CN103772000A - 一种含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质及其制备方法。所述的功能型蔬菜育苗生物基质是于普通育苗基质中添加功能菌株Trichoderma harzianum SQR‐T037所得。本产品针对黄瓜、茄子和西瓜等种苗，选择特定的真菌哈茨木霉SQR‐T037，并将其保活添加至基质中得到活性生物基质产品，使用该产品，对黄瓜、茄子和西瓜等种苗苗期的促生效果好，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

一种含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质及其制备方法

技术领域

本发明属于农业微生物领域，涉及一种含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质及其制备方法。

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、膨胀珍珠岩等制成育苗基质。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，研制成活性育苗生物基质，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，但研究均不够系统深入，也没有形成大规模推广并被广大农民认可的产品，因而本专利的研究变得尤为重要。

植物根际促生真菌是指定殖于植物根际系统，并能促进植物生长的一类真菌的总称。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，研制成具不同功能的活性微生物育苗基质，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。

ZL200910233576.1中公开了连作黄瓜、西瓜枯萎病的生物防治菌株SQR-T037及含有该生防菌株的微生物有机肥料。微生物有机肥料具有防病促生作用，但是由于该生物有机肥盐含量很高，Ec＞6.0ms/cm（肥水比等于1:5，同基质Ec测定法所测数据），而幼苗的对盐浓度敏感的特定生物特性导致肥料并不能用于育苗，而微生物直接添加至土壤中的促生作用并不明显，因此，本领域技术人员不能确定将其添加到育苗基质中是否能起到促生作用。

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，开发出一种含根际功能真菌的育苗生物基质，从而大幅度提升我国的育苗基质水平，培育出优质的蔬果种苗。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质产品，于普通育苗基质中添加功能菌株哈茨木霉（Trichoderma harzianum）SQR‐T037，其中所述的功能菌株Trichoderma harzianum SQR‐T037保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCC NO.3308，保藏日期为2009年9月22日。

其中，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≤2.5ms/cm。只要满足上述标准的蔬菜育苗基质均适用于本发明。

所述的功能型蔬菜育苗生物基质中功能菌株哈茨木霉SQR‐T037菌液的接入量为5%（v/w）。

所述的功能菌株哈茨木霉SQR‐T037菌液通过以下发酵方法制备：

将保藏号为CGMCC NO.3308的哈茨木霉SQR‐T037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28～30℃，搅拌速度为170～300转／分钟，发酵后期形成孢子，孢子数目≥5×10⁸个/ml；

其中所用PDA培养基配制方法为，以配制1L培养基为例：200g土豆削皮后切成小块放到水里煮，沸腾后煮30min后过滤，滤液中加20g普通蔗糖后定容至1000ml，pH值自然，121℃灭菌20min。

所得产品中有益活菌数≥2.0×10⁷CFU/g（基质干重）。有机质含量≥20%，养分≥2%，水分≤50%，pH5.5‐7.5，Ec≤2.5ms/cm。

有益效果本发明提供了一种哈茨木霉研制的功能型蔬菜育苗生物基质产品。

由于基质的良好通透性和优质保水性，普通基质与木霉SQR-T037结合后，能够大幅度促进木霉菌株的存活能力，从而确保所育种苗根际带有大量活性功能木霉，使得所育种苗的后期生长效果，显著优于土壤中直接添加木霉的生长效果。

使用该产品，对蔬果苗期的促生效果好，能够得到优质的种苗，同时有益微生物能够在种苗根际大量定殖。本产品中包含的活性微生物，既具促生的高效又兼一定土传病害防控的功效，技术优势和功能优势明显。该基质能够显著促进所育种苗后期栽培过程中的生长，同时能够增强所育种苗防控土传病害的作用。

产品与目前市场上的产品相比具有如下优点：

1）产品中功能微生物为促生真菌，该菌株能够有效的在种苗根际定殖，菌株兼具促进生长和拮抗土传病害双重功能，产品中稳定含有2.0×10⁷CFU/g以上的活性功能微生物。

2）本产品所育种苗根际能够有效定殖大量的功能微生物木霉SQR-T037，能够增强所育种苗后期田间种植中的生长和防控土传病害的功效。

附图说明

图1不同功能菌接入量生物基质育黄瓜、茄子和西瓜苗后功能菌根际定殖情况

图2不同功能菌接入量生物基质育黄瓜、茄子和西瓜苗的促生效果图

图3功能菌菌液灭活对黄瓜育苗的促生效果

图4盆栽黄瓜、茄子和西瓜根际功能微生物定殖数量

生物样品保藏信息

SQR‐T037，分类命名为哈茨木霉（Trichoderma harzianum），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2009年9月22日，保藏地址为北京市朝阳区大屯，中国科学院微生物研究所，菌种保藏号为CGMCC NO.3308。

具体实施方案

实施例1、功能菌菌液的生产

将菌株SQR-T037（CGMCC NO.3308）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28～30℃，搅拌速度为170～300转／分钟，发酵后期形成孢子，使发酵液中孢子量≥5×10⁸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7.0-7.6，121℃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SQR‐T037分别以2%、5%的接菌量接至普通育苗基质中，混合拌匀，经计数分别含有0.52×10⁷CFU/g、2.19×10⁷CFU/g干重的功能菌。基质中SQR‐T037采用选择性培养基计数：葡萄糖3g，NH₄NO₃1g，KH₂PO₄0.9g，MgSO₄·7H₂O0.2g，KCl0.15g，孟加拉红0.15g。去离子水1000ml，115℃灭菌30min。培养基冷却后加入氯霉素0.25g，链霉素9ml(1%w/v)，霜霉威1.2ml(772g/L)，五氯硝基苯0.2g(Williams J.,Clarkson J.M.,Mills P.R.,et al.A selective medium for quantitative reisolation of Trichoderma harzianumfrom Agaricus bisporus compost[J],Applied and environmental microbiology,2003,69(7):4190‐4191)。功能菌SQR‐T037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SQR‐T037发酵液的育苗生物基质（2%T037）；3）添加5%菌株SQR‐T037发酵液的育苗生物基质（5%T037）。将黄瓜、茄子和西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、茄子、西瓜的相关指标：株高、SPAD、总鲜重和总干重，并稀释涂布计数各处理中功能菌SQR‐T037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不同程度的增加植株的株高、SPAD、鲜重和干重（表1），5%木霉加入量的处理除SPAD值外，其他指标均达到显著差异水平；在功能菌方面，添加2%和5%菌株SQR‐T037发酵液的育苗生物基质所育黄瓜、茄子和西瓜种苗根际含有功能菌的数量分别为0.33×10⁶和0.58×10⁶CFU/g根、0.34×10⁶和0.52×10⁶CFU/g根、0.26×10⁶和0.54×10⁶CFU/g根（图1和图2）。综上结论，最终以5%的接入量为最终产品的加入量。

表1 不同接入量功能菌对黄瓜、茄子、西瓜育苗效果的影响

2.2功能菌菌液灭活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产生的，还是发酵液中的培养基引起的，选择5%接菌量进行黄瓜育苗试验，观察菌液灭活与否对黄瓜生长的影响。试验育苗处理：1）CK，普通的育苗基质；2）5%SQR‐T037菌液煮沸20分钟灭活菌体（5%T037M）；3）5%SQR‐T037的菌液不灭活直接拌入基质中（5%T037）。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SQR‐T037在黄瓜根际的定殖情况。相关促生指标显示，不灭活处理的株高、茎粗、地上地下鲜重、地上地下干重均显著高于灭活的育苗处理，经过灭活的菌液在株高、SPAD、地上地下干重与CK无显著性差异（图3和表2），但其他指标仍显著高于普通育苗基质，推测可能灭活的基质中可能含有一些菌株分泌的促生物质。结果表明，活性生物基质中的功能菌起到了最主要的促生效果，同时其发酵产生的一些促生物质同样起到了一定的促生作用。

表2 菌液灭活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、茄子和西瓜种苗的盆栽试验

将功能型基质以及普通基质所育的黄瓜、茄子和西瓜种苗进行盆栽试验，共设三个处理：1）普通基质所育种苗（CK）；2）2%接菌量生物基质所育种苗（2%SQR‐T037）；3）土壤中按2%接菌量（v/w，体积质量比，下同）添加木霉后种植普通基质所育种苗（D‐2%SQR‐T037）；4）5%接菌量生物基质所育种苗（5%SQR‐T037）；5）土壤中按5%接菌量添加木霉后种植普通基质所育种苗（D‐5%SQR‐T037）。每个处理10盆，每盆2公斤土，每盆施入1%的普通有机肥与土拌匀作为基肥，分别于10d和40d测定各处理株高、茎粗、SPAD值。40天取样测定各处理地上、地下部鲜重、干重，并涂布计数黄瓜、茄子、西瓜根际的功能菌SQR‐T037数量。

结果表明，移苗后10天时，所有处理间SPAD值无显著性差异，添加根际促生菌生物基质所育黄瓜、茄子和西瓜种苗盆栽效果与对照和土壤中直接添加相应接种量木霉菌处理相比，株高、茎粗上均有一定的提高，2%水平添加量（2%SQR‐T037）除黄瓜株高显著高于CK和土壤中直接添加2%接种量木霉菌处理（D‐2%SQR‐T037）外，其他指标均无显著性差异；5%添加量生物基质处理的种苗盆栽效果与其他所有处理和对照相比，除SPAD值外，其他指标均达到显著性差异，但在茄子的SPAD值上，5%添加量生物基质处理的种苗盆栽效果显著优于其他处理（表3）。移苗后40天，5%添加量生物基质所育种苗生长过程中的指标除SPAD值外，其余指标均显著高于其他所有处理和对照，5%添加量生物基质所育种苗的盆栽效果要优于2%添加量生物基质所育种苗（表4）。2%和5%添加量生物基质所育黄瓜、茄子和西瓜种苗盆栽结束后，根际功能菌的定殖数量分别为1.97×10⁴CFU/g根、3.17×10⁴CFU/g根；1.24×10⁴CFU/g根、1.53×10⁴CFU/g根和0.55×10⁴CFU/g根、0.69×10⁴CFU/g根（图4）；而土壤中直接添加2%和5%木霉菌种植普通基质所育黄瓜、茄子和西瓜种苗的盆栽试验结束时，根际功能菌的定殖数量分别为1.66×10³CFU/g根、4.14×10³CFU/g根和0.35×10³CFU/g根、2.02×10³CFU/g根和0.93×10³CFU/g根、1.18×10³CFU/g根。盆栽试验结果表明，活性基质所育种苗，由于根际已经定殖有大量的功能木霉，在盆栽试验中木霉菌能够更好的发挥其功能，无论是功能菌定殖情况以及盆栽效果均显著优于木霉菌以相同接菌量直接添加至土壤中种植普通育苗基质所育种苗的效果。功能菌5%添加量研制成的活性生物基质所育种苗的后期盆栽效果最佳。

综上所述，功能菌5%添加量研制成的活性生物基质，在育苗效果、功能菌定殖情况以及后期盆栽效果方面均显著优于功能菌2%添加量研制成的活性生物基质和普通育苗基质的效果，且达到显著性差异，因此，最终以5%的接入量为最终活性生物基质产品的加入量。

表3 不同处理基质所育黄瓜、茄子、西瓜种苗10天盆栽效果

表4 不同基质所育黄瓜、茄子、西瓜种苗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≤2.5ms/cm。

Claims (6)

1.一种含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质，其主要特征在于普通育苗基质中添加功能菌株哈茨木霉（Trichoderma harzianum ）SQR-T037，其中所述的SQR-T037保藏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.3308，保藏日期为2009年9月22日。

2. 根据权利要求1所述的功能型蔬菜育苗生物基质，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≤2.5 ms/cm。

3.根据权利要求1所述的功能型蔬菜育苗生物基质，其特征在于SQR-T037菌液的接入量为5%（v/w）。

4. 根据权利要求3所述的功能型蔬菜育苗生物基质，其特征在于所述的SQR-T037菌液通过以下发酵方法制备： 

将保藏号为CGMCC NO.3308的哈茨木霉SQR-T037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28～30℃，搅拌速度为170～300转／分钟，发酵后期形成孢子，孢子数目≥5×10⁸个/ml；

其中所用PDA培养基配制方法为，以配制1L培养基为例： 200 g土豆削皮后切成小块放到水里煮，沸腾后煮30 min后过滤，滤液中加20 g普通蔗糖后定容至1000 ml，pH值自然，121℃灭菌20 min。

5. 根据权利要求3所述的功能型蔬菜育苗生物基质，其特征在于所述的功能型蔬菜育苗生物基质中所述的哈茨木霉SQR-T037活菌数≥2.0×10⁷ CFU/g（基质干重），有机质含量≥20%，养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5-7.5，电导率（Ec）≤2.5 ms/cm。

6. 权利要求1所述的含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

（1）将保藏号为CGMCC NO.3308的哈茨木霉SQR-T037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28～30℃，搅拌速度为170～300转／分钟，发酵后期形成孢子，孢子数目≥5×10⁸个/ml；其中所用PDA培养基配制方法为，以配制1L培养基为例： 200 g土豆削皮后切成小块放到水里煮，沸腾后煮30 min后过滤，滤液中加20 g普通蔗糖后定容至1000 ml，pH值自然，121℃灭菌20 min；

（2）将上述制备的功能菌株哈茨木霉SQR-T037菌液按照5%（v/w）接入量接入普通育苗基质中的到所述的含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质，所述的含哈茨木霉的功能型蔬菜育苗生物基质中哈茨木霉SQR-T037活菌数≥2.0×10⁷ CFU/g（基质干重），有机质含量≥20%，养分≥2%，水分≤50%，pH值5.5-7.5，Ec≤2.5 ms/cm。

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