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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Abstract
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
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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