[发明专利]一种生物炭基芽孢杆菌菌剂的固态发酵制备及其应用

说明书

本发明涉及的是生物炭基芽孢杆菌制剂的固态发酵工艺和菌剂的应用，属于微生物、土壤改良剂和生态改良应用领域。本发明提供一种以生物炭为主要原料，包含编号为CCTCC M20211144的短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)YG35的固态菌剂JHM03。固态发酵培养基配方为：以生物炭为基质，糖蜜2.5％，大豆粉2.0％，水48％，培养条件为接种量13％，温度30℃，发酵4天。制备的生物炭基芽孢杆菌菌剂JHM03，有效活菌数≥2.5×10⁸CFU/g。菌剂JHM03钝化土壤镉，减少蔬菜吸收镉，显著促进蔬菜生长，增加土壤有机碳。

技术领域

本发明属于微生物、土壤改良剂和生态改良应用领域，涉及芽孢杆菌固态发酵制备微生物菌剂的工艺，以及微生物菌剂在土壤修复和增加土壤碳汇等领域的应用。

背景技术

我国土壤重金属污染日益严重。在这些重金属污染土壤中生长的蔬菜，其重金属含量一般都会超标，并以铅和镉超标为最多。重金属污染农田土壤修复的三种方法中，物理修复消耗人力、物力，并且治标不治本，化学修复可能造成二次污染，而生物修复中的微生物修复通过生物吸附和生物氧化—还原机制对污染土壤进行修复，具有效果好、投资省、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染等优点，日益成为污染土壤修复研究的热点。

中国微生物菌剂领域的发展十分迅速，在修复土壤污染方面的应用正逐步上升。随着我国对生态农业和有机农业的推广与发展，固态发酵技术在农业生产中的应用日益广泛，已涵盖土壤改良剂、植物保护、生物饲料等多个领域。与液态发酵相比，固态发酵用水量少、“三废”排放少、能量消耗少、设备投资少、原料适用性强、产物浓度高。发展与推广固态发酵技术，替代或部分替代液态发酵，在节能减排中具有重要意义。细菌、放线菌和真菌等微生物菌剂均可采用固态发酵的方法生产。但有关修复菌剂的发酵培养基和培养条件优化技术、以及符合《农用微生物菌剂》国家标准的产品还很少见。

生物炭是由可再生生物质在密闭缺氧的条件下，经过高温热解而成的一种高科技产品。生物炭含碳量丰富、孔隙多、稳定性强，它能改善土壤质地，提高土壤肥力，增强土壤碳汇能力，降低重金属对植物的毒害，作为土壤改良剂被广泛应用。考虑到生物炭多孔性和营养作用，可以将生物炭作为微生物菌剂的载体材料。但大多数研究都将生物炭与菌液混合或与菌液混施。有关利用生物炭作为基质进行固态发酵生产菌剂的应用还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对固态发酵活菌数较低的问题，提供一种能够提高微生物菌剂有效活菌数的固态发酵工艺。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

保藏编号为CCTCC NO:M 20211144的短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)YG35在降低蔬菜及农田土壤Cd含量、促进蔬菜生长和/或增加土壤有机碳含量中的应用。

保藏编号为CCTCC NO:M 20211144的短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)YG35在制备降低蔬菜及农田土壤Cd含量、促进蔬菜生长和/或增加土壤有机碳含量的生物菌剂中的应用。

一种生物炭基芽孢杆菌菌剂，以含有生物炭的固态发酵培养基发酵权利要求1中所述的短小芽孢杆菌YG35制备得到.

作为本发明的一种优选，所述的固态发酵培养基由生物炭、糖蜜、大豆粉和水组成。

作为本发明的进一步优选，所述的固态发酵培养基以生物炭的质量为基准，其他组分的分重量百分比为：糖蜜2-3％、大豆粉1-3％、水45-50％。

作为本发明的更进一步优选，将生物炭过20目筛，取100g生物炭放入500mL锥形瓶中，再加入2.5％糖蜜(重量比)，2.0％大豆粉(重量比)，50mL水，搅拌均匀后封口，于121℃下灭菌25min后冷却即得固体发酵培养基。

作为本发明的一个优选实施例，所述的固态菌剂中YG35细胞数量达到2×10⁹CFU/g以上。