利用有機廢棄物生產(chǎn)蘇云金桿菌（Bt）生物農(nóng)藥的研究.pdf

1、蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是目前使用量最大的生物殺蟲劑,其生產(chǎn)成本過高限制了其大面積的推廣應(yīng)用。蘇云金桿菌的原料成本占整個生產(chǎn)成本的30％～40％,選擇低成本的原料是生產(chǎn)和推廣的關(guān)鍵。本文采用多種廢棄的有機物作為蘇云金桿菌的發(fā)酵原料,既降低了蘇云金桿菌生物殺蟲劑的生產(chǎn)成本,又為有機廢棄物的處理處置提供了一個新的途徑。 本文采用活菌計數(shù)和生物毒性測定相結(jié)合的方法,以本實驗室分離保藏的Bt546

2、菌種為材料,研究了不同有機廢物(動物毛發(fā)、沼液、城市污泥)作為發(fā)酵培養(yǎng)基生產(chǎn)Bt的效果,并與Bt的常規(guī)培養(yǎng)基(黃豆粉培養(yǎng)基)相比較,并在此基礎(chǔ)上,探索了Bt在土壤中的環(huán)境行為。結(jié)果表明,利用毛發(fā)水解液培養(yǎng)基發(fā)酵Bt,發(fā)酵48h總菌數(shù)達(dá)到5.0×108個/mL,芽孢數(shù)達(dá)到1.0～2.0×108個/mL,效果略低于黃豆粉培養(yǎng)基(總菌數(shù)1.0～5.0×109個/mL,芽孢數(shù)7.0×108～3.0×109個/mL);利用沼液發(fā)酵Bt,三種沼液(

3、沼液A：主要發(fā)酵材料是稻草秸稈和綠藻,沼液B：主要發(fā)酵材料是稻草秸稈和牛糞。沼液C：主要發(fā)酵材料是稻草秸稈)中的沼液A和沼液B兩種原料發(fā)酵48h總菌數(shù)達(dá)到2.0～7.0×109個/mL,芽孢數(shù)達(dá)到1.0～4.0×109個/mL,可以達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)水平,而沼液C發(fā)酵效果不理想,產(chǎn)生的菌數(shù)和芽孢數(shù)均較低：城市污泥發(fā)酵Bt,48h總菌數(shù)達(dá)到1.28×109個/mL,芽孢數(shù)達(dá)到9.8×108個/mL,水解污泥效果略差。在芽孢和伴孢晶體大量形成時間

4、方面,毛發(fā)水解液培養(yǎng)基、三種沼液要提前6h左右；城市污泥要提前10h左右。測定發(fā)酵結(jié)束時各發(fā)酵液的晶體毒蛋白濃度,毛發(fā)水解液(分別為2.75mg/mL和2.73 mg/mL)、兩種沼液(分別為2.74 mg/mL和2.69 mg/mL)、城市污泥發(fā)酵液(2.77mg/mL)中晶體毒蛋白濃度均高于常規(guī)培養(yǎng)基中晶體毒蛋白濃度(2.65～2.72 mg/mL)。以棉鈴蟲為試蟲的生物毒力測定結(jié)果表明：毛發(fā)水解液、沼液A和沼液B、城市污泥發(fā)酵的B

5、t致死率均高于常規(guī)培養(yǎng)基。試驗證明,可以利用廢棄毛發(fā)、富含營養(yǎng)物質(zhì)的沼液、城市污泥生產(chǎn)Bt生物殺蟲劑。 研究進(jìn)一步表明,在受試的有機廢物中,城市污泥因無需經(jīng)特殊處理,且生產(chǎn)成本最低,生產(chǎn)效果好,極具應(yīng)用前景。試驗證實,菌株Bt546在城市污水污泥中的最佳生長條件為：污泥含固率控制在2.0％左右,發(fā)酵初始pH 7.0、發(fā)酵溫度30℃,發(fā)酵時間36h。在此條件下發(fā)酵生產(chǎn)蘇云金桿菌,總菌數(shù)可達(dá)8.2×109個/mL左右,芽孢數(shù)3.5×

6、109個/mL。為深入了解導(dǎo)入土壤中的晶體毒蛋白的環(huán)境行為及其殺蟲活性,本文研究了Bt晶體蛋白在土壤中的吸附解吸狀況以及Bt在土壤中的存活動態(tài).結(jié)果表明,蘇云金桿菌在土壤中能夠存活,且細(xì)胞數(shù)先隨時間下降趨勢而后在15d左右達(dá)到一個平衡。殺蟲晶體蛋白易被土壤膠體吸附,當(dāng)加入晶體蛋白濃度為1.0 mg/mL時,黃棕壤膠體對晶體蛋白的吸附基本達(dá)到飽和,吸附量為0.32 mg/mg。中性鹽NaCl對黃棕壤吸附晶體蛋白的解吸率為3.2％,磷酸鹽緩