CN101712931A - 一种汽雾式菌根真菌的生产方法及生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽雾式菌根真菌的生产方法及生产设备，设备包括生长箱及喷雾喷头、喷雾控制器、营养液供给装置组成，喷雾喷头置于生长箱内的营养液供给管道上，营养液供给管道在生长箱的底部穿孔后进入到生长箱下面的营养液供给箱内与其底部的潜水泵相连；生长箱底部开有营养液的回流孔，通过管道与营养液箱内的回流管相连。将接种菌丝的寄主植物架在空中，利用根系下部的喷头每隔数秒对根系喷雾营养液，菌根真菌在植物根部生长，并产生孢子。由于改善寄主根系和菌丝的通气、避免了土壤微生物对根系的污染，易获得纯净真菌繁殖体，最终每克干重根所产生的混合物含孢子数平均为6000个，适合工业化大规模生产。

Description

一种汽雾式菌根真菌的生产方法及生产设备
技术领域
本发明涉及一种菌根真菌的生产方法及生产设备，特别涉及一种汽雾式菌根真菌的生产方法及生产设备。
背景技术
随着农业科技的发展，人们对土壤的评价指标不但包括理化指标还涉及土壤益生菌的评价。
化肥具有使用方便、肥效快特点。但过度施用导致单一养分过高，造成养分平衡失调；因化肥利用率较低，仅10％～50％，流失养分对水土造成严重的污染。而生物化肥的开发和利用正是克服这一难题的捷径，其中以菌根真菌的生物化肥受到各国学者的重点关注。
菌根真菌在土壤中主要起活化P、Zn能力并能促进植物对Cu、Zn的吸收；其次菌根真菌具有促进植物对水分的代谢作用，加速植物从干旱中的恢复速率；再者菌根真菌能提高植物抗病性，增加其存活的几率；菌根真菌可促进植物生长、增产并改善品质。
然而菌根真菌必须与植物共生的特性，至今人们无法对其进行单独无菌纯培养，只能依赖活体植物根部进行繁殖。目前培养方法主要有以下几种：
盆栽培养法，但由于涉及基质培养植物，生产出的接种剂繁殖体数量少、容积大、不便于运输，即使非常仔细的护理液容易造成菌根真菌的污染。
静止营养液培养法，根系长出菌丝，菌丝也可在营养液中大量繁殖，获得的菌根和营养液都可作为接种剂，但使用该法需要一定的装置，成本较高，只适用于科研、小面积生产真菌繁殖体，在实际应用中有较大的局限性。
流动营养液培养法，虽然避免了土壤微生物的污染，但根系长时间浸泡在液体中，抑制根系和真菌的呼吸，影响菌剂的繁殖速度和质量。
以上几种方法或多或少都有一些不足，制约菌根真菌大规模的工业化生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种有利于菌根真菌大规模的工业化生产的汽雾式菌根真菌的生产方法及生产设备。
本发明的设计方案
一种汽雾式菌根真菌的生产方法，包括如下步骤：
(1)、宿主植物的选择
选取的宿主植物为白喜草(Paspalum notatum Flugge)；
(2)、菌根真菌的菌种选用
选用包括Glomus intraradices，Glomus aggregatum，Glomusmosseae三种混合丛枝菌根真菌的繁殖体的菌剂，每克菌根真菌的混合物有150个孢子；
(3)、白喜草与菌根真菌共生生长时用的营养液，即气雾营养液的配方为：
母液：                 每升营养液所用的量(mL/L)
0.01M KH2PO4           0.3
1.00M KNO3             1.5
1.00M Ca(NO3)2.4H2O    1.5
1.00M MgSO4.7H2O       0.3
0.1M  NaCl             0.3
0.1M  NaFeEDTA         0.45
微量元素               1.0
控制pH在6.0到6.8之内；
其中微量元素的组成如下：
46.20mM H3BO3
9.53mM  MnCl2.4H2O
0.765mM ZnSO4.7H2O
0.32mM  CuSO4.5H2O
0.066mM Na2MoO4.2H2O
(4)、培养环境
气雾式生长箱放在有35％的遮阴网的温室内，温室的温度范围是26～37℃，最高的光合作用光线强度(photosynthetic photonflux density PPDF)为1100μmoles/s/m2；
(5)培养步骤
①、宿主植物的培养
在128穴孔的园艺穴盘内装上蛭石，置于温室生长床上，用水浇透，每穴孔播种十粒白喜草草种，每天取，含量为20％氮肥，五氧化二磷含量为20％，氧化钾含量为20％的混合型水溶性肥料按其与水的质量体积比0.5g/L溶于水后进行施肥，每天浇水一次，让百喜草在穴盘内生长14天；
③、宿主植物与菌根真菌的共生培养
14天后，把百喜草从穴孔中拿起，取1克含有菌根真菌的混合物与每穴孔的百喜草根部混合，用上述的营养液在穴盘中继续生长28天，28天后，用Trypan Blue法来确定百喜草的根有菌根真菌共生，再把有菌根真菌共生的百喜草用1mm厚2cm宽的海绵布把百喜草的根茎部包起，插入预先放置好白喜草与菌根真菌的生长箱盖上孔内，进行培养；
培养开始后，通过控制汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备的喷雾控制器，控制汽雾开启的时间，控制营养液的每天上午五点到下午八点开启，每1min喷雾10s，每两周更换营养液，更换后的营养液在培养时，每天检测营养液中的pH与EC值，保证pH为6.2，保持EC在0.8～2.0，否则也要更换营养液；
③、菌根真菌的收获
生长箱上培养21天以后，开始采收菌根真菌，采收时，让百喜草的根部留10cm长，其余的部分用剪刀剪下，将根与菌根真菌一起晒干后切成0.5cm的碎段，每克干重根所产生的混合物含孢子数平均为6000个，与矽藻土按重量比为1∶40的比例混合后装袋，混合后的孢子数为每克150个；
④、收获后菌根真菌的保藏
与矽藻土混合好的菌根真菌样品存放在4℃的冷藏库内备用。一种汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备
一种汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备，为喷雾生长装置系统，包括生长箱及喷雾喷头、喷雾控制器、营养液箱组成，喷雾喷头置于生长箱内；生长箱为不透明的PVC塑料制成的长方形立体箱，箱盖上钻孔，每孔径2.5cm，每孔相距12.5cm；生长箱内有上下两根中心间距为10cm的直径为37mm的营养液供给管道，上面的一根营养液供给管道距生长箱上盖为5～8cm，且上下两根营养液供给管道的一侧通过管道连通，另外一侧汇合成为一根营养液供给管道在生长箱的底部穿孔后进入到生长箱下面的营养液供给箱内与营养液箱底部的潜水泵相连；
生长箱内的上下两根营养液供给管道上分别对称装有喷雾喷头，每根营养液供给管道上的喷头间距为27cm；喷雾喷头口径0.21mm，喷射角度为80～115°；生长箱底部开有营养液的回流孔，通过管道与营养液箱内的回流管相连；
营养液箱上部至生长箱的营养液供给管道上装有管道过滤器；
多个生长箱可通过各自生长箱的营养液供给管道串联并最终汇合成一根总的营养液供给管经过滤器进入营养液箱，并与营养液箱底部的潜水泵相连，实现营养液的供给；
营养液箱内的潜水泵，扬程为15～75M，功率从170～1500W，电压为220V；
喷雾控制器控制营养液箱内的潜水泵的开启。
本发明的有益效果
本发明的菌根真菌的生产方法是将接种菌丝的寄主植物架在空中，利用根系下部的喷头每隔数秒对根系喷雾营养液，保持100％湿度，满足根系对水分与营养的需求，菌根真菌可在植物根部生长，并产生孢子。改善寄主根系和菌丝的通气、避免了土壤微生物对根系的污染，易获得纯净真菌繁殖体。适合工业化得大规模生产。本发明的菌根真菌的生产方法最终获得的每克干重根所产生的混合物含孢子数平均为6000个，与矽藻土混合后的孢子数为每克150个，而根据专利02159722.7的结果仅为10个孢子。
附图说明
图1、喷雾生长装置系统简图
图2，生长箱盖平面图
图3，生长箱内部侧视图
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
孢子数测定方法：用MPN(Most Probable Number)方法。
实施例1
一种汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备，见图1。包括生长箱及喷雾喷头、喷雾控制器、营养液箱组成。
其中生长箱为不透明的PVC塑料制成的方形立体箱，其长宽高各为80×58×60cm，生长箱盖为80×58cm，箱盖上钻孔，每孔径2.5cm，每孔相距12.5cm，分4排，每排5个，共20孔，见图2。
生长箱内有上下两根间距为27cm的直径为37mm的营养液供给管道，上面的一根营养液供给管道距生长箱上盖为8cm；
上下两根管道的一侧通过管道连通，另外一侧汇合成为一根营养液供给管道在生长箱的底部穿孔后进入到生长箱下面的营养液箱内与营养箱液底部的潜水泵相连，生长箱底部开有营养液的回流孔，通过管道与营养液箱内的回流管相连。
生长箱内置有喷头，见图3，丛图3可以看出生长箱内的上下两根营养液供给管道上分别上下对称装有2个喷雾喷头，每根管道上喷头间距为27cm，距两侧营养液汇合管分别为10cm。其中喷雾喷头口径0.21mm，喷射角度为80～115°。
潜水泵的扬程为15M，功率从170W，电压为220V。
喷雾控制器，采用西门子可编程序控制器(PLC)，时间控制精度单位为秒，程序设定为每1min喷雾10s，时间控制范围为上午6:00至下午8:00，随着日照时间而调整。电源先进入可编程序控制器，从可编程序控制器输出到营养液箱内的潜水泵，控制潜水泵的开启。潜水泵的扬程为15～75M，功率从170～1500W，电压为220V。
其中营养液箱供给装置尺寸为54×49×34cm。
一种汽雾式菌根真菌的生产方法，包括如下步骤：
(1)、宿主植物的选择
选取的宿主植物为白喜草(Paspalum notatum Flugge)；
(2)、菌根真菌的菌种选用
选用包括Glomus intraradices，Glomus aggregatum，Glomusmosseae三种混合丛枝菌根真菌的繁殖体的菌剂，每克菌根真菌的混合物有150个孢子；
(3)、白喜草与菌根真菌共生生长时用的营养液，即气雾营养液的配方为：
母液：                 每升营养液所用的量(mL/L)
0.01M KH2PO4           0.3
1.00M KNO3             1.5
1.00M Ca(NO3)2.4H2O    1.5
1.00M MgSO4.7H2O       0.3
0.1M  NaCl             0.3
0.1M  NaFeEDTA         0.45
微量元素               1.0
控制pH在6.0到6.8之内；
其中微量元素的组成如下：
46.20mM H3BO3
9.53mM  MnCl2.4H2O
0.765mM ZnSO4.7H2O
0.32mM  GuSO4.5H2O
0.066mM Na2MoO4.2H2O
(4)、培养环境
气雾式生长箱放在有35％的遮阴网的温室内，温室的温度范围是26～37℃，最高的光合作用光线强度(photosynthetic photonflux density PPDF)为1100μmoles/s/m2；
(5)、培养步骤
①、宿主植物的培养
在128穴孔的园艺穴盘内装上蛭石，置于温室生长床上，用水浇透，每穴孔播种十粒白喜草草种，每天取，含量为20％氮肥，五氧化二磷含量为20％，氧化钾含量为20％的混合型水溶性肥料按其与水的质量体积比0.5g/L溶于水后进行施肥，每天浇水一次，让百喜草在穴盘内生长14天；
②、宿主植物与菌根真菌的共生培养
14天后，把百喜草从穴孔中拿起，取1克含有菌根真菌的混合物与每穴孔的百喜草根部混合，用上述的营养液在穴盘中继续生长28天。28天后，用Trypan Blue法来确定百喜草的根有菌根真菌共生。再把有菌根真菌共生的百喜草用1mm厚2cm宽的海绵布把百喜草的根茎部包起，插入预先放置好白喜草与菌根真菌的生长箱盖上孔内，进行培养；
培养开始后，通过控制汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备的喷雾控制器，控制汽雾开启的时间，控制营养液的每天上午五点到下午八点开启，每1min喷雾10s，汽雾法营养液每二周换一次；更换后的营养液在培养时，每天检测营养液的pH与EC值，保证pH在6.2，保持EC在0.8～2.0，否则更换营养液。
③、菌根真菌的收获
生长箱上培养21天以后，开始采收菌根真菌，采收时，让百喜草的根部留10cm长，其余的部分用剪刀剪下，将根与菌根真菌一起晒干后切成0.5cm的碎段，每克干重根所产生的混合物含孢子数平均为6000个，每一类菌根真菌在一克干根重最高产孢子的数量如下：Glomus mosseae 15,000个；Glomus intraradices 30,000个；Glomus aggregatum3,000个。与矽藻土按1∶40比例混合后装袋，混合后的孢子数为每克150个。
④、收获后菌根真菌的保藏
与矽藻土混合好的菌根真菌样品存放在4℃的冷藏库内备用

Claims (5)

1.一种汽雾式菌根真菌的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)、宿主植物的选择
选取的宿主植物为白喜草(Paspalum notatum Flugge)；
(2)、菌根真菌的菌种选用
选用包括Glomus intraradices，Glomus aggregatum，Glomusmosseae三种混合丛枝菌根真菌的繁殖体的菌剂，每克菌根真菌的混合物有150个孢子；
(3)、白喜草与菌根真菌共生生长时用的营养液，即气雾营养液的配方为：
母液：                 每升营养液所用的量(mL/L)
0.01M KH2PO4           0.3
1.00M KNO3             1.5
1.00M Ca(NO3)2.4H2O    1.5
1.00M MgSO4.7H2O       0.3
0.1M  NaCl             0.3
0.1M  NaFeEDTA         0.45
微量元素               1.0
控制pH在6.0到6.8之内；
其中微量元素的组成如下：
46.20mM H3BO3
9.53mM  MnCl2.4H2O
0.765mM ZnSO4.7H2O
0.32mM  CuSO4.5H2O
0.066mM Na2MoO4.2H2O
(4)、培养环境
气雾式生长箱放在有35％的遮阴网的温室内，温室的温度范围是26～37℃，最高的光合作用光线强度(photosynthetic photonflux density PPDF)为1100μmoles/s/m2；
(5)培养步骤
①、宿主植物的培养
在128穴孔的园艺穴盘内装上蛭石，置于温室生长床上，用水浇透，每穴孔播种十粒白喜草草种，每天取，含量为20％氮肥，五氧化二磷含量为20％，氧化钾含量为20％的混合型水溶性肥料按其与水的质量体积比0.5g/L溶于水后进行施肥，每天浇水一次，让百喜草在穴盘内生长14天；
②、宿主植物与菌根真菌的共生培养
14天后，把百喜草从穴孔中拿起，取1克含有菌根真菌的混合物与每穴孔的百喜草根部混合，用上述的营养液在穴盘中继续生长28天，28天后，用Trypan Blue法来确定百喜草的根有菌根真菌共生，再把有菌根真菌共生的百喜草用1mm厚2cm宽的海绵布把百喜草的根茎部包起，插入预先放置好白喜草与菌根真菌的生长箱盖上孔内，进行培养；
培养开始后，通过控制汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备的喷雾控制器，控制汽雾开启的时间，控制营养液的每天上午五点到下午八点开启，每1min喷雾10s，每两周更换营养液，更换后的营养液在培养时，每天检测营养液中的pH与EC值，保证pH为6.2，保持EC在0.8～2.0，否则也要更换营养液；
③、菌根真菌的收获
生长箱上培养21天以后，开始采收菌根真菌，采收时，让喜草的根部留10cm长，其余的部分用剪刀剪下，将根与菌根真菌一起晒干后切成0.5cm的碎段，每克干重根所产生的混合物含孢子数平均为6000个，与矽藻土按重量比为1∶40的比例混合后装袋，混合后的孢子数为每克150个；
④、收获后菌根真菌的保藏
与矽藻土混合好的菌根真菌样品存放在4℃的冷藏库内备用。
2.如权利要求1所述的一种汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备，为一喷雾生长装置系统，包括生长箱及喷雾喷头、喷雾控制器、营养液箱组成；
生长箱为不透明的PVC塑料制成的长方形立体箱，箱盖上钻孔，每孔径2.5cm，每孔相距12.5cm；生长箱内有上下两根中心间距为27cm的直径为37mm的营养液供给管道，上面的一根营养液供给管道距生长箱上盖为5～8cm，且上下两根营养液供给管道的一侧通过管道连通，另外一侧汇合成为一根营养液供给管道在生长箱的底部穿孔后进入到生长箱下面的营养液供给箱内与营养液箱底部的潜水泵相连；
喷雾喷头置于生长箱内，生长箱内的上下两根营养液供给管道上分别对称装有喷雾喷头，每根营养液供给管道上的喷头间距为27cm；喷雾喷头口径0.21mm，喷射角度为80～115°；
生长箱底部开有营养液的回流孔，通过管道与营养液箱内的回流管相连；
喷雾控制器控制营养液箱内的潜水泵的开启。
3.如权利要求1所述的一种汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备，其特征在于所述的生长箱可为多个，多个生长箱可通过各自生长箱的营养液供给管道串联并最终汇合成一根总的营养液供给管经过滤器进入营养液箱，并与营养液箱底部的潜水泵相连，实现营养液的供给。
4.如权利要求1所述的一种汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备，其特征在于所述的营养液箱内潜水泵扬程为15～75M，功率从170～1500W，电压为220V。
5.如权利要求2所述的一种汽雾式菌根真菌的生产方法所用的设备，其特征在于营养液箱上部至生长箱的营养液供给管道上装有管道过滤器。
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