CN104628429A

CN104628429A - 一种光合菌肥的制备方法

Info

Publication number: CN104628429A
Application number: CN201510095240.9A
Authority: CN
Inventors: 蒋常德
Original assignee: 蒋常德
Current assignee: FOSHAN YANHUI BIOTECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2035-03-04
Also published as: CN104628429B

Abstract

本发明提供了一种光合菌肥的制备方法，具体是提供一种防治水稻硫化氢中毒的光合菌肥的制备方法，采用紫硫光合细菌中的桃红荚硫菌菌种，经半固体种子活化培养，种子培养，厌氧发酵罐光照培养等培养步骤，得到桃红荚硫菌的高浓度菌液，其能快速降解水稻田中的硫化氢，并能促进水稻根系发育，修复土壤，起到增产的效果。本发明对培养桃红荚硫菌的培养基配方与培养条件进行多次优化，大大缩短了培养时间，只需发酵7-10天即可获得20亿cfu/ml以上的光合细菌桃红荚硫菌菌肥制剂，提高了生产效率，降低了生产成本。本发明的光合菌肥的桃红荚硫菌对降解硫化氢速率快，大田用量少，每次100毫升每亩的施量就能起到增产增收的肥料的效果。

Description

一种光合菌肥的制备方法

技术领域

本发明属于一种功能性微生物菌肥技术范围，具体的说是涉及到一种防治水稻硫化氢中毒的光合菌肥的制备方法。

背景技术

硫是甲硫氨酸、半胱氨酸等硫氨基酸的组成成分。硫在植物体内除以有机态存在外，有相当多的硫是以无机态存在，并参与氧化还原反应。硫还是叶绿素的组成成分，但缺乏时茎叶变黄，因此可以认为硫间接地参与叶绿素的生成。硫在体内的移动状况与氮、磷类似，它被水稻吸收后，从茎向叶鞘、叶片移动，在叶片合成蛋白质后向穗部移动。硫在茎叶中含量与磷类似，为0.15%～0.30%。此外，缺硫时，由于蛋白质合成受阻，因而根部发育衰退，影响养分的吸收。当水稻从营养生长进入生殖生长时，水稻根部的氧化力增强，使根圈呈厌氧状态，这时硫酸还原菌迅速增殖，将硫酸根还原成负二价硫离子，水稻根际发生硫化氢以及腐胺、尸胺等的积累，对水稻根系和地上部产生毒害作用。水稻硫化氢中毒的症状为：根系生长发育受阻，白根少，根系短，呈黄褐色，甚至黑色，严重时发生根腐，局部出现水浸状或烫伤状，软弱而无弹性，有时可嗅出硫化氢的气味。由于根系生长不良，地上部也逐渐出现中毒症状，表现为老叶黄化衰败，并渐向上部新叶发展，直至植株枯死。

而紫硫光合细菌包括着色菌科和外硫红螺菌科，这类细菌中的所有菌种都能在有元素硫或硫化物的存在下，同化二氧化碳进行光合作用，并在菌体细胞内或细胞外蓄集硫粒。它们是以硫化氢作为电子供体，以二氧化碳为碳源的光能自养菌，都能在厌氧条件下进行硫化氢的氧化作用。因此紫硫光合细菌通过氧化硫化氢，从而改善根际还原条件，提高水稻产量。紫硫光合细菌还含有抗细菌，抗病毒物质。它们在光照或黑暗条件下均有钝化病原物致病力以及抑制病原物生长的能力。与施用无机肥料相比，施入硫细菌能抑制丝状真菌等有害菌群生长而增加土壤中有益放线菌的数量，后者又能抑制植物病原菌的生长，从而修复土壤，使土壤保持良好的状况。紫硫光合细菌防治病虫害不仅体现在对农作物生长的保护上，还可作为瓜果保鲜剂和动物养殖中的饵料和杀菌剂，即营养又高效安全。

但目前，大部分研究光合细菌主要是集中在紫色非硫光合细菌上，如沼泽红假单胞菌，球形红假单胞菌，荚膜红假单胞菌等红假单胞菌属上。研究者认为这些紫色非硫细菌不能利用硫化物或者只能在硫化物的浓度保持非常低值的情况下，硫化物是能被利用，或者是紫色非硫细菌的存在而诱导其他硫氧化细菌的生长而能降低硫化氢含量（李秀珠），换句话说，其紫色非硫细菌对硫化物的直接降解的不明显或效果不显著。而对紫色硫细菌的对硫化物的降解效果显著，但研究较少，四川大学的冯甦对紫硫细菌中的桃红荚硫菌进行了研究，他认为桃红荚硫菌适于应用到制作菌肥和处理含硫污染物方面。但要投入实际运用，首要要解决的问题是，该菌的生长速度缓慢，一般要培养两周以后才会有明显的生长趋势，培养20-40天才能做为菌剂使用，且OD650的值不高于1，活菌含量低于1亿cfu/ml，较长的生长周期不利于大规模的应用。而到目前为止，还未见有关桃红荚硫菌制备方法技术方案公开。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种桃红荚硫菌生长速度快，菌体含量高，培养时间短，能快速有效防治水稻硫化氢中毒的光合菌肥的制备方法。

本发明所采用的技术方案是：采用紫硫光合细菌中的桃红荚硫菌菌种按以下步骤进行培养：

⑴、半固体种子活化培养：将桃红荚硫菌种穿刺在半固体紫硫光合细菌培养基中，25-35℃光照培养7-10天，待穿刺的菌线变红并长出菌苔，即可为活化的菌种；

⑵、种子培养：将活化的菌种接种至种子液体培养基中，温度25-35℃，光照强度为：1000-3000lux，光照厌氧培养7-10天，检测种子的OD650≥1.2，活菌数≥6亿cfu/ml即为种子培养液；

（3）、发酵培养：将种子培养液与发酵培养基以1：2-1：5的接种量接种，在光照培养罐中厌氧培养7-10天，培养温度25-35℃，光照强度为：1000-4000lux，搅拌速度为120转/分钟，待检测其OD650≥4，活菌数≥20亿cfu/ml即可放罐，灌装，包装成品。

所述的半固体紫硫光合细菌培养基为：氯化铵0.4-1.2g/L，磷酸二氢钾0.5-1g/L，二水氯化钙0.05-0.2g/L，氯化镁0.1-0.5g/L，碳酸钠1-5g/L，醋酸钠1-2 g/L,苹果酸钠0.5-1.5g/L，九水硫化钠0.1-1g/L，琼脂8-10g/L，微量元素1mL,用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌。

所述的种子液体培养基为：氯化铵0.4-1.2g/L，磷酸二氢钾0.5-1g/L，二水氯化钙0.05-0.2g/L，氯化镁0.1-0.5g/L，碳酸钠1-5g/L，醋酸钠1-2 g/L,甘油0.5-1.5g/L，九水硫化钠0.1-1g/L，微量元素1mL,用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌。

所述的发酵培养基为：氯化铵1.2g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，二水氯化钙0.08g/L，氯化镁0.2g/L，果糖2g/L，醋酸钠2 g/L，甘油4g/L，硫代硫酸钠3g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2。

光合细菌作为菌肥，它能促进土壤物质转化，改善土壤结构，提高土壤肥力，促进作物生长。光合细菌大都具固氮能力，能提高土壤氮素水平，通过其代谢活动能有效地提高土壤中某些有机成分、硫化物、氨态氮，并促进有害污染物(如农药、化肥) 的转化。同时能促进有益微生物的增殖，使共同参与土壤生态的物质循环。此外，光合细菌产生的丰富的生理活性物质如脯氨酸、尿嘧啶、胞嘧啶、维生素、辅酶Q、类胡萝卜素等都能被植物直接吸收，有助于改善作物营养，激活植物细胞的活性，促进根系发育，提高光合作用和生殖生长能力。光合细菌发酵液中含有多种生理活性物质，如叶绿素Ａ、Ｂ，类胡萝卜素，多种维生素(尤其是Ｂ族维生素)，多种植物激素(如IAA、GA3、ABA、乙烯、细胞分裂素)、核酸、水杨酸、多种氨基酸以及单细胞蛋白质等。这些生理活性物质具有或促进植株根系生长、或促进植株叶片生长、或促进果实中某些特异性成分的积累、或增加作物产量，从而改善农产品品质。光合细菌能增强作物抗病防病能力。光合细菌含有抗细菌、抗病毒的物质，这些物质能钝化病原体的致病力以及抑制病原体生长。同时光合细菌的活动能促进放线菌等有益微生物增殖，抑制丝状真菌等有害菌群生长，从而有效地抑制某些植病的发生与蔓延。由于光合细菌具有抗病防病作用，能延长果品储存期。光合细菌可提高植株叶绿素含量，促进土壤中固氮菌、根瘤菌、放线菌等微生物菌群的生长，在烟草、萝卜、甘薯、大豆等作物上喷施光合细菌后，均能提高土壤中固氮菌、根瘤菌、放线菌及细菌数量，而丝状真菌则减少，起到土壤修复的作用。光合细菌还具有减轻农药对农作物的毒害和降解残留农药。

本发明的紫硫光合细菌--桃红荚硫菌是从滞水层分离得到的，其对硫化氢降解效率明显，0.2克/升的硫化氢含量经过24小时后即可全部降解，该桃红荚硫菌的的各级培养基是经过多年的优化试验得到的，特别是其发酵培养基，是考察了30多种光合细菌培养基成份中筛选出来的，并充分考虑到了各个培养基成份相互影响，采用正交试验进行多次优化培养基与培养条件，优化后培养桃红荚硫菌的浓度超过20亿cfu/ml，远远高于现有桃红荚硫菌的培养浓度。

采用上述技术方案的有益效果：本发明种子培养基采用的半固体含硫化钠的培养基，能尽快使培养基前期形成无氧环境，从而能够快速促进桃红荚硫菌的生长，而发酵培养基中用硫代硫酸钠代替硫化物，以减少光合菌液中的硫化物带入到大田中而加重硫化氢对水稻的毒性。培养基中的甘油与果糖能促进桃红荚硫菌能在微好氧到好氧的条件下进行生长，增强了其耐氧能力与生长能力。

本发明对培养桃红荚硫菌的培养基配方与培养条件进行多次优化，大大缩短了了培养时间，只需发酵7-10天即可获得20亿cfu/ml以上的光合细菌桃红荚硫菌菌肥制剂，提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明的光合菌肥的桃红荚硫菌对降解硫化氢速率快，大田用量少，每次100毫升每亩的施量就能起到增产增收的肥料的效果。

下面结合试验说明本发明光合菌肥的田间效果。

一、本发明光合菌肥防治水稻硫化氢中毒试验效果

试验地点：湖南省隆回县滩头镇某农户良田

症状：由于此良田地势低洼，排水不畅，前一年水稻被水淹后直接将苗翻耙。后一年，水稻分蘖后，根系生长发育受阻，白根少，根系短，呈黄褐色，经检测硫化氢含量超过3毫克/升；

试验方法：直接全田加水泼洒本发明光合菌肥100毫升/亩；

结果：第二天，检测硫化氢含量已经低于0.1毫克/升，后期，根系发育明显变好，根系发达，粗白根多，后期在孕穗期再施了一次，与其它硫化氢未中毒的稻田对比亩产高40-80公斤。

二、本发明光合菌肥在预防水稻硫化氢中毒试验效果

试验地点：湖南省隆回县周旺镇某农户良田

试验方法：在秧苗期，分蘖期，孕穗期分别用100毫升/亩的本发明的光合菌肥1000倍稀释液喷施一次；

结果：由于此良田地势低洼，排水不畅，无法晒田，前一年水稻硫化氢中毒严重，根系生长发育受阻，白根少，根系短，呈黄褐色，产量低，经过使用本发明光合菌肥后，根系发育好，根系发达，粗白根多，水稻抗病能力强，与其它正常稻田对比亩产高30-60公斤。

三、修复土壤

取试验一与试验二的土壤进行检测，发现试验一中试验组中土壤微生物总量增加了13%，光合细菌增加了220%，固氮菌增加了22%，放线菌增加了19%，而真菌减少了20%。试验二中土壤微生物总量增加了17%，光合细菌增加了200%，固氮菌增加了16%，放线菌增加了18%，而真菌减少了10%。同时光合细菌还使土壤容重下降，阳离子代换量增加，土壤全氮、全磷、速效氮、速效钾增加，从而改善了土壤的结构和营养状况，对土壤起到了修复作用，使产量增加明显。

具体实施方式

本发明实质性特点可从下述实施例中得以体现，但这些实施例仅作为说明，而不是对本发明进行限制。

实施例1

一种光合菌肥的制备方法，采用紫硫光合细菌中的桃红荚硫菌菌种按以下步骤进行培养：

⑴、半固体种子活化培养：将桃红荚硫菌种穿刺在半固体紫硫光合细菌培养基中，30℃光照培养7天，待穿刺的菌线变红并长出菌苔，即可为活化的菌种；

⑵、种子培养：将活化的菌种接种至种子液体培养基中，温度30℃，光照强度为：2000lux，光照厌氧培养7天，检测种子的OD650为1.4，活菌数为8亿cfu/ml即为种子培养液；

⑶、发酵培养：将种子培养液与发酵培养基以1：5的接种量接种，在光照培养罐中厌氧培养8天，培养温度30℃，光照强度为：3000lux，搅拌速度为120转/分钟，检测其OD650为4.5，活菌数为24亿cfu/ml,灌装，包装成品；

所述的半固体紫硫光合细菌培养基为：氯化铵1g/L，磷酸二氢钾0.8g/L，二水氯化钙0.2g/L，氯化镁0.3g/L，果糖1g/L，醋酸钠2 g/L,苹果酸钠1g/L，九水硫化钠0.5g/L，琼脂10g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌；

所述的种子液体培养基为：氯化铵1g/L，磷酸二氢钾0.8g/L，二水氯化钙0.2g/L，氯化镁0.3g/L，果糖1.2g/L，醋酸钠2 g/L,甘油1g/L，九水硫化钠0.2g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌；

发酵培养基：氯化铵1.2g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，二水氯化钙0.08g/L，氯化镁0.2g/L，果糖2g/L，醋酸钠2 g/L，甘油4g/L，硫代硫酸钠3g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2。

实施例2

⑴、半固体种子活化培养：将桃红荚硫菌种穿刺在半固体紫硫光合细菌培养基中，30℃光照培养7天，穿刺的菌线变红并长出菌苔，即可为活化的菌种；

⑵、种子培养：将活化的菌种接种至种子液体培养基中，温度32℃，光照强度为： 3000lux，光照厌氧培养7天，检测种子的OD650为1.3，活菌数为6.5亿cfu/ml即为种子培养液；

⑶、发酵培养：将种子培养液与发酵培养基以1：4的接种量接种，在光照培养罐中厌氧培养7天，培养温度30℃，光照强度为：3000lux，搅拌速度为120转/分钟，待检测其OD650为4.4，活菌数为23亿cfu/ml，灌装，包装成品；

所述的半固体紫硫光合细菌培养基为：氯化铵0.8g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，二水氯化钙0.1g/L，氯化镁0.3g/L，果糖1g/L，醋酸钠2 g/L,苹果酸钠0.5g/L，九水硫化钠0.5g/L，琼脂8g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌；

所述的种子液体培养基为：氯化铵1g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，二水氯化钙0.2g/L，氯化镁0.3g/L，果糖1g/L，醋酸钠1 g/L,甘油1.5g/L，九水硫化钠0.5g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌；

Claims

1.一种光合菌肥的制备方法，其特征在于：采用紫硫光合细菌中的桃红荚硫菌菌种按以下步骤进行培养：

半固体种子活化培养：将桃红荚硫菌种穿刺在半固体紫硫光合细菌培养基中，25-35℃光照培养7-10天，待穿刺的菌线变红并长出菌苔，即可为活化的菌种；

种子培养：将活化的菌种接种至种子液体培养基中，温度25-35℃，光照强度为：1000-3000lux，光照厌氧培养7-10天，检测种子的OD650≥1.2，活菌数≥6亿cfu/ml即为种子培养液；

发酵培养：将种子培养液与发酵培养基以1：2-1：5的接种量接种，在光照培养罐中厌氧培养7-10天，培养温度25-35℃，光照强度为：1000-4000lux，搅拌速度为120转/分钟，待检测其OD650≥4，活菌数≥20亿cfu/ml即可放罐，灌装，包装成品。

2.根据权利要求1所述的光合菌肥的制备方法，其特征在于所述的半固体紫硫光合细菌培养基为：氯化铵0.4-1.2g/L，磷酸二氢钾0.5-1g/L，二水氯化钙0.05-0.2g/L，氯化镁0.1-0.5g/L，果糖1-2g/L，醋酸钠1-2 g/L,苹果酸钠0.5-1.5g/L，九水硫化钠0.1-1g/L，琼脂8-10g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌。

3.根据权利要求1所述的光合菌肥的制备方法，其特征在于所述的种子液体培养基为：氯化铵0.4-1.2g/L，磷酸二氢钾0.5-1g/L，二水氯化钙0.05-0.2g/L，氯化镁0.1-0.5g/L，果糖1-2g/L，醋酸钠1-2 g/L,甘油0.5-1.5g/L，九水硫化钠0.1-1g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2,其中九水硫化钠先配制成0.1g/mL单独灭菌。

4.根据权利要求1所述的光合菌肥的制备方法，其特征在于发酵培养基为：氯化铵1.2g/L，磷酸二氢钾0.5g/L，二水氯化钙0.08g/L，氯化镁0.2g/L，果糖2g/L，醋酸钠2 g/L，甘油4g/L，硫代硫酸钠3g/L，121℃灭菌15分钟，用醋酸调PH至7.0-7.2。