[发明专利]一种堆肥发酵液提高黑麦草抗Cr和Cd能力的方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，涉及以城市生活垃圾堆肥中提取出的有益菌种的应用。更具体的说是一种采用苏云金芽孢杆菌发酵液提高黑麦草对Cr和Cd抗性能力的方法。

背景技术

堆肥化（Composting）是指在有控制的条件下，使有机废弃物在微生物（主要为细菌）作用下，发生降解，并同时使有机物向稳定的腐殖质方向转化的过程。堆肥化后的产物称之为堆肥（Compost）。堆肥过程可以将混合物的体积有效地减少40%-50%，并且可以依靠在高温阶段中代谢产生的热量杀死垃圾中的病原物质。堆肥不是一项新的技术，但用这种方法处理城市固体垃圾，符合环境的利益，因为在堆肥过程中清除或者减少了城市固体垃圾中的毒性并使得最终的产物可以被用来进行再利用。堆肥的程序包括原料的预处理、原料发酵和后处理，堆肥过程受水分、氧含量、C/N比、温度、pH和通风情况等因素的影响。

堆肥化过程的实质是微生物在适宜条件下的代谢作用，在堆肥化过程中，生活垃圾中的可溶解有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而被微生物所吸收，而微生物通过自身的生命活动过程，把吸收的有机物转化成无机物。微生物在堆肥过程中扮演着重要角色，与堆肥周期和堆肥质量密切相关。因此，堆肥中微生物的研究对开发堆肥微生物资源，加速堆肥过程，减短堆肥周期，提高堆肥质量都具有重要的意义。

微生物种类繁多，自然界中仅有极少数的微生物得到鉴定，能够存活、培养的种类更是少之又少，至多为微生物总量的l%。目前，国内外对于堆肥中的微生物进行了一系列理论和实践的研究。对于应用堆肥可能出现的环境问题也已经引起了人们的重视，但如何解决这些问题还缺少细致深入的研究，目前，如何提高城市生活垃圾堆肥的质量，解决堆肥应用过程中可能产生的环境问题一直是相关科研人员研究关注的热点。对于堆肥中的微生物组成及堆肥过程中的微生物变化的研究已有诸多报道，但对于将堆肥中微生物分离、应用于其他基质的研究却少有报道。

将生活垃圾堆肥用作草坪基质，不但可以避开食物链，同时又解决了垃圾的出路问题。但垃圾堆肥中含有重金属等物质可能对环境造成不利的影响，这一直是堆肥应用中的重要问题，从垃圾堆肥中分离和提取有益的微生物菌种，配制成不同的微生物菌剂接种到草坪建植体系中，既可以提高堆肥的利用效率，同时又解决了堆肥重金属等可能构成的环境威胁，体现生物制剂的优越性，符合可持续发展的要求，通过研究堆肥微生物菌剂提高黑麦草对Cr和Cd抗性能力的方法，目的是为了筛选适合的微生物菌剂，提高草坪植物的质量和抗逆性提供理论依据。

苏云金芽孢杆菌是目前国际上生产量最大并成功地用于防治农、林、贮粮害虫和一些卫生害虫的微生物杀虫剂，苏云金芽孢杆菌在形成芽孢的同时，可以形成一种由杀虫晶体蛋白组成的伴孢晶体，它的主要杀虫活性成分是伴孢晶体蛋白。研究发现，这种蛋白对多种农林害虫具有特异性杀伤作用。昆虫取食芽孢晶体混合物后，晶体在昆虫体内的中肠碱性环境和蛋白酶的作用下被降解形成杀虫活性蛋白，研究结果表明这些毒蛋白单独作用或不同蛋白间协同作用对昆虫具有不同程度的毒杀作用，进一步加强苏云金芽孢杆菌在防治和控制害虫危害方面的研究，对于保护人类生存环境实现可持续发展具有重大意义。苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)是目前产量最大、使用最广的生物杀虫剂。关于采用苏云金芽孢杆菌发酵滤液用来提高黑麦草抗重金属能力的方法尚为见文献报道。

土壤重金属污染问题一直是影响农产品质量安全，危害人体健康的严重环境问题，利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或将其转化为低毒产物，从而降低重金属污染程度，是生物修复重金属污染的重要途径。微生物在生长过程中能够分泌有机酸等代谢产物，具有溶解重金属和含重金属的矿物的能力。本研究将外源重金属溶液加入到含有不同堆肥微生物菌剂的草坪土壤基质中，探讨不同堆肥微生物对缓解外源重金属对草坪植物的不良影响，为利用微生物吸附重金属离子，降低重金属对草坪植物的损害提供参考。

发明内容

本发明采用的苏云金芽孢杆菌（拉丁名：Bacillus thuringiensis）菌种保藏号:CFCC10206,保藏单位：中国林业微生物菌种保藏管理中心，对外可以提供。

生理生化特性：细胞呈革兰氏阳性，杆状，大小为1.0-1.2×3-5μm。形成半孢晶体，对阿拉伯糖甘露醇不产酸产淀粉酶，硝酸盐还原到亚硝酸盐。

苏云金芽孢杆菌毒性：对人、畜低毒，大鼠口服急性LD₅₀ 852.7-856.7毫克/公斤，对家禽、鸟类、鱼、畜等低毒。