的資源的現有技術有公開號為 CN101817593的中國專利申請是利用惡臭假單胞菌降解牛尿廢水中的吲哚和惡臭素等雜環芳香族化合物；降解的目的是讓排放到環境中的牛尿等物質無害化，以達到這些廢水能夠排放到環境中。公開號為CN101591203的中國專利申請是以牛糞混合牛尿為載體，利用產抗菌肽的生物工程構建的酵母菌固體發酵生產有機免疫肥；這個專利技術採用的方法處理奶牛場牛尿的數量有限，固體發酵生產的有機肥中，如果採用牛尿，大量的水分很難去除， 只能採用自然揮發或向土壤中滲漏的方法減少發酵料的水分，才能達到酵母菌固體發酵的需要。公開號為CN101665805的中國專利申請是利用養殖廢水生產微生物絮凝劑的方法， 這個方法能充分利用牛尿的資源來生產應用價值高的微生物絮凝劑，發酵生產的絮凝劑要經過工業的提取和乾燥而得到絮凝劑產品，在這些工業化生產過程中，還會產生大量的廢水，比如發酵物中上清液和產品衝洗和乾燥中的水分還要經過處理排放到環境中。本發明的技術是在工業生產葉面肥中能全部應用牛尿中的水分而不需要應用環境中的其他水資源。能充分利用奶牛場等大型養殖廠產生的養殖廢水。開發出一種能廣泛應用於農業生產， 提高農作物產量和品質的一種葉面肥或者液體有機肥，在生產這些肥料中不需要利用其他水資源，該技術應用的結果是使有害廢水得到利用，同時節約了大量的水資源。

發明內容
為了解決現有技術存在的問題，本發明提供了一株枯草芽孢桿菌及其在處理奶牛場液體排廢物等方面的應用。本發明所說枯草芽孢桿菌，是枯草芽孢桿菌(Mcillus subtilis ) CM2，該菌株的保藏編號為CGMCC No. 4232。本發明CM2菌株的蛋白酶活力是449.2U/ml ；對黃瓜枯萎病菌和辣椒疫黴病菌抑菌圈明顯；實生苗促生效果顯著；該菌株經形態和生理生化鑑定為芽孢桿菌屬的一個種 {bacillus sp.);又經16SrDNA序列分析，提取菌落DNA，用細菌通用引物擴增出1442bp的清晰條帶，經測序和在Genbank上比對與bacillus subtilis相似性99%以上。本發明還公開了所述枯草芽孢桿菌CM2在處理奶牛場液體排廢物中的應用。一種用所述枯草芽孢桿菌CM2生產液體肥料原料的方法，是收集奶牛場液體排廢物，在其中加入液體排廢物體積比1/2-1/6的絮凝劑，絮凝沉澱後，沉澱物用於固體發酵生產有機肥；上清加到混合罐中，然後在混合罐內加入液體體積比的5%-30%的豆粕或者工業蛋白腖，攪拌均勻，用氫氧化鉀或鹽酸調節混合液的PH值為6. 5-7. 5，混合液排入發酵罐， 滅菌後接種CM2菌株的種子液，30°C發酵，發酵結束後發酵物固液分離，固體用來生產有機肥，液體即為生產液體肥料的原料。一種用所述枯草芽孢桿菌CM2生產葉面肥的方法，是收集奶牛場液體排廢物，在其中加入液體排廢物體積比1/2-1/6的絮凝劑，絮凝沉澱後，上清加到混合罐中，然後在混合罐內加入液體體積比的20%的豆粕或者工業蛋白腖，攪拌均勻，用氫氧化鉀或鹽酸調節混合液的PH值為7. 0，混合液排入發酵罐，滅菌後接種CM2菌株的種子液，30°C發酵，發酵結束後發酵物固液分離，液體即為葉面肥。上述生產葉面肥方法中發酵物固液分離後的液體能達到農業部胺基酸葉面肥國家標準(GB/T17419—1998)的要求(表1 )，直接作為胺基酸葉面肥；此外，也可以根據生產不同葉面肥的要求，在CM2液體發酵物中加入腐殖酸生產含腐植酸水溶性肥料；或加入各種大量元素生產大量元素水溶肥料；或加入微量元素生產微量元素水溶肥料。這些液體肥料的生產和包裝標準參照下列標準執行含腐植酸水溶性肥料標準是NY1106-2006 ；大量元素水溶肥料標準NYl 107-2006 ；微量元素水溶肥料標準是GB17420-200X ；含腐植酸水溶性肥料GB17419-200X ；液體技術包裝要求NY/T1108-2006 ；水溶肥料水不溶物含量的測定 NY/T1115-2006 ；水溶性肥料汞、砷、鎘、鉛、鉻的限量及其含量測定NY1110-2006。
權利要求
1.一株枯草芽孢桿菌(如CiBiAS subtilis) CM2，保藏編號為CGMCC No. 4232。
2.根據權利要求1所述的枯草芽孢桿菌CM2在處理奶牛場液體排廢物中的應用。
3.一種用權利要求1所述枯草芽孢桿菌CM2生產液體肥料原料的方法，其特徵在於， 是收集奶牛場液體排廢物，在其中加入液體排廢物體積比1/2-1/6的絮凝劑，絮凝沉澱後，沉澱物用於固體發酵生產有機肥；上清加到混合罐中，然後在混合罐內加入液體體積比的5%-30%的豆粕或者工業蛋白腖，攪拌均勻，用氫氧化鉀或鹽酸調節混合液的pH值為 6. 5-7. 5，混合液排入發酵罐，滅菌後接種CM2菌株的種子液，30°C發酵，發酵結束後發酵物固液分離，固體用來生產有機肥，液體即為生產液體肥料的原料。
4.一種用權利要求1所述枯草芽孢桿菌CM2生產葉面肥的方法，其特徵在於，是收集奶牛場液體排廢物，在其中加入液體排廢物體積比1/2-1/6的絮凝劑，絮凝沉澱後，上清加到混合罐中，然後在混合罐內加入液體體積比的20%的豆粕或者工業蛋白腖，攪拌均勻，用氫氧化鉀或鹽酸調節混合液的PH值為7. 0，混合液排入發酵罐，滅菌後接種CM2菌株的種子液，30°C發酵，發酵結束後發酵物固液分離，液體即為葉面肥。
全文摘要
本發明公開了一株枯草芽孢桿菌(bacillus subtilis)CM2。該菌株在2010年10月20日保藏在中國微生物菌種保藏中心，保藏形式為用於專利程序的生物材料保藏，保藏編號為CGMCC No.4232。該菌株蛋白酶活性高，能產生抑制植物土傳病原真菌的穩定性物質和促進植物生長的物質。用該菌能發酵奶牛場液體排廢物(牛尿等)，其發酵物可以作為植物液體肥料的主要原料。用該原料生產的液體肥料能作為葉面肥在植物生長期葉面噴施，還可以作為根施肥在植物生長的任何時期灌根和隨水澆灌使用。該液體肥料有預防植物病害和蟲害、促進植物生長、增加農產品品質和產量的作用。該液體肥料適用於各種農作物和經濟作物。
文檔編號C02F9/14GK102277316SQ20111017520
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月27日 優先權日2011年6月27日
發明者閆淑珍, 陳雙林 申請人:南京師範大學