專利名稱：一種齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基及其應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基，具體涉及一種采用農(nóng)業(yè)廢棄物與麩皮作為原料的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基及其應用。
背景技術(shù)：
化學除草劑的不斷應用暴露出不少弊端，開發(fā)利用微生物尤其是植物病原真菌用于雜草防治，是有效、安全環(huán)保且可持續(xù)發(fā)展的雜草管理方法。開展雜草病原菌的調(diào)查、分離并將其用于生物防治是世界雜草研究中的一個熱點。由于核盤菌屬(Sclerotiniaspp.)的核盤菌(S.sclerotiorum)能引起植物快速發(fā)病，同時殺死多種闊葉雜草，已被篩選用于開發(fā)作為生物除草劑，用于草坪防治西洋蒲公英(Taraxacum officinale)、薊(Cirsium arvense)等雜草(BourdSt et al., 1995;2006;Brosten and Sands, 1986;Quimbyet al., 2004)o該屬的小核盤菌(S.minor),由于其對禾本科植物安全,可以起多種菊科雜草病害，也已被開發(fā)作為生·物除草劑(Abu-Dieyeh et al., 2005; 2006; 2007; Schnick etal.，2002)。齊整小核菌屬(Sclerotium spp.)在生物學和生態(tài)學特性上與核盤菌屬極其類似(Pandey et al.，1996),現(xiàn)在已被作為生物除草劑開發(fā)利用。核盤菌和齊整小核菌生物除草劑一般直接利用菌絲體作為應用的材料，為固體劑型，即以固體發(fā)酵得到的含有菌絲體的固體基質(zhì)直接撒施于田間。在國外，生產(chǎn)齊整小核菌常用的固體基質(zhì)包括大麥粒(Abu-Dieyeh et al., 2005; 2006; 2007; Schnick et al.，2002)、小麥粒(Brosten andSands, 1986; Shukla and Pandey, 2008)、奎奴亞藜和向日葵桿(Quimby et al.，2004)、松木屑(Harvey et al.，1994)等。上述固體基質(zhì)經(jīng)接菌培養(yǎng)后,在應用前通常需要晾干。但是，這些原料價格均較高，大批量生產(chǎn)成本較大，對于發(fā)展中國家來說，比較難以接受。農(nóng)業(yè)廢棄物(agricultural waste)通常指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中植物的莖、桿、皮殼等，它們以及制糖、酒的廢料如甘蔗渣、酒糟等用于微生物發(fā)酵原料生產(chǎn)和提取代謝產(chǎn)物已有廣泛研究(de Vrije et al., 2001; Onuoha et al., 2009; Shabana et al., 2010; Souza etal.，2001)。中國每年產(chǎn)生了大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，包括(X 104t):稻草21129.26、玉米秸桿2020.93、小麥秸桿10718.95及制糖廢料甘蔗渣2079.31，其中絕大部分被焚燒或丟棄(畢于運等，2009)。焚燒農(nóng)業(yè)廢棄物造成環(huán)境污染，排放溫室氣體CO2和浪費大量有機質(zhì)(Croan，2000)。因此，如何利用和處理農(nóng)業(yè)廢棄物是值得考慮和研究的課題。此前，利用麩皮作為基質(zhì)雖然能獲得較高的發(fā)酵效果，但麩皮相對價格較高，因此，需要尋找成本較低的、發(fā)酵效果好的替代培養(yǎng)基。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種生產(chǎn)成本低、且能有效利用農(nóng)業(yè)廢棄物，減少環(huán)境污染的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基及應用其生產(chǎn)含有菌絲體的固體培養(yǎng)基作為生物除草劑的方法。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基，包括固體基質(zhì)和水；固體基質(zhì)包括麩皮和農(nóng)業(yè)廢棄物，麩皮占固體基質(zhì)總重的20%-60%，水和固體基質(zhì)的重量比為20-45:100 ;農(nóng)業(yè)廢棄物選用水稻秸桿、玉米秸桿、油菜秸桿、棉花秸桿、加拿大一枝黃花秸桿、稻殼、假高粱秸桿、有機肥、麥稃基質(zhì)、醋糟、酒糟、園林枯木或鋸木屑。其中，水稻秸桿、玉米秸桿、油菜秸桿、棉花秸桿、加拿大一枝黃花秸桿、假高粱秸桿、園林枯木采用干燥粉碎顆粒。農(nóng)業(yè)廢棄物優(yōu)選干燥粉碎后的玉米秸桿、油菜秸桿、棉花秸桿或加拿大一枝黃花秸桿；麩皮占固體基質(zhì)總重的30%。農(nóng)業(yè)廢棄物還可選用稻殼，麩皮占固體基質(zhì)總重量的40%_60%，優(yōu)選50%_60%。其中水與固體基質(zhì)的重量比為25-40:100，優(yōu)選30:100。本發(fā)明還提供了上述齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基在生產(chǎn)生物除草劑方面的應用，該生物除草劑采用齊整小核菌菌株SC64以液體-固體聯(lián)合發(fā)酵方式進行大批量生產(chǎn)，其中固體發(fā)酵采用上述齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基。制備得到的生物除草劑為含有菌絲體的固體培養(yǎng)基，用于田間除草時，菌體基質(zhì)在土壤含水量25%、pH值為5、25°C條件下具有最大的萌發(fā)生長半徑，最適宜土內(nèi)最大菌絲生長半徑為土壤含水量20%、pH值為7、30°C條件下。對雜草的處理劑量為60-120g/m2。存儲時常溫保存，最佳保存的初始濕度為40%。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點:利用農(nóng)業(yè)廢棄物和麩皮復配作為固體基質(zhì)制備固體發(fā)酵培養(yǎng)基，既能有效培養(yǎng)含有齊整小核菌菌絲體生物除草劑，又能廢物利用，減少污染，降低成本。采用復配方式得到的農(nóng)作物下腳料和麩皮的混合物，在進一步降低成本的同時，達到了最佳發(fā)酵效果。本發(fā)明制備的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基能產(chǎn)生較大密度的菌絲、草酸含量和較高的離體葉片的致病性。利用本發(fā)明固體發(fā)酵培養(yǎng)基制備的含菌絲體的生物除草劑能不僅有效用于雙子葉雜 草的清除，還對單子葉雜草馬唐幼苗具有致病性。本發(fā)明制備的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基成本低、制備工藝簡單，且采用該固體發(fā)酵培養(yǎng)基制備得到的除草劑可在常溫下保存。


圖1為生物除草劑的生產(chǎn)流程圖；圖2為不同土壤環(huán)境對生物除草劑菌絲體萌發(fā)影響；圖3為儲藏溫度對生物除草劑的活力和致病力的影響；圖4為儲藏初始濕度對生物除草劑的活力和致病力的影響；圖2至圖4中的誤差線為標準誤。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。固體基質(zhì)準備:取農(nóng)田或荒地收貨的玉米秸桿、水稻秸桿、油菜秸桿、棉花秸桿、大豆秸桿、加拿大一枝黃花秸桿、假高粱秸桿，于田埂經(jīng)自然曬干后，經(jīng)秸桿粉碎機進行粉碎后備用。園林枯枝粉碎后備用。麩皮、棉籽殼、稻殼、有機肥、麥稃基質(zhì)、醋糟、酒糟、鋸木屑晾曬后直接使用。對比實施例1 (單體基質(zhì)實施例)
固體發(fā)酵培養(yǎng)基制備:分別取上述各固體基質(zhì)，用紗布包好浸潰于去離子水中24h，試驗時取出濾去多余水分，每300g培養(yǎng)基裝入塑料袋系好，常規(guī)高壓滅菌60min后冷卻即得所需固體發(fā)酵培養(yǎng)基。生物除草劑制備:如圖1所示，采用液體-固體聯(lián)合發(fā)酵的大批量生產(chǎn)方式，即先以液體發(fā)酵培養(yǎng)菌絲體，后在固體基質(zhì)或培養(yǎng)基上固定發(fā)酵培養(yǎng)，生產(chǎn)含菌絲體固體基質(zhì)，基質(zhì)在晾干過程中可能會產(chǎn)生菌核。其中，液體培養(yǎng)基為馬鈴薯液體培養(yǎng)基(200g新鮮去皮土豆丁煮汁，蔗糖20g,加蒸餾水至1L)，配置好后將其pH值調(diào)至5.0，每IL三角瓶裝600ml培養(yǎng)基，常規(guī)高壓蒸汽滅菌25min，接種活化的齊整小核菌菌株SC64菌餅10枚，30°C下，IIOrpm培養(yǎng)5d，接種前充分混勻。固體培養(yǎng)基分別采用上述制備的固體發(fā)酵培養(yǎng)基，每袋培養(yǎng)基接入新鮮培養(yǎng)的液體菌種30mL，充分混勻，置于培養(yǎng)架上25 30°C培養(yǎng)待菌絲體長滿基質(zhì)，即得到含菌絲體的生物除草劑。對比發(fā)酵效果實施例1 (單體基質(zhì)實施例)
將對比實施例1中制備得到的含菌絲體的不同固體培養(yǎng)基進行檢測。其中草酸含量檢測參照(n O MHHO K，1981)的方法進行，致病力檢測以30°C條件下，直徑為5mm的除草劑顆粒在熟齡紫莖澤蘭葉片(從頂部往下5 6片真葉)中央培養(yǎng)72小時后所引起的壞死病斑面積為指標。即將新鮮培養(yǎng)的含菌絲體固體基質(zhì)置于預先鋪有濕潤雙層濾紙的9cm培養(yǎng)皿中的紫莖澤蘭葉片中央,每平皿2片葉子，ParafiIm(American NationalCan, Greenwich, CT, USA)進行密封，將培養(yǎng)皿置于30°C，12h L/D的光照培養(yǎng)箱。每試驗處理均4次重復，設置滅菌的固體基質(zhì)為空白對照。結(jié)果如表I所示。表I含有菌絲體的不同固體基質(zhì)對齊整小核菌菌株SC64發(fā)酵草酸產(chǎn)量及致病力的影響
權(quán)利要求
1.一種齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于:所述固體發(fā)酵培養(yǎng)基包括固體基質(zhì)和水；所述固體基質(zhì)包括麩皮和農(nóng)業(yè)廢棄物，所述麩皮占固體基質(zhì)總重的20%-60%，所述水和固體基質(zhì)的重量比為20-45:100 ;所述農(nóng)業(yè)廢棄物選用水稻秸桿、玉米秸桿、油菜秸桿、棉花秸桿、加拿大一枝黃花秸桿、稻殼、假高粱秸桿、有機肥、麥稃基質(zhì)、醋糟、酒糟、園林枯枝或鋸木屑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于:所述水稻秸桿、玉米秸桿、油菜秸桿、棉花秸桿、加拿大一枝黃花秸桿、假高粱秸桿、園林枯枝采用干燥粉碎顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于:所述農(nóng)業(yè)廢棄物選用干燥粉碎后的玉米秸桿、油菜秸桿、棉花秸桿或加拿大一枝黃花秸桿；所述麩皮與農(nóng)業(yè)廢棄物的重量比為30:70。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于:所述農(nóng)業(yè)廢棄物為稻殼；所述麩皮占固體基質(zhì)總重量的40%-60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于:所述麩皮占固體基質(zhì)總重量的50%-60% ;所述水與固體基質(zhì)的重量比為25-40:100。
6.權(quán)利要求1至5任一所述的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基在生產(chǎn)生物除草劑方面的應用，其特征在于:所述生物除草劑采用齊整小核菌菌株SC64以液體-固體聯(lián)合發(fā)酵方式進行大批量生產(chǎn)；所述固體發(fā)酵采用所述齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基及其應用，該固體發(fā)酵培養(yǎng)基包括包括固體基質(zhì)和水；固體基質(zhì)包括麩皮和農(nóng)業(yè)廢棄物，麩皮占固體基質(zhì)總重的20%-60%，水和固體基質(zhì)的重量比為20-45:100；農(nóng)業(yè)廢棄物選用、稻殼、假高粱秸稈、有機肥、麥稃基質(zhì)、醋糟、酒糟、園林枯枝或鋸木屑。本發(fā)明制備的齊整小核菌固體發(fā)酵培養(yǎng)基成本低、制備工藝簡單，且采用該固體發(fā)酵培養(yǎng)基制備得到的除草劑可在常溫下保存。
文檔編號C12R1/645GK103146588SQ20131009579
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月22日
發(fā)明者強勝, 唐偉, 莊超 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學