苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是目前使用量最大的生物杀虫剂,其生产成本过高限制了其大面积的推广应用。苏云金杆菌的原料成本占整个生产成本的30%～40%,选择低成本的原料是生产和推广的关键。本文采用多种废弃的有机物作为苏云金杆菌的发酵原料,既降低了苏云金杆菌生物杀虫剂的生产成本,又为有机废弃物的处理处置提供了一个新的途径。本文采用活菌计数和生物毒性测定相结合的方法,以本实验室分离保藏的Bt546菌种为材料,研究了不同有机废物(动物毛发、沼液、城市污泥)作为发酵培养基生产Bt的效果,并与Bt的常规培养基(黄豆粉培养基)相比较,并在此基础上,探索了Bt在土壤中的环境行为。结果表明,利用毛发水解液培养基发酵Bt,发酵48h总菌数达到5.0×10~8个/mL,芽孢数达到1.0～2.0×10~8个/mL,效果略低于黄豆粉培养基(总菌数1.0～5.0×10~9个/mL,芽孢数7.0×10~8～3.0×10~9个/mL);利用沼液发酵Bt,三种沼液(沼液A:主要发酵材料是稻草秸秆和绿藻,沼液B:主要发酵材料是稻草秸秆和牛粪。沼液C:主要发酵材料是稻草秸秆)中的沼液A和沼液B两种原料发酵48h总菌数达到2.0～7.0×10~9个/mL,芽孢数达到1.0～4.0×10~9个/mL,可以达到工业生产水平,而沼液C发酵效果不理想,产生的菌数和芽孢数均较低;城市污泥发酵Bt,48h总菌数达到1.28×10~9个/mL,芽孢数达到9.8×10~8个/mL,水解污泥效果略差。在芽孢和伴孢晶体大量形成时间方面,毛发水解液培养基、三种沼液要提前6h左右;城市污泥要提前10h左右。测定发酵结束时各发酵液的晶体毒蛋白浓度,毛发水解液(分别为2.75 mg/mL和2.73 mg/mL)、两种沼液(分别为2.74 mg/mL和2.69 mg/mL)、城市污泥发酵液(2.77 mg/mL)中晶体毒蛋白浓度均高于常规培养基中晶体毒蛋白浓度(2.65～2.72 mg/mL)。以棉铃虫为试虫的生物毒力测定结果表明:毛发水解液、沼液A和沼液B、城市污泥发酵的Bt致死率均高于常规培养基。试验证明,可以利用废弃毛发、富合营养物质的沼液、城市污泥生产Bt生物杀虫剂。研究进一步表明,在受试的有机废物中,城市污泥因无需经特殊处理,且生产成本最低,生产效果好,极具应用前景。试验证实,菌株Bt546在城市污水污泥中的最佳生长条件为:污泥含固率控制在2.0%左右,发酵初始pH 7.0、发酵温度30℃,发酵时间36h。在此条件下发酵生产苏云金杆菌,总菌数可达8.2×10~9个/mL左右,芽孢数3.5×10~9个/mL。为深入了解导入土壤中的晶体毒蛋白的环境行为及其杀虫活性,本文研究了Bt晶体蛋白在土壤中的吸附解吸状况以及Bt在土壤中的存活动态。结果表明,苏云金杆菌在土壤中能够存活,且细胞数先随时间呈下降趋势而后在15d左右达到一个平衡。杀虫晶体蛋白易被土壤胶体吸附,当加入晶体蛋白浓度为1.0 mg/mL时,黄棕壤胶体对晶体蛋白的吸附基本达到饱和,吸附量为0.32 mg/mg。中性盐NaCl对黄棕壤吸附晶体蛋白的解吸率为3.2%,磷酸盐缓冲液对黄棕壤吸附晶体蛋白的解吸率为12.7%。表明土壤胶体吸附态晶体蛋白很难解吸。结果还显示,结合到土壤颗粒上的杀虫晶体蛋白不易被微生物降解并仍然保持杀虫活性。这暗示着杀虫晶体蛋白在土壤中能累积,潜在的环境风险不可排除。