本发明专利技术涉及一种以改性及非改性凹凸棒土为载体固定芽孢杆菌的复合材料的制备方法，属于微生物肥料、植物病害生物防治、土壤修复、污染治理的技术领域。该微生物-矿物固定化技术是将适量凹凸棒土和适量的芽孢杆菌活菌制剂按一定的工艺制成。能够促进植物生长、可抑制多种作物的根腐病、枯萎病、软腐病等土传病害，并具有抑制线虫产卵的效果；该复合材料还具有保持植物根系局部水分，增强植物抗旱、抗盐碱、抗氧化的能力；此外，该材料还可用于净化水体有机污染物、吸附土壤重金属、减轻土壤板结、保墒、保肥的效果。本发明专利技术产品为环境友好型复合材料，其正确使用不会危害环境及造成污染，具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】凹凸棒±负载芽抱杆菌复合生物活性材料的制备及应用
本专利技术属于微生物领域。主要设及凹凸棒±固定化芽抱杆菌的矿物复 合材料的制备及其应用。
技术介绍
随着人们对于生态环境的重视W及对绿色安全、有机无公害食品需求的不断增 加，环境友好型农药及化肥日趋成为农业生产发展问题中的研究热点。半个多世纪W来，化 学农药防治病虫害虽然对农业生产起到了重要的作用，但长期不合理使用化学农药产生了 诸多问题，例如化学农药的高毒、高残留不仅对人、畜的健康造成危害，而且对±壤、水体、 大气造成严重污染，破坏生态平衡。同时，由于病菌和害虫抗药性的不断增强，农药的使用 量和使用频度不断加大，出现了用药量与病害相互递增的恶性循环。其次，由于我国长期不 合理大量使用无机化肥，破坏了±壤的结构，±壤板结严重，±壤结构失去平衡，致使化肥 施量增多而无明显效果。要解决运些问题迫切需要我们找到环境友好型及生态平衡型的传 统农药化肥的替代品。W生物农药为主的生物防治是目前最环保、生态的防治方法，利用该法，可W通过 直接或间接的作用方式来防治害虫、病害和杂草，并且对人畜无毒，不污染环境；对病虫害 的杀伤特异性强，不伤害天敌及有益生物，能保持生态平衡。目前，W芽抱杆菌为主的生物 农药已被广泛应用于田间并大面积推广使用，特别是解淀粉芽抱杆菌能够迅速定殖在植物 根部，通过大量快速繁殖，与病原菌竞争营养及生存空间、分泌抑菌物质及蛋白酶、激发植 物体的抗性免疫机制、促进植物生长等综合作用形成对±传病害的预防与防治效果。 凹凸棒± (palygorskite)又称坡缕石，因其具层、链、纤维状晶体结构和纳米级 孔穴通道微观构造而具吸附性、缓释性、分散性、悬浮性和离子强交换性等性质。凹凸棒± 是一种矿产资源，它含有生命体所需的12种微量元素，其中甘肃境内的凹凸棒±矿舰、砸、 锋含量较高。凹凸棒±由于有较大的比表面积及一定的阳离子交换容量，使得它能够改变 ±壤的物化性状，协调±壤的水肥气热，增加±壤的保水保肥能力。凹凸棒±的多孔晶体结 构，可W改善对水分的通透性能，对沙质±壤能增强其保水性，对粘重板结±壤能增强其透 水性，不仅是理想的保水剂，而且能有效地防止氮素挥发损失。凹凸棒上不仅是良好的上壤 改良材料，而且其本身就是肥料，单独把凹凸棒±矿粉加入到±壤中去，就可W达到使农作 物增产5%~10%的作用。 阳〇化]凹凸棒±由于具有较高的阳离子交换容量和比表面积，使其能够吸附和络合重金 属离子，从而降低±壤重金属残留及降低±壤农药残留，但研究表明，坡缕石对重金属阳离 子吸附作用的强弱与被吸附离子电负性和原子半径有关，具有一定的选择性；此外，凹凸棒 ±还可作为水体有机污染物治理材料，但一些研究表明，凹凸棒±常与其它非生物材料复 合使用，结果虽然可W提高吸附效率，但有些非生物材料如活性炭等容易造成水体二次污 染。 微生物也被普遍应用于重金属污染±壤修复及有机物污染废水处理，其中，尤W 芽抱杆菌处理该类污染效果突出，芽抱杆菌属菌株的细胞壁表面存在一层很厚的网状肤聚 糖结构，加之诸如解淀粉芽抱杆菌等菌株能够分泌胞外多糖、类胶原蛋白等具有粘附效应 的次生代谢物，使其具有强大的吸附重金属及有机物污染的能力，此外，它们还能通过离子 交换、络合作用等吸附重金属；在水体除污中，芽抱杆菌主要通过对重金属离子的氧化还 原、甲基化和去甲基化作用来修复水体，但由于微生物活性受环境因素的影响较大，单独施 加微生物进行生态修复在环境中不易聚集、存活率低，进而影响其修复效果。 综合W上二者的性能，W凹凸棒±负载芽抱杆菌的复合生物活性材料不仅可W弥 补施加单个材料的缺点，还能强化二者的效应，经过凹凸棒±固定及负载芽抱杆菌的复合 材料，作为生物肥料及农药：不仅能够促进植物生长，抑制±传病害，还具有肥效缓释作用； 作为生态修复材料：能够长效及生态友好地集中修复上壤及水体污染，因此，该微生物-矿 物复合材料具有良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服化学农药及化肥在农田的有害残留、单一材料作为肥料或 ±壤污水改良剂有效性低的现状而提供一种不仅能促进植物生长、防治±传病害，还能够 减轻±壤板结、增强±壤的有机含量、提高±壤保墙保肥性能、降解±壤中的重金属及有害 物质的残留量并改善农产品品质的新型环境友好型微生物-矿物复合材料。 为达到上述目的，本专利技术提出一种W改性及非改性凹凸棒±为载体固定芽抱杆菌 的复合材料的制备方法及其应用。 本专利技术的技术方案是： 一、本专利技术由W下材料及其百分配重比：凹凸棒± 100%，芽抱杆菌2%~8%。每 克该复合肥料中含芽抱杆菌活芽抱数5.OXIO9~2.OX10 1°个。 二、本专利技术的制备工艺过程： 凹凸棒±酸（碱）改性制备方法： (1)、称取提纯凹凸棒±IOg放入250血锥形瓶中，加入改性剂Imol/L肥I(2mol/ LNaOH)，提纯凹凸棒±和肥I(化OH)W1:10的比例混合。[001引 似、将混合好的样品置在25°C条件下于15化pm摇床振荡改性化。(3)、取出样品在4000rpm离屯、机进行离屯、分离，弃去上层清液，再用蒸馈水洗涂 并离屯、分离。 (4)、用0.Imol/L的硝碱银溶液检测无氯离子之后，于105°C的条件下烘干，制得 改性凹凸棒±。 芽抱杆菌发酵制备方法： (1)、一级种子培养 将-80°c冻存的原菌种在平板培养基上划线活化培养，36~40°C过夜培养。用接 种环挑取平板上长出的单克隆菌落接种于装有50mL灭菌种子液培养基（蛋白腺10邑/1，酵 母提取物5g/l，化CIlOg/l，抑7. 0)的150血S角瓶，37°C，200巧m摇床振荡培养8-lOh， 得到菌悬液；将培养的50血种子菌悬液全部接种于装有2.化灭菌种子液培养基的化大罐 中，罐口用16层灭菌纱布封口W保证溶氧量，37°C，200巧m摇床振荡培养12-1化。 (2)、二级增殖扩大培养使用RTY-MZlO化-IO(K)L液体发酵罐进行增殖扩大发酵。发酵罐容积1000L。发 酵体积为80化，罐体空灭后先加水40化，加入种子液培养基，再加入食用豆油作为消泡剂 并开始揽拌，揽拌速度为30化pm，最后加水至80化混匀发酵培养基，开始实灭，实灭溫度为 126°C灭菌比，发酵罐灭菌后待溫度下降至85°C时开启揽拌机到30化pm，继续降溫至42°C 时加入步骤（1)培养的种子液，发酵溫度42°C培养1化~1化左右，溶氧量保持在60%左 右，培养至菌落浓度为1. 0X1〇1°~9. 9X10 "CRJ。 (3)、固态发酵菌剂制备 将步骤（2)发酵的芽抱杆菌培养液在常溫、500化/min的条件下离屯、40min;将菌 体离屯、沉淀放入半乳糖保护剂中，再在无菌条件下真空冷冻干燥，粉碎过筛后备用。其中步 骤（3)中菌体离屯、沉淀物与保护剂的质量比为1:1。=、凹凸棒±负载解淀粉芽抱杆菌的矿物复合肥料对作物±传病害的田间防治效 果。 阳026] 从兰州、中宁寻找百合枯萎病（Fusariumo巧sporum)发病地、构杞根腐病 (F'usariumsolani)发病地和辣椒疫病（Phyto地thoracapsiciLeonian)发病地，最终确定 的发病地按发病情况，均匀分成本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种凹凸棒土负载芽孢杆菌复合生物活性材料，其特征在于，将芽胞杆菌活菌及其芽孢固定在凹凸棒土材料上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王若愚，尚千涵，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62
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