CN1061964C - 活化根际土壤磷并有增产作用菌剂及其制备方法 - Google Patents

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本发明涉及活化根际土壤磷并有增产作用的PC1;菌剂及其制备方法,其主要是从药用植物根际土壤中分离出的假单孢菌属中的一个种,它具有细胞直细杆状,革兰氏染色阳性,无芽孢,极生鞭毛,运动、原生质染色不均匀的特性,经测试繁殖力强,在24-36小时内发酵培养可达200亿/毫升,耐低温、高温,耐盐碱、干旱,对逆镜有较强的抵抗能力。同时PG1菌剂产生赤霉素和细胞分裂素,可促进根系生长发育,并有很强的解磷作用,促进难溶磷的转化。用于冬小麦可增产36.5%,大麦增产30.6%,春小麦增产37.9%。

Description

活化根际土壤磷并有增产作用菌剂及其制备方法
本发明涉及一种用于活化根际土壤磷并对农作物有显著增产作用的PG1微生物菌剂。
在世界范围内,土壤缺磷面积分布很广,特别在干旱、半干旱地区,中性和偏碱性土壤有效磷更缺乏。为了提高农作物产量,施入各种磷肥,土壤中有效磷虽有增加,但是大部分磷仍然被固定于土壤中。磷肥的利用率大约在5-25%之间。近年来国内外磷肥价格上涨,磷矿品位下降,磷肥来源受到某种程度的限制。土壤中磷的利用以及提高磷肥的利用率仍是农业生产中的重要问题。为此,世界各国对于利用土壤微生物改善根际条件,活化根际土壤磷,增强难溶磷的转化,提高磷肥利用率,给予广泛的关注。我国磷细菌研究起步较早,但是多限于解磷细菌筛选和作为磷细菌肥料施于土壤中,效果不十分显著。
本发明目的在于,研制的活化根际土壤磷并有增产作用的PG1菌剂,该菌剂中含有假单孢菌,在制备中,首先进行原菌种培养,然后进行液体发酵培养,在后处理中可用轻质碳酸钙吸附、烘干,粉碎包装。该PG1菌剂繁殖力强,在24-36小时内发酵培养可达到200亿/毫升,耐低温和高温,耐盐碱和干旱,对逆境有较强的抵抗能力。根据根系、土壤和根际微生物相互作用原理,定向改变根际微生物区系,使其有益根际微生物占优势,改善根际微环境,促进农作物生长发育,提高作物产量。
本发明的任务是:PG1菌株是从植物根际土壤中分离出的假单孢菌属(Pseudomonas)中的一个种,用PG1菌剂拌种粘在种子上,随种子进入土壤之后,随种子萌发生长,生根后,大量繁殖,当地温升高之后,作物根系迅速生长发育时,PG1菌大量繁殖并聚集于根际,在根际微生物区系中占优势(已用抗菌素标记法证实)。PG1产有机酸,降低根区PH值,使根际微环境酸化,促进难溶磷的转化,提高根际土壤有效磷含量。同时PG1菌产生赤霉素和细胞分裂素,可促进根系生长发育,促进磷的运输和吸收。
本发明研制的活化根际土壤磷并有增产作用的PG1菌剂,该菌剂含有假单孢菌,经鉴定归属于假单胞菌属(Pseudomonas)中的一个种PG1并在北京中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)保藏,No.0208。
本发明研制的活化根际土壤磷并有增产作用的PG1菌剂的制备方法,其主要特点:
(a)、PG1菌株菌落形态,在BPM平板上园形、湿润,边缘整齐,凸起,透明无色素;
PG1试管斜面培养特征,凸起,产较多粘液,淡黄褐色,液体培养混浊;
PG1个体形态:细胞直细杆状,0.5-0.6×2-3μm,革兰氏染色阴性,无芽孢,极生鞭毛,运动,原生质染色不均匀。
(b)、PG1菌理化特性:过氧化氢酶反应呈阳性;接触酶反应呈阳性;精氨酸双水解酶反应呈阳性。好氧,不发酵,不产气W.P(甲基乙酰甲醇试验)反应阴性; W.P(甲基乙酰甲醇试验)培养液生长4天后PH值降到5.4,甲基红实验阳性;水解酪素;液化明胶,不水解淀粉,不还原硝酸盐;水解蔗糖不形成果聚糖:产生可溶性色素,不产类葫萝卜素,在碳源利用方面,可利用甘油、葡萄糖酸盐、丙二酸盐、甘露醇、阿拉伯糖、葡萄糖、木糖、肌醇、鼠李糖、海藻糖、山梨醇、核糖和柠檬酸盐。不利用酒石酸盐、乳糖和蔗糖。在PH7.2-7.5培养基上含盐量在7%的培养基上能生长。最高耐受温度95℃,最低在0-4℃; 20-40℃均可生长。
在制备方法上其主要是(a)、原菌种培养基配方为(以容量1000毫升为基数)牛肉膏0.8-4克,蛋白胨1-4克,用糖度为巴林7°-10°的麦芽汁定溶1000毫升,用氢氧化钠调PH7.0-7.5,琼脂粉18-20克,培养温度20-30℃,进行活化两次,每次为36-38小时,进入三角瓶或茄子瓶摇床培养,时间为24-36小时,然后接种子罐发酵培养;
(b)、液体发酵培养基配方:玉米粉2-4%、豆饼粉1-2%、氯化钙0.1-0.3%、硫酸氨0.4-0.6%、硝酸钠0.1-0.3%、磷酸氢二钠0.2-0.4%、氯化锌0.1-0.2%、糖度为巴林7°-10°的麦芽汁2-4%、余量为水,调PH7.2-7.5,转入大罐培养温度为25-30℃,通气量为1∶0.5-0.8,时间为24-36小时。其它操作均按微生物液体发酵要求进行常规灭菌,在后处理中可用轻质碳酸钙吸附,然后烘干,粉碎包装。
本发明研制的活化根际土壤磷并有增产作用的PG1菌剂,经过大量的试验证明,PG1菌剂在解磷和农作物增产上效果极其显著。特别是PG1在无机磷培养基平板上表现出较强的解磷作用,接种后2天解磷圈直径达到2-4厘米,用无机解磷培养基液体培养,28℃培养3天,对照为0.25ppm,接种PG1菌剂达到50.0ppm,为对照200倍,培养2天为对照307倍,培养15天达到640倍。用培养钵做活化根际土壤磷转化实验表明,接种根际土壤速效磷含量平均为49ppm,对照为12ppm,是对照的4倍。用盆状培养钵进一步验证表明,测其根际土壤的速效磷,对照平均是20.0ppm,处理平均是48.6ppm,是对照的2.3倍。从以上实验证明PG1菌剂对根际土壤中难溶磷有较强的转化力,能提高根际土壤的有效磷的含量,为植物所利用。除此之外,PG1菌还分泌赤霉素和细胞分裂素,接种PG1菌剂发酵2天后分别达到0.29ppm和0.35ppm,赤霉素和细胞分裂素促进植物体内磷的运输和磷的吸收,并促进植物生长和分蘖,提高小麦作物的有效穗数。PG1菌剂应用小麦、大麦、玉米等作物有较大幅度的增产作用。PG1拌种小麦盆栽,产量提高59.7%,加磷肥后提高117.7%。田间小区试验提高产量63.7%。大田小麦和大麦试验提高幅度也较大,分别为36.5%和30.6%。玉米田间小区试验增产27.6%,大田增产21.5%,甜菜增加甜度1.3-2.5%。对打瓜子、油菜、棉花、豆类等作物均有不同程度的增产作用。
本发明所研制的活化根际土壤磷并有增产作用的PG1菌剂,其使用方法为:
拌种:农作物播种前进行拌种,小麦等农作物播种量大的品种,以60-80毫升PG1菌剂拌一亩地的种子量。播种时中等水平的像玉米等拌种量为40-50毫升,拌一亩地种子量,对于播种量较小的像油菜等,拌种量20-30毫升。拌种一定要均匀,使每粒种子均能粘上菌剂。
沾根:移栽的农作物像水稻和蔬菜、西红柿、辣子等可以用沾根的方法使菌剂进入根区。
喷施:对于经济作物像棉花、瓜类等在生长期以每亩地100-150毫升菌剂稀释进行喷施。
实施例1:
(1)首先制备PG1菌剂
原菌种培养:(以容量1000毫升为基数)用牛肉膏1.5克、蛋白胨2克,用糖度为巴林7°-10°的麦芽汁定溶1000毫升,用氢氧化钠调PH7.0-7.5,再将琼脂粉18克溶于1000毫升的麦芽汁混合液中,培养温度25℃,进行活化两次,每次为36-38小时,进入三角瓶或茄子瓶摇床培养,然后接种子罐发酵培养;时间为24-36小时。其中液体发酵培养为取玉米粉2%、豆饼粉2%、氯化钙0.3%,硫酸铵0.5%,硝酸钠0.2%,磷酸氢二钠0.4%,氯化锌0.7%糖度为巴林7°-10°的麦芽汁3%、余量为水,充分搅拌混均,调PH7.2-7.5,转入大罐培养,时间为24-36小时,通气量为1.65-0.8,温度为25℃,在后处理中采用瓶装或采用轻质碳酸钙吸附、烘干、粉碎包装即可(在操作中均按微生物液体发酵要求进行常规灭菌)。
(2)使用方法:
以10亩冬小麦大田、对照3亩为基数,称取每亩25公斤小麦种子,用PG1菌剂80毫升拌种,拌种后立即播种,收获时测其结果,每亩地增加有效穗数74万个,千粒重增加1.14克,每亩地增加112公斤,增产率是36.5%。
实施例2:
(1)首先制备PG1菌剂
原菌种培养:(以容量1000毫升为基数)用牛肉膏3克、蛋白胨4克,用糖度为巴林7°-10°的麦芽汁定溶1000毫升,用氢氧化钠调PH7.0-7.5,再将琼脂粉2克溶于1000毫升的麦芽汁混合液中,培养温度30℃,进行活化两次,时间为每次36-38小时,进入三角瓶或茄子瓶摇床培养,然后接种子罐发酵培养;时间为24-36小时。其中液体发酵培养为取玉米粉4%、豆饼粉1%、氯化钙0.15%、硫酸铵0.25%、硝酸钠0.3%、磷酸氢二钠0.25%、氯化锌0.15%、糖度为巴林7°-10°的麦芽汁4%、余量为水,充分搅拌混均,调PH7.2-7.5,转入大罐发酵培养,时间为36小时,通气量为1∶0.5-0.8,温度为30℃。在后处理中采用瓶装或采用轻质碳酸钙吸附、烘干、粉碎包装即可(在操作中均按微生物液体发酵要求进行常规灭菌)。
(2)使用方法:
以12亩大麦田、对照7亩大麦为基数,称取每亩15公斤大麦种子,用PG1菌剂50毫升拌种,拌均匀立即播种,收获时测其结果,每亩地增加有效穗数34万个,千粒重增加0.26克,每亩地增加92公斤,增产率是30.6%。
实施例3:
(1)首先制备PG1菌剂
原菌种培养:(以容量1000毫升为基数)用牛肉膏4克、蛋白胨3克,用糖度为巴林7°-10°的麦芽汁定溶1000毫升,用氢氧化钠调PH7.0-7.5,再将琼脂粉15克溶于1000毫升的麦芽汁混合液中,培养温度30℃,进行活化两次,时间为每次36-38小时,进入三角瓶或茄子瓶摇床培养,然后接种子罐发酵培养;时间为24-36小时。其中液体发酵培养为取玉米粉3%、豆饼粉1.5%、氯化钙0.2%、硫酸铵0.5%、硝酸钠0.2%、磷酸氢二钠0.3%、氯化锌0.15%、糖度为巴林7°-10°的麦芽汁2.5%、余量为水,充分搅拌混均,调PH7.2-7.5,转入大罐培养,时间为30小时,通气量为1∶0.5-0.8,温度为30℃,在后处理中采用瓶装或采用轻质碳酸钙吸附、烘干、粉碎包装即可(在操作中均按微生物液体发酵要求进行常规灭菌)。
(2)使用方法:
以1亩地为基数称取1亩玉米的播种量用PG1菌剂50毫升拌种拌种后立即播种,收获时测其结果,每亩地增产27.6%。
PG1微生物制剂大田试验增产效果表
试验面积及作物种类 处理    穗数(个)(1/1000亩)     穗重(克)(1/1000亩)    粒重(克)(1/1000亩)  千粒重(克) 亩产(千克) 净增重(千克) 增产率(%)
10亩冬小麦 对照     327.0     413.4     316.3  42.22  316 112.0 36.5
PG拌种     401.0     530.0     428.5  43.36  428
L测验     显著     极显著     极显著
30亩春小麦 对照     341.0     466.2     352.5  45.34  352 133.0 37.9
PG拌种     419.0     637.5     468.3  48.52  468
L测验     显著     极显著     极显著
12亩大麦 对照     364.0     326.2     302.5  51.84  302 92.0 30.6
PG拌种     398.0     413.1     395.0  52.08  395
L测验     显著     极显著     极显著

Claims (2)

1、一种用于活化根际土壤磷并有增产作用的菌剂,其特征在于该菌剂是用轻质碳酸钙吸附的假单孢菌(Pseudomonas SP.PG1)(CGMCC)No.0208菌剂。
2、一种活化根际土壤磷并有增产作用的菌剂制备方法,其特征在于,该方法包括下列步骤:
(a)、在原菌种培养基(以容量1000毫升为基数)牛肉膏0.8-4克,蛋白胨1-4克,用糖度为巴林7°-10°的麦芽汁定溶1000毫升,用氢氧化钠调PH7.0-7.5,琼脂粉18-20克中,在培养温度20-30℃下,假单孢菌(Pseudomonas SP.PG1 CGMCC No.0208)活化两次,每次为36-38小时,进入三角瓶或茄子瓶摇床培养,时间为24-36小时,然后接种子罐发酵培养;
(b)、在生产菌种液体发酵培养基配方玉米粉2-4%、豆饼粉1-2%、氯化钙0.1-0.3%、硫酸氨0.4-0.6%、硝酸钠0.1-0.3%、磷酸氢二钠0.2-0.4%、氯化锌0.1-0.2%、糖度为巴林7°-10°的麦芽汁2-4%、余量为水中,调PH7.2-7.5,转入大罐培养,温度为25-30℃,通气量为1∶0.5-0.8Mpa,时间为24-36小时,其它操作均按微生物液体发酵要求进行常规灭菌,用轻质碳酸钙吸附,烘干与粉碎包装。
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