CN102174412B - 一种解磷真菌及其在制备生物菌肥中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种解磷真菌及其在制备生物菌肥中的应用，属于微生物菌肥技术领域。本发明的微生物为草酸青霉Penicillium oxalicum Mo-Po菌株，该菌株2010年9月25日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCC No.4209。Mo-Po菌株的ITS4基因序列(此序列在GeneBank数据库中的序列号为HQ703581)是鉴别该菌株的主要特征依据。本发明的微生物通过堆肥发酵方法能将烟草废弃物在12内完全腐熟转化为生物菌肥。制备的生物菌肥对植物生长具有良好的促进作用，能够替代化学磷肥。本发明制备的生物菌肥具有成本低、肥效高、无残留、对人畜安全的特点，是有机农业种植中的高效生物菌肥。

Description

一种解磷真菌及其在制备生物菌肥中的应用

技术领域：

本发明涉及一种解磷微生物及其在制备生物菌肥中的应用，属微生物菌肥技术领域。

背景技术：

磷是植物生长不可缺少的重要元素，但土壤中能被植物吸收利用的磷素含量很低，一般只占全磷量的2-3％。为了满足作物生长的营养需求，农业耕地中每年需要施入大量的化学磷肥。施入的化学磷肥仅有10-25％被植物吸收利用，其余与土壤中的Ca²⁺，Fe³⁺，Al³⁺等金属阳离子结合形成难溶性的磷酸盐，或者被土壤中的碳酸钙，氧化铝，氧化铁，硅酸铝吸附，进而增加了土壤中难溶性无机磷的含量。土壤中由植物残体、有机磷农药带来的有机磷也是土壤中磷素的主要组成成分之一，主要以植酸态、核酸、磷脂态等有机磷形式存在，不能被植物直接吸收利用，其中植酸态磷占土壤有机磷的50-80％。

烟草是多省市的重要支柱产业。烤烟种植、卷烟加工都会产生大量的废弃物：收获时遗留田间的烟株和卷烟加工产生的烟末、烟梗(这部分废弃物约占收获烟叶的20％，Li et al.，2010)。2008年全国烤烟种植面积1700万亩(云南省560万亩，占全国32.9％)，烤烟产量4525万担(云南省1673万担，占全国37％)，云南省每年烟草废弃物的数量约60万吨以上。烟草废弃物中含有尼古丁等对人和环境有毒的成分，在欧盟，将尼古丁含量超过0.05％(W/W)的烟草废弃物列为“有害废弃物”名录(Novotny and Zhao，1999)，而多数未经处理的烟草废弃物尼古丁含量均在1-3％左右，因此对此废弃物的无害化处理和利用关系到人畜健康和环境安全等重大问题。

有机废弃物通过堆肥发酵生产有机肥实现废物利用。有机废弃物能利用自身的、环境的微生物完成堆肥过程，但人为添加发酵剂能大大缩短堆肥时间、提高堆肥效率，同时能定向生成具有特定功能的有机肥(Singh and Sharma，2002)。堆肥发酵一般要经历3-5天的高温阶段(60-70℃)才能完全腐熟废弃物和杀灭其中的病原物。堆肥中的很多有益微生物在此阶段无法存活，所以为了制备具有生防、解磷、解钾等功能型生物菌肥，常规的方法是在堆肥结束后混入经其他方式培养的功能微生物(Lopez-Mondejar et al.，2010)。有机肥是一种利润率很低的产品，这种方法无疑增加了生物菌肥的生产成本，市场竞争力大打折扣。从功能型微生物中筛选适应堆肥发酵，直接制备多功能生物菌肥已经成为目前该领域的发展趋势和研发热点(Chang and Yang，2009)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解磷微生物及其在制备生物菌肥中的应用。

本发明人从磷矿厂矿土中筛选获得一株适宜烟草废弃物堆肥发酵、具有解磷功能的微生物，利用该微生物直接发酵烟草废弃物制备的生物菌肥具有解磷效果，能提供植物对土壤磷的利用，从而减少化学磷肥的使用，在有机农业种植中有广阔的市场前景。

本发明具体是这样实现的：

本发明人采用常规方法从云南省晋宁县磷矿厂矿土中利用解磷微生物筛选培养基，在50℃高温培养条件下筛选获得Penicillium oxalicum Mo-Po菌株。Mo-Po已于2010年9月25日保存于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCC No.4209。

Penicillium oxalicum Mo-Po在CA培养基(NaNo₃ 3g，K₂HPO₄ 1g，KCl 0.5g，MgSO₄·7H₂O 0.5g，FeSO₄·7H₂O 0.01g，蔗糖30g，琼脂15g，补水至1000ml)上25℃下培养12天，菌落正面灰绿色或暗绿色，背面褐黄色，直径40-70mm，分生孢子椭圆形，大小为4-6μm(长)×3-4μm(宽)，分生孢子呈链状着生于孢子梗上。利用引物5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC’，5’-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3’经PCR扩展该菌株的ITS4基因，获得的序列提交到GeneBank公共数据库，其序列号为HQ70358l，此序列是鉴定该菌株的主要特征依据。

利用Mo-Po菌株堆肥发酵烟草废弃物制备的生物菌肥能作为各种蔬菜种植中的基肥，在土壤含磷量较高的农田里能够作为化学磷肥的替代品。

本发明利用Penicillium oxalicum Mo-Po菌株堆肥发酵烟草废弃物制备的生物菌肥，具有成本低、肥效好、无污染、对人畜安全的特点，是有机农业种植中化学磷肥的的高效替代产品。

具体实施方式：

1.Mo-Po的培养

Mo-Po菌株试管斜面种子培养：将该菌株的菌体接种到PDA培养基(去皮马铃薯200g切碎，用水煮沸30分钟后过滤取滤液，蔗糖20g，琼脂20g，补水至1000ml，pH自然)斜面上，15-30℃下培养3-10天后获得斜面种子，适宜的培养条件是28℃下培养6天。

Mo-Po菌株液体种子的培养：将斜面种子接种到三角瓶中的MC培养基(糖蜜30g，玉米粉5g，硫酸铵5g，氯化钠6g，硫酸二氢钾0.5g，磷酸三钙5g，水1000ml，pH 6.5-7.0。)中，15-30℃，50-350rpm条件下摇床培养3-7天获得。最适培养条件为28℃，200rpm条件下培养4。

Mo-Po菌株发酵罐大量培养：将液体种子按1-5％(V/V)的比例接入发酵罐中的MC培养基中，在20-1000升发酵罐中的培养条件控制在：温度26-32℃，搅拌速度150-250rpm，发酵时间4-6天。

2.Mo-Po堆肥发酵烟草废弃物制备生物菌肥

烟草废弃物与草炭按重量比为7∶3的比例混匀后，按基质重量的0.5％接种Mo-Po液体种子，充分混匀后将基质含水量调节到45-60％，将最终的基质在室内按梯形堆垛，堆体的下底长1.5米，上底长1米，高1米，每3天翻堆一次，发酵12天后添将发酵终产物在65℃以下烘干或晾干至水分含量小于5％，粉碎后制成生物菌肥，用此发酵方法制备的Mo-Po生物菌肥，Mo-Po的活菌数含量一般在1-9×10⁹个/g。

3.本发明的生物菌肥在油菜种植中的应用试验

供试作物：油菜Brassica napus，品种：Westar。

土壤：采自滇池富磷区的磷矿土。

供试生物菌肥：Mo-Po生物菌肥，Mo-Po的活菌数含量为5.5×10⁹个/g。

试验方法：用5％的次氯酸钠表面灭菌油菜种子10min，用蒸馏水清洗3-4次除去次氯酸钠后在常温下放置30min自然干燥。供试土壤充风干后经2mm孔径的筛子过筛，按过筛土壤重量的0.5％加入生物菌肥并混合均匀，每盆装入混有生物菌肥的土壤2kg，并将10颗油菜种子播入盆栽土壤上层2cm深处，浇透水。之后视植物生长需要浇水保持水分，待种子发芽长出2片叶时每盆保留3株苗。以为添加生物菌肥的土壤处理为对照。统计油菜种子的发芽率，播种1个月时分别测定植物的根长，株高，叶片直径，鲜重，干重。

试验结果表明：空白对照中种子萌发率为73％，而施用Mo-Po生物菌肥的种子萌发率为100％，比对照提高了27％。播种1个月时，施用Mo-Po生物菌肥的油菜植株的平均根长，株高，叶片直径，鲜重，干重比对照分别增加了56.9％、132.2％，73.2％，390.3％，170.6％。表明Mo-Po生物菌肥在土壤含磷量高的条件下，通过Mo-Po菌株的解磷作用将土壤中植物不能利用的磷活化为能够吸收利用的磷，进而有效促进油菜的生长。

Claims (2)

1.一种解磷真菌，其特征在于解磷真菌所用的微生物为草酸青霉Penicillium oxalicum Mo-Po菌株，该菌株2010年9月25日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号：CGMCC No.4209。

2.权利要求1所述的解磷真菌，其特征在于Mo-Po菌株作为烟草废弃物堆肥发酵制备生物菌肥的应用。