一种解磷细菌培养基及解磷菌肥的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用啤酒废水污泥混合麸皮制备解磷细菌培养基并制备解磷菌肥的方法，其中所述培养基包括72-77重量份的啤酒废水污泥和23-28重量份的麸皮，然后在该培养基上接种解磷细菌，在28~32℃的条件下放入微生物固态培养箱中进行固态培养，每隔9h时通风翻料一次。本发明方法不仅克服了现有磷细菌微生物肥料生产培养基的缺点，培养基原料易获取，培养基组成简单，生产过程中工艺条件温和，易控制、设备要求简单易行、投资小、成本低，便于工业化应用，而且资源化利用了啤酒厂排放的固体废弃物即啤酒废水处理污泥，减少了污染物的排放，保护了生态环境，产生了经济效益和社会效应。
【专利说明】一种解磷细菌培养基及解磷菌肥的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种解磷细菌培养基及解磷菌肥的制备方法，属于微生物【技术领域】。【背景技术】
[0002]磷是植物生长发育必需的重要元素之一，但是我国有74%的耕地土壤缺磷，土壤中95%以上的磷为无效磷，植物很难利用。长期以来，为了提高农作物的产量，在生产中人们大量使用磷肥满足植物对磷的需求，但是磷肥施入土壤后易形成难溶性的磷酸盐并迅速被土壤矿物吸附固定变成无效态磷，植物不能直接吸收，导致磷元素的利用率低，严重影响了农作物的生长，限制了农业生产的发展，所以提高土壤中磷的利用率具有重要意义。大量试验证实，向土壤中施用解磷细菌，不仅能够增加作物磷素吸收量，提高作物产量，还能大大提高磷肥利用率，减少农业资源污染，因此在农业生产中使用解磷细菌是实现农业可持续发展的重要途径，而解磷菌肥则是其中一种使用解磷细菌的方式。
[0003]解磷细菌一般都采用培养基培养，目前较常使用的培养基主要有以牛肉膏蛋白胨为主原料的培养基、以青秸杆粉浸提液和葡萄糖为主原料的培养基、以麦麸浸汁和碳酸钙为主原料的培养基和以菌糠或者污泥、玉米粉和水分混合作为主原料的培养基，前三种培养基除培养解磷菌外，培养基中营养物质不适合用作肥料，第四种培养基培养得到的解磷菌肥其菌种数目往往达不到国家解磷菌微生物肥料的标准，并且这些培养基或多或少都存在着培养基原料不易获取、培养基组成复杂、生产过程中工艺条件要求较高，难以控制、设备要求复杂、投资大、处理成本高，不 便于工业化应用等缺点，导致其大规模应用受到限制。
[0004]例如以牛肉膏蛋白胨等为培养基主原料，通过液态或和固态培养的方式生产解磷菌肥的方法，牛肉膏蛋白胨等是实验室常用的培养基原料，虽然培养效果较好，但是培养量太少，培养过程中所需各种玻璃器皿易碎，代价高，操作复杂，不适宜用于规模化生产实践中。并且牛肉膏蛋白胨等原料价格比较贵，不易获取，一般只用于实验室中，生产实践中成本太高。纯培养过程中对固态和液态培养基的灭菌、无菌情况下的接种等都需要用到专门的设备，增加了设备和技术方面的投入。除此之外，牛肉膏蛋白胨价钱高，大量使用生产成本也比较高。在此种培养基上菌种虽生长良好，但是由于此种培养基营养过于丰富，且与施用环境相差较大，施用后菌种生长会受到杂菌、温度、水分等很多因素影响，生长代谢情况发生变化，解磷效果会受到很大影响。
[0005]以青秸杆粉浸提液和葡萄糖等为主原料的生产方法中，首先需要获取大量的青秸杆，青秸杆只有在籽粒收货初期才能大量获得，获取之后要保藏其新鲜度也比较困难，所以此种培养基的原材料不易获得。此外在这种培养基中还要添加一定量的葡糖糖和抑菌剂，不同浓度的葡萄糖和抑菌剂会对解磷菌的生长产生一定的影响，所以这种培养基的组成也较复杂，加入的葡萄糖和抑菌剂会使生产成本增加。
[0006]以麦麸浸汁、碳酸钙和水分为培养基主原料的生产方法中，麦麸为培养基主原料，所以需要用到大量的麦麸，成本相对来说会比较高，而且需要添加大量的水分制成液态培养基；添加一定量的碳酸韩利于微生物生长，都增加了生产成本。[0007]以菌糠或者污泥、玉米粉和水分混合作为培养基主原料的生产方法中，菌糠:玉米粉:水=25:5:70 (质量比)，需要添加大量的水分、一部分碳源、氮源和无机盐，原料比较贵，成分也较复杂，会致使生产成本也会很高。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就在于针对现有技术的不足，提供一种解磷细菌培养基，该培养基原料来源广、易获取，价格低廉，生产成本低，并且利用该培养基生产解磷菌肥微生物肥料的工艺简单，条件温和、易控制，设备简单、投资小，便于工业化应用。
[0009]为了实现上述目的，本发明采用经过无害化处理达到国家污泥农用标准的啤酒废水污泥作为主要原料，辅加麸皮，混合搅拌均匀得到解磷细菌培养基。其技术方案是这样的:一种解磷细菌的培养基，包括72-77重量份的啤酒废水污泥和23-28重量份的麸皮，其中所述啤酒废水污泥经过无害化处理，其病原微生物指标达到国家污泥农用标准，Ph值为6.5-7.5。
[0010]在所述培养基上接种解磷菌种活化液，解磷菌种活化液的重量占培养基总重量的6-9%，搅拌均匀后置于微生物固态培养箱中培养6天，其中控制培养箱的温度在28~32°C，每隔9小时通风翻料一次，即得解磷菌肥微生物肥料。
[0011]啤酒废水污泥是在生产啤酒过程中产生的废水经处理达到排放标准后，将水分排出后剩下的废弃物 。啤酒废水污泥中含有较多的有机质和氮、磷、钾等营养物质，而这些物质正是微生物生长良好所必须的存在的营养物质，所以利用啤酒废水处理污泥作为解磷细菌微生物生长的培养基是很合适的。
[0012]本发明利用啤酒废水污泥为主原料作解磷菌固态培养基，是因为啤酒废水污泥作为污泥的一种，成分相对比较稳定而且病原菌也较少，重金属含量也低于污泥农用标准，啤酒废水污泥中含有较多的有机质和氮、磷、钾等营养物质，而这些物质正是微生物生长良好所必须的存在的营养物质，所以利用无害化处理过后的啤酒废水污泥作为解磷微生物生长的培养基，是对废物资源的再利用；本发明采用固态培养的方式进行微生物肥料的生产，工艺条件温和，易控制，设备要求简单易行，而且生产结束后固态培养基比较易于施用、保藏及运输。
[0013]与现有的培养解磷菌生产微生物肥料的方法相比，本发明具有以下优点:
1、原料来源广，易获取，价格低廉，成本低；
本发明中培养基所用主原料为啤酒废水处理污泥是在生产啤酒过程中产生的废水经处理达到排放标准后，将水分排出后剩下的废弃物，其中含有较多的有机质和氮、磷、钾等营养物质，污泥中有毒物质的含量也较低，可以作为生产优质肥料的原料。而每年全国啤酒行业产生啤酒废水处理污泥高达30-45万吨，来源比较广。辅料为麸皮，是小麦加工面粉后得到的副产品，用量较少，经济价值不高，便宜易得。
[0014]现有的生产方法用到的原料中，牛肉膏蛋白胨等为主原料的生产方法需要大量的牛肉膏和蛋白胨，再添加各种比例的无机盐，培养基组成较复杂。牛肉膏是用新鲜牛肉经过剔除脂肪、消化、过滤、浓缩而得到的一种棕黄色至棕褐色的膏状物，蛋白胨是将肉、酪素或明胶用酸或蛋白酶水解后干燥而成的，牛肉膏蛋白胨等原料价格比较贵，不易获取，一般只用于实验室中，生产实践中成本太高。[0015]以青秸杆粉浸提液和葡萄糖等为主原料的生产方法中，首先需要获取大量的青秸杆，青秸杆只有在籽粒收货初期才能大量获得，获取之后要保藏其新鲜度也比较困难，所以此种培养基的原材料不易获得。此外在这种培养基中还要添加一定量的葡糖糖和抑菌剂，不同浓度的葡萄糖和抑菌剂会对解磷菌的生长产生一定的影响，所以这种培养基的组成也较复杂，加入的葡萄糖和抑菌剂会使生产成本增加。
[0016]以 麦麸浸汁、碳酸钙和水分为培养基主原料的生产方法中，麦麸为培养基主原料，所以需要用到大量的麦麸，成本相对来说会比较高，而且需要添加大量的水分制成液态培养基；添加一定量的碳酸韩利于微生物生长，都增加了生产成本。
[0017]以菌糠或者污泥、玉米粉和水分混合作为培养基主原料的生产方法中，菌糠:玉米粉:水=25:5:70，玉米粉的价格较麸皮高很多，另外还需要再添加大量的水分、一部分碳源、氮源和无机盐，原料比较贵，成分也较复杂，会致使生产成本也会很高。
[0018]2、工艺流程简单、工艺控制条件温和、设备要求简单、投资少；
本发明采用啤酒废水污泥培养基固态培养解磷菌生产解磷菌肥的方式，只需要将无害化处理好的啤酒废水处理污泥和麸皮按照一定的比例混匀后接种6-9%的解磷菌种，然后放到大型培养箱中培养，控制温度为28~32°C左右，每隔9h通风翻料一次，培养6d即可。工艺流程简单，控制条件也比较温和，对设备没有太大的要求。
[0019]现有的生产方法中，以牛肉膏蛋白胨等为培养基主原料，通过液态或固态培养的方式生产，首先要将配制好大量培养基放在高压灭菌装置中进行灭菌处理，然后在无菌操作台或无菌操作室中分装、冷凝并接种。工艺过程中灭菌装置和无菌操作对设备要求比较高,做大批量培养时要求比较复杂。
[0020]以青秸杆粉浸提液和葡萄糖等培养基的主原料，通过液态培养的方式生产和以麦麸浸汁和碳酸钙为培养基的主原料，通过液态培养的方式生产都需要先将原料处理成粉状，然后添加大量的水分，再按一定比例加入葡萄糖等各种营养物质，灭菌处理后，接种后在大型液态发酵罐中培养，工艺流程比较复杂，高压灭菌装置、无菌操作设备和大型液态发酵罐设备要求都较高。
[0021]以上方法除培养解磷菌外，培养基中营养物质不适合用作肥料。
以菌糠或者污泥、玉米粉和水分等混合作为半固态发酵培养基，通过液态培养的方式生产，需要用到大型的带有搅拌装置的液态发酵罐，设备要求较高，操作较复杂。
[0022]因此，与现有技术相比，本发明提供的解磷细菌培养基及其解磷菌肥的制备方法，不仅原料来源广，易获取，价格低廉，成本低，生产工艺流程简单、工艺控制条件温和、设备要求简单、投资少，便于工业化应用，而且资源化利用了啤酒厂排放的固体废弃物即啤酒废水处理污泥，减少了污染物的排放，安全、无毒、无二次环境污染，保护了生态环境，产生了经济效益和社会效应。
【具体实施方式】
[0023]为了更加清楚的理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。
[0024]以下实施例所用的啤酒废水污泥为同一批无害化处理过的啤酒废水污泥，调整pH值在6.5-7.5之间，其中粪大肠杆菌和蛔虫卵等病原微生物都被完全杀灭，符合国家农用微生物产品的指标(粪大肠杆菌群数< 100个/g，蛔虫卵死亡率> 95%)。
[0025]制备不同比例成分的固态培养基培养解磷菌种并制备解磷菌肥施用效果如下: 实施例1:取无害化处理过的啤酒废水污泥72重量份与28重量份的麸皮搅拌混合均
匀，制得固态发酵培养基4kg，以培养基总量的6%接种解磷菌种子液，混匀后，置于大型微生物固态培养箱中培养，控制温度在28~32°C之间，每隔9h通风翻料一次，培养6d后得解磷菌肥，计有效菌数并测定有机质的含量见下表1所示。
[0026]实施例2:取无害化处理过的啤酒废水污泥77重量份与23重量份的麸皮搅拌混合均匀，制得固态发酵培养基4kg，以培养基总量的9%接种解磷菌种子液，混匀后，置于大型微生物固态培养箱中培养，控制温度在28~32°C之间，每隔9h通风翻料一次，培养6d后得解磷菌肥，计有效菌数并测定有机质的含量见下表1所示。
[0027]实施例3:取无害化处理过的啤酒废水污泥75重量份与25重量份的麸皮搅拌混合均匀，制得固态发酵培养基4kg，以培养基总量的7.5%接种解磷菌种子液，混匀后，置于大型微生物固态培养箱中培养，控制温度在28~32°C之间，每隔9h通风翻料一次,培养6d后得解磷菌肥，计有效菌数并测定有机质的含量见下表1所示。
[0028]对比实施例:取无害化处理过的啤酒废水污泥4kg，按污泥总重量的9%接种解磷菌种子液，混匀后，置于大型微生物固态培养箱中培养，控制温度在28~32°C之间，每隔9h通风翻料一次，培养6d后，计有效菌数并测定有机质的含量见下表1所示。
【权利要求】
1.一种解磷细菌培养基，其特征在于:所述培养基包括72-77重量份的啤酒废水污泥和23-28重量份的麸皮，其中所述啤酒废水污泥经过无害化处理，其病原微生物指标达到国家污泥农用标准，pH值为6.5-7.5。
2.一种以权利要求1所述的解磷细菌培养基制备解磷菌肥的制备方法，其特征在于:在权利要求1所述培养基上接种解磷菌种活化液，解磷菌种活化液的重量占培养基总重量的6-9%，搅拌均匀后置于微生物固态培养箱中培养6天即得解磷菌肥微生物肥料，其中控制培养箱的温度在28~32°C，每隔9小时通风翻料一次。
【文档编号】C05F5/00GK103952356SQ201410176448
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】刘军, 刘小彬, 谢刚, 原海兵, 郇阿梅, 汪正斌 申请人:四川理工学院, 重庆啤酒集团宜宾啤酒有限公司