循环经济生物肥项目建议书(利用鸡粪生产微生物肥料)(编辑修改稿)

循环经济生物肥项目建议书(利用鸡粪生产微生物肥料)(编辑修改稿)内容摘要：

2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 15 程的运用，取得阶段性成果； 完成了载体与功能微生物的亲和性试验，并取得阶段性成果； 完成功能微生物功能的进一筛选，获取更为稳定的优化菌株，并取得阶段性成果； 完成产品的中试工作，获取相应的技术参数和产品样品； 完成了样品的大田试验，并取得相应的试验数据； 完成多次 的中试调整，已获取最佳的产品参数和工艺指标，完成产品产业化的技术路线和条件； 完成了产品产业化的设备选型，已达成和签定了几家设备供应协议；完成项目建设用土的征用和场地的三通一平工作，并通过投标方式确定施工队伍，现已进场开始基础设施的施工。 （二）项目主要内容 1）关键技术 A)多功能载体生物基材料的形成，是项目的基础； 由于该材料占产品的 80%以上的含量，所以它的成本决定了本项目产品的最终价格，也是决定了本产品的最终市场接受程度，因此，原料必需来源广泛的有机废弃物，这就对载体物质的技术要求更高、更复杂； 本 基质材料必须具备承载多种活体功能微生物的条件要求，不含有影响功能菌生存的抗生素等物质、不含有排他性微生物代谢产物。 基质材料不得影响功能微生物的生存和功效的发挥。 因此，要求原料的降解过程是受控的，最终的产物是人为要求的，也就要使生物基材料达到工业发酵的结果；必须满足功能菌正常生存的物理化学条件，如一定的 C/N，一定的营养结果，一定的颗粒空间（即溶氧程度），一定的自由水 /束缚水比例等条件要求。 所以要求代谢过程的可控性； 2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 16 该载体中必需含有一定含量、一定结构的多糖物质，多糖物质的存在主要为功能微生物对无机养分的控释 ，提供必要的络合物载体，为功能微生物实现控释提供条件。 因此，产物对发酵工艺技术提出了更高的要求。 为解决以上三个技术难题，我们在处理生物源有机废弃物发酵菌的培养上，采用了福建农林大学的发明专利技术（专利号： ZL ）； 发明创造名称：粉虱座壳孢菌孢子萌发培养基）。 通过该技术培养出的发酵菌可达到高含菌量、高萌发率的目的。 使得发酵菌在处理有机物时，能实现微生物菌在短时间内对物料的完全覆盖，占领物料的所有生态空间，取得完全生长优势，达到人工接种和工业化发酵的条件。 B) 防虫抗病菌功能 的稳定表达 防虫抗病的功能微生物菌我们采用了淡紫拟青霉菌，该菌株来源于我司与厦门大学生命科学院联合开发选育的菌株（见“联合开发合同书”），该菌株能否在载体材料上得到有效的表达是本项技术的关键。 本项目通过对生产条件、工艺参数改变和优化，首先使最终发酵后的产成品中分生孢子数量更多，增加对线虫的侵染机率。 通过营养条件的改变使菌株遗传更加稳定，活性更强，有利孢子的萌发和对线虫的侵染。 C) 控释功能菌的选育 本菌株来源于我司与南京农业大学微生物实验厂共同选育菌株，通过对母菌株的基因诱变，选育出具有稳定性能，新突 变菌株。 培养出具有稳定的细胞结构，并产生稳定的芽孢多糖荚膜，这种多糖荚膜物质它能与游离的NH4+ P5+、 K1+形成络合物或螯合物，如下结构： 2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 17 [ CH—— CH2—— CH ] n ︱ ︱ OH OH OH + [NH4 ] 1+ +H2O+｛ CH｝ n NH4（ H2O） NH4(H2O) O H O H [ CH—— CH2—— CH ] n 5+ ︱ H H ︱ CH — O O — CH P5+ +〔 CH〕 n ︱ H P ︱ CH — O O — C H ∣ H ∣ OH +1 K+ +〔 CH〕 n K﹙ CH2OH﹚ n 2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 18 由于这些络合物、螯合物的形成过程是可逆性的，其可逆性的原理随周围的 N P5+、 K1+的含量（浓度）减少而逐步释放出被络合、螯合的（ NH4） +、P5+、 K1+。 从而达到对 N、 P2O K2O的控释作用，其释放的速率及被作物吸收的情况通过同位数化学分子跟踪法进行检测，其数据证明，释放的速率同步于作物吸肥速率。 其次通过特殊的选择性培养基工艺，筛选出与载体材料和淡紫拟青霉菌相亲和的菌株，实现功能的稳定发挥。 2) 创新点体现 A) 用专利技术实现载体的创新 在解决有机物的生物代谢途径，我们采用了福建农林大学的发明专利（专利号： ZL ；发明创造名称：粉虱座壳孢菌孢子萌发培养基），来培养里 氏木霉 (Trichoderma reesei)、拟康氏木霉 （ Trichoderma pseudokoningіі） 两种微生物发酵菌。 采用该培养基培养出来的这两种微生物，从菌体形态和菌体数量（ 菌丝层厚而稠密 ） 来看明显优于一般培养基培养出来（如图 02）。 图 02 在显微镜（ 1040 视野）下观察的拟康氏木霉发酵终点的培养物 比较 Compare to the fermented liquid of Trichoderma 2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 19 pseudokoningіі observed in the microscope ⑴ 从镜面和平板计数 的结果表明专利技术培养基含菌量要数倍于一般培养基，这为我们用于定向降解有机废弃物获取目标产物提供重要的基础条件。 ⑵ 从发酵有机废弃物的结果产物来分析：①、主要的产物是低分子多糖、 吡咯并哌嗪 2， 5二酮（ cI）、 3甲基 哌嗪 2， 5二酮 (cII)、 3羟甲基 8羟基吡咯并哌嗪 2， 5二酮（ cIII）、胸腺嘧啶（ cIV）、 3异丁基6另丁基 哌嗪 2， 5二酮 (cV)、 3异丁基 吡咯并哌嗪 2， 5二酮 (cVI)、色氨酸（ cVII）、 maricyclocin（ cVIII）（ 如 图 03）。 多 糖分子结构 HNNOO HNNHOO HNNOOOHHOH2C HNNHOO cI cII cIII cIV 2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 20 HNNHOO HNNOO NHCH2 CHCOOHNH2 cV cVI cVII H NNN HH NOOOO HO 图 03 分子结构图 ②、产物的提取物含量经 Polyamide SC 柱层析 （如图 04） 2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 21 图 04 发酵产物 提 取 物经 Polyamide SC 柱层析的甲醇洗脱组分 (A， B， C)与 低分子多糖 (D， E， F)的 LCESIMS 图谱 ⑶ 从图谱分析比较来看，主要是以低分子多糖成分为主，从分子量来分析主要以 2～ 13 个聚合度的分子多糖为主，这为我们提供了络合或螯合无机化学养分一个很好的载体条件。 通过以上对发酵产物种类和数量的分析，我们采用的福建农林大学的培养基发明专利，培养出来的微生物发酵菌，来处理有机废弃物所获得的发酵 2020 年福建省循环经济抗病、控释生物菌肥 22 产物，不但没有存在任何的抑菌物质，而且还含有丰富的有机营养物质，是一个理想的微生物承载载体。 表 05 为两种载体的成分比较： 表 05 两种载体成分的对比： 一般有机物载体 专利技术的有机载体 硫 化 氢 （ H2S）、 甲 硫 醇（ CH3SH）、二甲基硫（ CH3）2S、 二甲氧基杂色曲菌素 B (aIV) 、 对 苄 氧 基 苯 酚（ aV）、酪氨酸（ aVI）、麦角甾－ 5， 7， 22－三烯－ 3(－醇 (aVII)、 5(, 8(－表二氧麦角甾－ 6, 22－二烯－3(－醇 (aVIII)、丁二酸(aIX)、尿素 (aX)、尿嘧啶(aXI)、甘露醇（ aXII）。 其中 6－甲氧基柄曲菌素（ aII）， 6－二甲氧基杂色曲菌素 B (aIV)、对苄氧基苯酚（ aV） 低分子多糖、 吡咯并哌嗪 2，5二酮（ cI）、 3甲基 哌嗪 2，5二酮 (cII)、 3羟甲基 8羟基 吡 咯 并 哌嗪 2， 5二酮（ cIII）、胸腺嘧啶（ cIV）、3异丁基 6另丁基 哌嗪 2，5二酮 (cV)、 3异丁基 吡咯并哌嗪 2， 5二酮 (cVI)、色氨酸（ cVII）、 maricyclocin（ cVIII） 该载体的形成将为生物肥料及其功能性生物肥料的发展打开了技术瓶颈。 B) 生产工艺。