CN103539535A

CN103539535A - 一种黄瓜育苗专用活性生物基质产品

Info

Publication number: CN103539535A
Application number: CN201310466680.1A
Authority: CN
Inventors: 沈其荣; 张苗; 李�荣; 钟茜; 孙逸飞; 沈标
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: CN103539535B

Abstract

本发明公开了一种黄瓜育苗专用活性生物基质产品，由普通育苗基质中添加功能菌解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）SQR9所得，其中所述的功能菌解淀粉芽孢杆菌SQR9保藏号为CGMCC No.5808。本产品针对黄瓜，选择特定的黄瓜根际功能菌，并将其保活添加至基质中得到黄瓜育苗专用活性生物基质产品，使用该产品，对黄瓜苗期的促生效果好，能够育出根际带有大量活性功能微生物的优质种苗，同时有益微生物能够在种苗根际大量定殖，不仅能够促进所育种苗后期栽培过程中的生长，提高该类作物在大田种植中的产量，而且兼具增强所育种苗防控黄瓜土传病害的功效。

Description

一种黄瓜育苗专用活性生物基质产品

技术领域

本发明属于农业微生物领域，涉及一种黄瓜育苗专用活性生物基质产品。

背景技术

随着国内外设施农业的发展，工厂化育苗越来越受到重视。据不完全统计，我国需要育苗的作物面积非常大，其中水稻种植面积就超过3亿亩/年，经济作物超过5亿亩次/年。目前国内一般以富含有机质的材料（如泥炭、腐熟植物残体等）为主，再配以适当比例的轻质无机材料，如蛭石、膨胀珍珠岩等制成的。由于材料来源受地区和成本的限制，且泥炭为不可再生资源，限制着基质无土育苗的可持续发展，现已成为草炭匮乏地区蔬菜工厂化育苗发展的瓶颈。国外工厂化育苗发展很快，进口基质保水性明显优于国产泥炭基质，进口基质中有机质和速效磷、钾含量明显高于国产泥炭基质。因此提升国内育苗基质的整体水平变得尤为迫切。将促进作物生长的根际微生物与不同腐熟废弃物料（普通完全或部分替代泥炭物料研制成的基质）相结合，研制成育苗促生生物基质，将打破传统育苗基质的配方及工艺，成为提升我国育苗基质整体水平的一个重大突破。目前，国内已有部分专家在尝试此方面工作，主要集中在利用AM菌根接种现有基质进行育苗，虽取得一些成果，但均研究不够系统深入，也没有形成大规模推广并被广大农民认可的产品。

植物根际促生菌（Plant growth‐promoting rhizobacteria）是指定殖于植物根际系统，并能促进植物生长的一类细菌的总称。能依靠直接产生信号物质，或者提高植物抗性、加速土壤养素循环等方式促进植物生长、提高防病能力、增加作物的产量。因而成为许多学者研究的热点。植物根际（rhizosphere）是一个非常特殊的生态环境，是土壤-植物生态系统物质交换的活跃界面，植物进行光合作用，将光合产物运至地下，促进根际微生物的生长和代谢，而根际微生物将有机态养分转化为无机形态，利于植物吸收，同时，很多根际微生物能分泌促进根系生长的促生物质、拮抗土传病原菌的拮抗物质。植物根际形成了根际微生物的生境，特定作物根系分泌物造就了特定的土壤细菌和真菌的群落结构。与动物不同，植物生长位点是固定的，植物与其他生物的互作主要依靠分泌的各种化学信号物质。植物通过根系分泌能被土壤微生物识别的信号分子启动微生物与植物根系的对话，这种对话又反过来使微生物产生一些信号来启动微生物在根部的定殖。自然条件下，特定作物的根系分泌物被某些有益微生物所爱好，如果我们能够将这些特定的针对不同作物根际的功能微生物在育苗的时候，保活添加到基质中，研制成不同类型作物的专用活性生物基质，从而进一步育出根际带有大量活性功能微生物的优质种苗，必定能够提高该类作物在大田种植中的产量。

发明内容

本发明目的在于针对目前国内育苗生物基质发展缓慢的难题，开发出一种黄瓜育苗专用活性生物基质产品。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种黄瓜育苗专用活性生物基质产品，由普通育苗基质中添加功能菌解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）SQR9所得，其中所述的功能菌Bacillus amyloliquefaciens SQR9保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2012年2月27日，保藏号为CGMCC NO.5808。

解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）SQR9，该菌株革兰氏染色为阳性，寄存于中国微生物菌种保存管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCC NO.5808，根据形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）。SQR9菌株在培养温度为30℃，初始pH为7.0～8.0，碳源为葡萄糖或蔗糖，氮源为蛋白胨或酵母膏时可达到最大的生长量。幼龄培养物形态均为杆状、具有运动性，产芽孢、芽孢形状呈椭圆形，孢囊膨大，菌落不规则、干燥、不透明。

本发明所述的黄瓜育苗专用活性生物基质中，所述的普通育苗基质中含有机质≥20%，总养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5‐7.5，Ec≤2.5ds/cm，只要符合该要求的普通育苗基质均适用于本发明，作为本发明的优选，所述的普通育苗基质可选择江苏淮安柴米河基质肥料有限公司生产的瓜类育苗基质。

本发明所述的黄瓜育苗专用活性生物基质中，所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9的优选接入量为2%～10%（v/w，“%”代表ml/100g基质干重），优选接入量为2%（v/w）。

本发明所述的黄瓜育苗专用活性生物基质中，所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9的菌液优选通过以下发酵方法制备：

将保藏号为CGMCC NO.5808的解淀粉芽孢杆菌SQR9接种到PDA培养液中，进行液体发酵生产，发酵生产的条件为：pH生长范围自然，培养温度范围30～35℃，搅拌速度为180～300转／分钟，发酵中后期形成芽孢，使发酵液中含菌或芽孢量≥1×10⁹个/ml；

其中，所用PDA培养液配制方法为，以配制1L培养基为例：用200g土豆削皮后切成小块放到水里煮，沸腾后煮30min，经过滤后滤液中加20g普通蔗糖，定容至1000ml，pH值调至7.0‐7.6，121℃灭菌20min。

本发明所述的黄瓜育苗专用活性生物基质中，所述的黄瓜育苗专用活性生物基质产品中所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9活菌数≥1.88×10⁷CFU/g（基质干重），有机质含量≥20%，养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5‐7.5，Ec≤2.5ds/cm。

有益效果

本产品针对黄瓜，选择特定的黄瓜根际功能菌，并将其保活添加至基质中得到黄瓜育苗专用活性生物基质产品，使用该产品，对黄瓜苗期的促生效果好，能够育出根际带有大量活性功能微生物的优质种苗，同时有益微生物能够在种苗根际大量定殖，不仅能够促进所育种苗后期栽培过程中的生长，提高该类作物在大田种植中的产量，而且兼具增强所育种苗防控黄瓜土传病害的功效。

生物材料保藏信息

SQR9，分类命名为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2012年2月27日，保藏号为CGMCC NO.5808。

附图说明

图1不同功能菌接入量黄瓜根际定殖情况

图2离心对功能菌在黄瓜根际定殖的影响

图3盆栽黄瓜根际功能微生物定殖数量

具体实施方案

实施例1、功能菌菌液的生产

将菌株SQR9（CGMCC NO.5808）接种至PDA培养液中液体发酵生产，发酵生产的条件为：pH自然，培养温度30℃，搅拌速度为180转／分钟，发酵中后期形成芽孢，使发酵液中含菌或芽孢量≥1×10⁹个/ml。所用PDA培养液配制方法为，以配制1L培养基为例：用200g土豆削皮后切成小块放到水里煮，沸腾后煮30min，经过滤后滤液中加20g普通蔗糖，定容至1000ml，pH值调至7.0，121℃灭菌20min。

实施例2、功能型生物基质研发

2.1不同接菌量生物基质的育苗效果

基质的研发：菌株SQR9菌液（实施例1制备）分别以2%（“%”表示每100g基质干重添加的菌株SQR9菌液毫升数，下同）、10%的接菌量接至普通育苗基质中，混合拌匀，经计数分别含有1.88×10⁷CFU/g、8.35×10⁷CFU/g干重的功能菌。基质中菌株SQR9采用选择性培养基计数，选择性培养基配方为：蛋白胨10g，酵母粉5g，NaCl10g，琼脂2.5%，去离子水1000ml，1%多粘菌素2ml/L，1%放线菌酮4ml/L。功能菌SQR9（CGMCC NO.5808）菌落数以每克基质干重计算。

育苗试验处理如下：1）CK，普通育苗基质；2）添加2%菌株SQR9菌液的育苗生物基质（2%SQR9）；3）添加10%菌株SQR9菌液的育苗生物基质（10%SQR9）。将黄瓜种子消毒浸种催芽，露白后，埋入三个处理的基质中，每个处理50个重复。20天后分别测定黄瓜的相关指标：株高、SPAD、总鲜重和总干重，并稀释涂布计数各处理种功能菌SQR9在根际的定殖数量。结果表明，相比于普通育苗基质，添加不同浓度功能菌研制成的育苗生物基质均能显著增加植株的株高、SPAD、鲜重和干重（表1）；在功能菌方面，添加2%和10%菌株SQR9发酵液的育苗生物基质所育黄瓜苗根际含有功能菌的数量分别为1.57×10⁶和5.41×10⁶CFU/g根（图1）。综上结论，虽10%的接入量的效果优于2%，但两者无显著性差异，考虑到生产成本问题，以2%的接入量为最终产品的最佳接入量。

表一不同接入量功能菌对黄瓜育苗效果的影响

2.2功能菌菌液离心与否对育苗效果的影响

为确定活性生物基质的促生效果是由功能菌SQR9产生的，还是发酵液中的培养基引起的，选择10%接菌量的添加量进行试验。试验育苗处理：1）CK，普通的育苗基质；2）10%SQR9菌液6000rpm/min离心10分钟去除上清，菌体重悬于无菌去离子水中后加入普通的育苗基质；3）10%SQR9的菌液不离心直接拌入普通的育苗基质中。黄瓜种子消毒浸种催芽，露白后，埋入三个处理的基质中，每个处理50个重复。20天后分别测定黄瓜的相关指标：株高、茎粗、SPAD、地上部鲜重、地下部鲜重、地上部干重、地下部干重。并梯度稀释涂布SQR9在黄瓜根际的定殖情况。结果显示，添加离心后菌体研制成的活性生物基质的促生效果和功能菌定殖情况，要优于发酵液直接添加研制成的生物基质，但二者之间无显著性差异（图2和表二）。表明，活性生物基质的促生效果是由功能菌SQR9引起的，而非发酵液中的培养基成分。

表二离心与否对黄瓜育苗效果的影响

2.3功能型育苗基质所育黄瓜苗的盆栽试验

将功能型基质以及普通基质所育的黄瓜种苗进行盆栽试验，共设三个处理：1）CK（普通基质所育的黄瓜种苗），2）2%SQR9接菌量活性生物基质所育的黄瓜种苗，3）10%SQR9接菌量活性生物基质所育的黄瓜种苗。每个处理10盆，每盆2公斤土，每盆施入1%的普通有机肥作为基肥与土拌匀作为基肥，分别于10d、20d、40d测定各处理株高、茎粗、SPAD值。40天取样测定各处理黄瓜地上、地下部鲜重、干重，并涂布计数黄瓜根际的功能菌SQR9数量。

结果表明，移苗后10天，除2%添加量活性生物基质所育黄瓜苗的株高与对照无显著性差异外，活性生物基质所育黄瓜苗生长过程中其他指标均显著高于对照，且二者之间无显著性差异（表三）。移苗后20天，活性生物基质所育黄瓜苗生长过程中株高、茎围和SPAD值均显著高于对照，且2%接菌量和10%接菌量活性生物基质所育黄瓜苗二者之间无显著性差异（表四）。移苗后40天，活性生物基质所育黄瓜苗生长过程中的所有指标均显著高于对照，且2%接菌量和10%接菌量活性生物基质所育黄瓜苗二者之间无显著性差异。

综上所述，功能菌10%添加量研制成活性生物基质，虽在育苗效果、功能菌定殖情况、后期盆栽效果方面要优于功能菌2%添加量研制成活性生物基质，但二者之间无显著性差异，因此，考虑到生产成本问题，最终以2%的接入量为最终产品的最佳加入量。

表三不同处理基质所育黄瓜苗10天盆栽效果

表四不同基质处理基质所育黄瓜苗20天盆栽效果

表五不同基质处理基质所育黄瓜苗40天盆栽效果

以上实施例中使用的普通的育苗基质均为江苏淮安柴米河基质肥料有限公司生产的瓜类育苗基质，其中含有机质≥20%，总养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5‐7.5，Ec≤2.5ds/cm。但是本发明适用的普通育苗基质不仅仅局限于江苏淮安柴米河基质肥料有限公司生产的瓜类育苗基质，凡含有机质≥20%，总养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5‐7.5，Ec≤2.5ds/cm，的普通育苗基质均适用于本发明。

Claims

1.一种黄瓜育苗专用活性生物基质产品，其特征在于由普通育苗基质中添加功能菌解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）SQR9所得，其中所述的功能菌解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）SQR9保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2012年2月27日，保藏号为CGMCCNO.5808。

2.根据权利要求1所述的黄瓜育苗专用活性生物基质，其特征在于所述的普通育苗基质中含有机质≥20%，总养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5‐7.5，Ec≤2.5ds/cm。

3.根据权利要求1所述的黄瓜育苗专用活性生物基质，其特征在于所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9的接入量为2%～10%（v/w），优选接入量为2%（v/w）。

4.根据权利要求3所述的黄瓜育苗专用活性生物基质，其特征在于所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9的菌液通过以下发酵方法制备：

将保藏号为CGMCC NO.5808的解淀粉芽孢杆菌SQR9接种到PDA培养液中，进行液体发酵生产，发酵生产的条件为：培养温度范围30～35℃，搅拌速度为180～300转／分钟，发酵中后期形成芽孢，使发酵液中含菌或芽孢量≥1×10⁹个/ml；其中，所用PDA培养液配制方法为，以配制1L培养基为例：用200g土豆削皮后切成小块放到水里煮，沸腾后煮30min，经过滤后滤液中加20g普通蔗糖，定容至1000ml，pH值调至7.0‐7.6，121℃灭菌20min。

5.根据权利要求3所述的黄瓜育苗专用活性生物基质，其特征在于所述的黄瓜育苗专用活性生物基质产品中所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9活菌数≥1.88×10⁷CFU/g（基质干重），有机质含量≥20%，养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5‐7.5，Ec≤2.5ds/cm。

6.权利要求1所述的黄瓜育苗专用活性生物基质的制备方法，其特征在于将保藏号为CGMCC NO.5808的解淀粉芽孢杆菌SQR9接种到PDA培养液中，进行液体发酵生产，发酵生产的条件为：培养温度范围30～35℃，搅拌速度为180～300转／分钟，发酵中后期形成芽孢，使发酵液中含菌或芽孢量≥1×10⁹个/ml；

7.根据权利要求6所述的黄瓜育苗专用活性生物基质的制备方法，其特征在于所述的黄瓜育苗专用活性生物基质产品中所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9活菌数≥1.88×10⁷CFU/g（基质干重），有机质含量≥20%，养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5‐7.5，Ec≤2.5ds/cm。