[发明专利]苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂及其制备方法与专用培养基

说明书

技术领域

本发明涉及环境工程领域，特别涉及苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂及其制备方法与专用培养基。

背景技术

城市污泥是污水处理过程中必然产生的沉淀物。污泥的不规范处置已成为当今城市环境的新隐患。如何妥善处置这些数量日益庞大的有机固体废弃物，是污水处理厂最头痛的问题之一。一般来说，污水处理与处置费用约占污水处理总费用的30-40％。现行的污泥填埋、土地利用、焚烧等处置方式都存在各自难以克服的缺陷，且不能满足当前资源化的实际需要。

实际上，城市污泥中含有大量可被微生物利用的碳、氮、磷以及微量元素等营养物质。典型城市污泥中碳水化合物与蛋白质含量分别达到10％和30％左右，蛋白质含量几乎可以与玉米粉和小麦粉相媲美。因此，如何采用微生物方法将污泥转变为高附加值产品已成为国际上污泥资源化技术中最前沿、最活跃的研究领域。例如，中华苜蓿根瘤菌(Sinorhlizobium meliloti)能在污泥为唯一原料的培养基中大量生长，利用污泥的这一特性，可以将之转化为根瘤菌接种剂；再如，以碱处理污泥为唯一原料，利用厌氧发酵法可以将污泥中的碳水化合物转化为生物氢气(Biohydrogen)，序批式摇瓶试验结果表明产氢率可达16.6mg H₂/g干污泥，尽管这一产氢率离实际应用差距甚远，但它已为污泥的微生物转化技术点起了“星星之火”。此外，国外一些研究者正积极探索以污泥为原料制L-乳酸、制生物降解塑料的微生物转化方法。从本质上看，上述污泥微生物转化方法都基于一个共同点：污泥具有可供微生物正常生长和新陈代谢所需的物质基础。

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，又简称苏云金杆菌或Bt)是一类能在代谢过程中产生伴孢晶体(即杀虫晶体蛋白)的革兰氏阳性细菌，是目前世界上产量最大的微生物杀虫剂(占微生物杀虫剂总量的90％以上)，广泛应用于防治农、林和果树害虫、贮藏害虫以及卫生害虫。与化学杀虫剂相比，Bt杀虫剂具有选择性强，对人畜无害，环境友好等优点。目前Bt杀虫剂主流生产工艺是液体深层发酵，主要以各种工农业产品或农副产品，如葡萄糖、蛋白胨、黄豆粉、玉米淀粉、麦麸等为原料，原料价格过高(约占总生产成本的20-35％)是Bt杀虫剂难于普及的主要限制因素。因此，如何采用低成本、当地可得的工农业废弃物为原料，降低发酵生产成本，对于Bt杀虫剂这一生态无害型生物农药的推广应用有重要意义。

经国内外文献与专利检索，尚未见到利用城市污泥为原料发酵生产苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂及其制备方法与专用培养基，采用本发明提供的方法制备微生物杀虫剂，可以充分利用污泥，降低生产成本。

本发明提供的制备苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂的培养基，是将污泥与矿质盐、消泡剂混合得到的培养基。

所述1L培养基中，污泥的固体质量为20-50g，矿质盐为0.5-1.5g，消泡剂为1.0-5.0g，其余为水。

上述污泥的固体中的碳水化合物含量为104-150g/kgTS(克每千克总固体)，蛋白含量为300-380g/kgTS，磷含量为4-10g/kgTS。

上述培养基中矿质盐包括磷酸氢二钾、硫酸镁和硫酸锰。上述1L培养基中，矿质盐优选由0.5-1.0g磷酸氢二钾、0.1-0.4g硫酸镁和0.01-0.04g硫酸锰组成。

所述消泡剂选自下述4种物质中的至少一种：泡敌、聚丙二醇、豆油和花生油，所述消泡剂优选是泡敌。

上述培养基的pH为6.7-7.3。pH的具体调制方法如下：首先将培养基的pH调至9.5-10.0，经15磅压力与121℃温度灭菌30-60分钟，冷却至35℃备用，灭后pH约为7.0-8.0。调节pH用的碱可为NaOH、KOH或Ca(OH)₂，优选用NaOH；调节pH用的酸通常为HCl。

本发明提供的苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂的制备方法，包括如下步骤：将苏云金芽孢杆菌置于上述的培养基中进行发酵培养，制得苏云金芽孢杆菌微生物杀虫剂。