一種雙微生物發(fā)酵制備γ-聚谷氨酸有機(jī)肥的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種雙微生物發(fā)酵制備丫-聚谷氨酸有機(jī)肥的方法，屬于有機(jī)肥生產(chǎn)
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國傳統(tǒng)肥料需求進(jìn)入瓶頸期，開發(fā)新型肥料一直是行業(yè)內(nèi)的熱點。聚谷氨 酸肥料是一種新興功能性肥料，據(jù)研究報道，丫-聚谷氨酸對小白菜、玉米、煙葉的種植與栽 培同樣產(chǎn)量時肥料使用量減少10%W上，或在同樣施肥量前提下提高作物產(chǎn)量10%W上。 T-聚谷氨酸是一種多聚氨基酸，它具有高絮凝活性，對上壤的金屬離子有良好的吸附性， 可有效改善±壤的重金屬污染，同時提高鋒、鐵等離子對作物的有效性；聚谷氨酸與±壤結(jié) 合還可W改善±壤結(jié)構(gòu)，增加±壤保水、保肥性能，因此通過添加聚谷氨酸制備各種肥料的 發(fā)明也有不少公開。例如，CN104003783A(CN201410261189)公開了一種功能性顆粒狀大 量元素水溶肥，其原料組分重量份是：尿素345~350份、硝酸鐘210~220份、憐酸二氨 鐘240~250份、硫酸鐘20~30份、憐酸一錠110~115份、棚酸11~11. 6份、EDTA馨 合鋒6~6. 6份、邸TA馨合鐵7~7. 7份、邸TA馨合儘3~3. 9份、屯鋼酸錠0. 1~0. 2 份、聚谷氨酸5~10份。該肥料具有保水、抗旱，肥料利用率高，改良、修復(fù)±壤等功能； CN103936521A提供一種新型高效復(fù)混肥料及其制備方法，該肥料組成是：生物增效劑2~5 份、硫酸鋒20~30份、硫酸儀20~30份、腐植酸15~25份、硫酸棚10~20份、硫酸儘 5~15份、鋼酸錠1~4份，其中，生物增效劑組分及重量份數(shù)為：聚天冬氨酸65~85份 和聚谷氨酸15~35份。
[0003] W上所述現(xiàn)有技術(shù)中的各種肥料都是復(fù)配的組合物，所添加的是提純的聚谷氨 酸，而提純工序會大量增加成本，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大量使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雙微生物發(fā)酵制備丫-聚谷氨酸有機(jī)肥的 方法，也即，利用兩種微生物先后進(jìn)行固體發(fā)酵生產(chǎn)含有丫-聚谷氨酸的有機(jī)肥的制備方 法。
[0005] 本發(fā)明還提供制備的丫-聚谷氨酸有機(jī)肥的應(yīng)用及施用方法。
[0006] 術(shù)語說明：
[0007] PDA斜面培養(yǎng)基，是對馬鈴馨葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基的簡稱，配方：馬鈴馨200份，葡 萄糖20份，瓊脂15~20份，自來水1000份。
[0008] 食用菌培養(yǎng)料廢渣，是栽培食用菌后廢棄的培養(yǎng)料，培養(yǎng)料主要成分有棉巧殼、棉 絨、玉米忍、銀末、作物賴桿、麥教、菌絲體等。
[0009] 慷醒渣，是W玉米忍、玉米桿、稻殼、棉巧殼等為原料生產(chǎn)慷醒（巧喃甲醒）過程中 的廢渣，作為一種生物質(zhì)類廢棄物含有大量的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等。
[0010] 丫-聚谷氨酸是水溶性多聚氨基酸，分子量分布在lOOkDa到lOOOOkDa之間。 陽011] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0012] 一種雙微生物發(fā)酵制備丫-聚谷氨酸有機(jī)肥的方法，包括如下步驟：
[0013] (1)制備谷氨酸棒桿菌種子液
[0014]a、用PDA斜面培養(yǎng)基將谷氨酸棒桿菌菌種活化；
[0015] b、按質(zhì)量份，取葡萄糖30份，玉米粉60份，蛋白腺2份，酵母粉2份，憐酸二氨鐘 1. 5份，硫酸儀1份，氯化鋼2份，水1000份，抑值7. 0,0. 11兆帕壓力下滅菌30分鐘，制成 液體培養(yǎng)基A;將步驟a活化后的谷氨酸棒桿菌接入制成的液體培養(yǎng)基A中，于28~32 °C、 150轉(zhuǎn)/分鐘的搖瓶中培養(yǎng)16~20小時；得谷氨酸棒桿菌種子液刺子液菌活1Xl〇s個/ 克~5Xl〇s個/克；備用；
[0016] (2)制備枯草芽抱桿菌種子液
[0017]a、用PDA斜面培養(yǎng)基將枯草芽抱桿菌菌種活化；
[001引 b、按質(zhì)量份，取葡萄糖20份，玉米粉30份，蛋白腺5份，酵母粉5份，憐酸二氨鐘1 份，硫酸儀1份，氯化鋼2份，水1000份，抑值7. 0,在0. 11兆帕壓力下滅菌30分鐘，制成 液體培養(yǎng)基B;將步驟a活化后的枯草芽抱桿菌接入制成的液體培養(yǎng)基B中，于28~3(TC、 150轉(zhuǎn)/分鐘的搖瓶中培養(yǎng)20~24小時；得枯草芽抱桿菌種子液刺子液菌活1Xl0s個/ 克~5Xl0s個/克；備用；
[0019] (3)制備發(fā)酵有機(jī)物料
[0020] 按質(zhì)量份，取食用菌培養(yǎng)料廢渣30~45份，粉碎的作物賴桿15~30份，慷醒渣 18~50份，堆置發(fā)酵30~40天，加入±豆粉5~10份，常規(guī)滅菌，得發(fā)酵有機(jī)物料；備 用；
[0021] (4)谷氨酸棒桿菌的固體發(fā)酵
[0022] 按質(zhì)量份，取步驟（3)制備的發(fā)酵有機(jī)物料，按5~lOwt%的接種量接入步驟（1) 制備的谷氨酸棒桿菌種子液，混勻，調(diào)整混合物的含水量至58%~60%，于28~35°C條件 下堆置發(fā)酵28~40小時，中間翻堆一次，得谷氨酸棒桿菌發(fā)酵物；
[002引 妨取步驟（4)制備的谷氨酸棒桿菌發(fā)酵物，按6~15wt%的接種量接入步驟似 制備的枯草芽抱桿菌種子液，混勻，于25~35°C條件下堆置發(fā)酵25~35小時，中間翻堆一 次，發(fā)酵結(jié)束后烘干或涼干；得雙微生物發(fā)酵的丫-聚谷氨酸有機(jī)肥。
[0024] 所述谷氨酸棒桿菌選用谷氨酸棒桿菌III型（Corynebacteriumglutamicum)，優(yōu)選 中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中屯、（化inaCenterofIndustrialQiltureCollection英文縮寫CICC)的CICC10111、CICC10112、CICC10113或CICC10114。谷氨酸棒桿菌種子液 的制備也可按現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供步驟（1)的方法是優(yōu)選的。
[00巧]所述枯草芽抱桿菌選用枯草芽抱桿菌枯草亞種度acillussubtilissubsp.Subtilis)，優(yōu)選中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中屯、（化inaCenterofIn化strial 化ItureCollection英文縮寫CICC)的CICC20643。枯草芽抱桿菌種子液的制備也可按現(xiàn) 有技術(shù)，本發(fā)明提供步驟（2)的方法是優(yōu)選的。
[00%] 根據(jù)本發(fā)明，上述步驟（3)中所述作物賴桿選用玉米、小麥、水稻、花生等作物賴 桿。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，上述步驟（3)中所述作物賴桿為玉米賴桿，粉碎至長度2厘 米W下。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，上述步驟（3)中所述食用菌培養(yǎng)料廢渣為栽培杏鮑茹或平 茹的培養(yǎng)料廢棄菌棒，粉碎至顆粒粒徑0. 5厘米W下。其中優(yōu)選食用菌培養(yǎng)料廢渣為栽培 杏鮑茹的培養(yǎng)料廢棄菌棒。
[0029]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，上述步驟（3)為：取栽培杏鮑茹的培養(yǎng)料廢渣35份，粉碎的 玉米賴桿20份，慷醒渣37份，堆置發(fā)酵35天，加入±豆粉8份；
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，上述步驟（4)谷氨酸棒桿菌種子液的接種量為6wt%，33°C條件下堆置發(fā)酵30小時；
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，上述步驟（5)枯草芽抱桿菌種子液的接種量為12wt%，30°C 條件下堆置發(fā)酵28小時。
[0032] 上述制備方法中未詳細(xì)限定的均按現(xiàn)有技術(shù)。
[0033]本發(fā)明方法制備的發(fā)酵有機(jī)肥產(chǎn)品中丫-聚谷氨酸的含量在l%wt.左右，該 丫-聚谷氨酸有機(jī)肥適用于蔬菜、果樹、草本水果等作物。
[0034]本發(fā)明方法制備的丫-聚谷氨酸有機(jī)肥，施用方法如下：
[0035]將本發(fā)明的丫 -聚谷氨酸有機(jī)肥在作物種植前均勻撒施于±壤表面翻耕入±，或 者施于栽植穴內(nèi)，與±混合后在其上移栽幼苗。所述丫-聚谷氨酸有機(jī)肥的用量如下：蔬菜 作物和草本水果每畝500~800公斤，果樹每畝300~600公斤。
[0036]本發(fā)明首先利用谷氨酸棒桿菌發(fā)酵固體有機(jī)物產(chǎn)生富含k谷氨酸的有機(jī)物料， 再用枯草芽抱桿菌對含有k谷氨酸的有機(jī)物料繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生含有y-聚谷氨酸的有機(jī)肥。 該肥料經(jīng)過大田試驗，取得了良好的作物增產(chǎn)效果。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)良效果如下：
[0038] 1.采用雙微生物發(fā)酵工藝，避免了直接加入k谷氨酸
[0039] 丫-聚谷氨酸主要W微生物發(fā)酵法合成制得，而合成聚谷氨酸的微生物主要是 k谷氨酸依賴型微生物，即在培養(yǎng)過程中需要加入培養(yǎng)基中k谷氨酸才能合成丫-聚谷氨 酸。本發(fā)明首先利用谷氨酸棒桿菌發(fā)酵固體有機(jī)物產(chǎn)生富含心谷氨酸的有機(jī)物料，再用枯 草芽抱桿菌對含有k谷氨酸的有機(jī)物料繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生含有丫-聚谷氨酸的有機(jī)肥，避免直 接加入心谷氨酸。
[0040] 2.降低肥料成本
[0041] 目前，含有聚谷氨酸的肥料主要是添加純的聚谷氨酸，而聚谷氨酸的純化是一個 復(fù)雜的工藝過程，因此聚谷氨酸價格較貴，用其生產(chǎn)有機(jī)肥成本較高。本發(fā)明首先利用谷氨 酸棒桿菌發(fā)酵固體有機(jī)物產(chǎn)生富含k谷氨酸的有機(jī)物料，避免直接加入純心谷氨酸；對含 有k谷氨酸的有機(jī)物料繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生含有丫 -聚谷氨酸的有機(jī)肥，也避免直接加入純聚谷 氨酸，減少了提純過程，降低了肥料成本。 陽0創(chuàng) 3、肥料增產(chǎn)效果好
[0043]本發(fā)明利用兩種作物進(jìn)行的田間試驗顯示，與應(yīng)用相同的有機(jī)物原料和現(xiàn)有發(fā)酵 技術(shù)生產(chǎn)的有機(jī)肥相比，本發(fā)明肥料在大棚西紅柿的增產(chǎn)率為6. 9%~10. 3%，白菜增產(chǎn) 8. 4%~12. 5%。
【具體實施方式】
[0044] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。實施例中的原料用量份數(shù) 均為質(zhì)量份，所有的百分比均為質(zhì)量百分比（Wt% )。
[0045] 谷氨酸棒桿菌選用谷氨酸棒桿菌III型（Corynebacteriumglutami州m)CICC10111 和CICC10112、中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中屯、購得，其中實施例1-2用CICClOlll，實施 例 3-4 用CICC10112。 柳46] 枯草芽抱桿菌選用枯草芽抱桿菌枯草亞種度acillus subtilis subsp. Subtilis)CICC20643,中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中屯、購得。
[0047] 玉米賴桿和花生賴桿粉碎至過2毫米孔篩，食用菌培養(yǎng)料廢渣粉碎至粒徑小于 0. 5厘米，±豆粉碎過20目篩。食用菌培養(yǎng)料廢渣為栽培杏鮑茹和平茹的廢棄菌棒，其中實 施例1-2用栽培杏鮑茹的培養(yǎng)料廢渣，實施例3-4用栽培平茹的培養(yǎng)料廢渣。葡萄糖、玉米 粉、蛋白腺等均為市售產(chǎn)品。
[0048] 實施例中的含量％均為質(zhì)量百分比。 W例實施例1 :一種雙微生物發(fā)酵制備含丫-聚谷氨酸有機(jī)肥的方法，步驟如下：
[0050] (1)制備谷氨酸棒桿菌種子液
[0051]a、用PDA斜面培養(yǎng)基將谷氨酸棒桿菌CICC10111菌種活化；
[0052]b、取葡萄糖30克，玉米粉60克，蛋白腺2克，酵母粉2克，憐酸二氨鐘1.5克，硫酸 儀1克，氯化鋼2克，水1000克，調(diào)抑值至7. 0,在0. 11兆帕壓力下滅菌30分鐘，制成液體 培養(yǎng)基；將步驟a活化后的谷氨酸棒桿菌（CICC10111)接入液體培養(yǎng)基中，于30°C、150轉(zhuǎn) /分鐘的搖瓶中