CN106431767A - 利用嗜盐微生物增强草坪草抗盐性的方法 - Google Patents

利用嗜盐微生物增强草坪草抗盐性的方法 Download PDF

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傅金民
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韩世娟
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    • C12N1/14—Fungi; Culture media therefor

Abstract

本发明公开了一种利用嗜盐微生物增强草坪草抗盐性的方法，涉及盐渍化土壤生物修复技术领域。本方法是：①嗜盐微生物菌液的培养；②菌悬液的制备；③复合嗜盐微生物菌肥的制备；④草皮建植。本发明具有以下优点和积极效果：①改善土壤肥力状况；②植物吸盐；③草坪草可形成致密的枯草层，可增加降水的地表径流，减少面源污染；④微生物培养基质锯木屑不仅确保了微生物生长的养分供应，增强了微生物施入土壤的可操作性，且能改善土壤环境，并有效利用了废弃物；⑤成本低廉，操作简便。

Description

利用嗜盐微生物增强草坪草抗盐性的方法
技术领域
本发明涉及盐渍化土壤生物修复技术领域，尤其涉及一种利用嗜盐微生物增强草坪草抗盐性的方法。
背景技术
土壤盐渍化是当今世界上土地荒漠和退化的主要类型之一，盐渍化土壤严重破坏了土地资源，影响作物的生长和粮食的生产，给农业、林业和畜牧业的生产带来很大的影响和严重损失。我国是盐渍化土壤比较严重的国家之一，盐渍土面积占到全国可利用土地的69.3%。盐渍土的危害主要有3个方面：1、危害农林畜牧业的发展，盐渍化土壤不能为植物的生长提供合适的条件，盐分离子过高会抑制植物生长甚至死亡，从而降低农林畜牧业的生产，造成土地资源紧缩；2、破坏生态环境，森林锐减、草地退化是盐渍化造成的最为明显的破坏，绿色植物的减少，导致生态系统中的物质循环被间接的破坏，使环境中碳排放量急剧增加，使环境中的空气逐渐恶化；3、不利于可持续发展，盐渍化土壤的加剧导致了土地利用率的降低，粮食资源的紧缺，势必对可持续发展带来副作用。因此，如何利用和改良盐渍化土壤成为十分迫切和重要任务。
长期以来，土壤盐碱化的改良措施主要有物理改良、植被改良、和使用化学改良剂等。各种改良方法都存在着缺陷。如化学改良剂可能会引起二次污染，物理方法成本高、治标不治本，不能从根本上解决土壤盐渍化的问题。当前，许多国家致力于盐生植物的引种和栽培，耐盐和抗盐植物的生物改良等，在国内，主要趋向于研究盐生植物的生态、组织特性以及野生盐生植物的开发利用和新品种的开发等。生物修复作为土壤改良的一种有效方法，同传统修复技术相比，具有经济、高效、无二次污染和适用范围广等优点，已经被广泛认为是最为有效且经济的改良途径。同时，近年来国内外研究者渐渐发现，利用植物和微生物的共生关系能够改善植物在盐渍土中的生长，进一步提高植物的生产力。
草坪绿地，作为城市园林绿化的重要组成部分，是衡量经济发展程度的标准之一，也是衡量现代化城市的标准之一。随着人类生活水平和科学技术的不断发展，草坪绿地的需求不断扩大。草坪绿地被称为“城市之肺”，或“城市绿宝石”。它不仅能够美化环境、净化空气、保持空气中CO2和O2的平衡，还可以保持水土流失和维持生态平衡。除此之外，草坪绿地还可以缓解太阳辐射、有效降低地表温度和增加空气湿度。由此可见，草坪产业不光具有良好的生态和社会效益，经济效益也十分显著。伴随着城市绿地面积的增加，对有限的淡水资源的需求量越来越迫切，为节约用水，在城市园林绿化中不得不使用含盐量高的循环水进行灌溉，由此带来的草坪盐害问题也日益严重。如何减轻盐渍化土壤对草坪草的危害，已成为绿地建设者及养护者面临的主要问题。
发明内容
本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种利用嗜盐微生物增强草坪草抗盐性的方法。
本发明的目的是这样实现的：
利用嗜盐微生物菌株和生产废料锯木屑，制成复合嗜盐微生物菌肥，通过播种前施用复合嗜盐微生物菌肥的方法，促进草坪草在盐碱环境下的生长及叶绿素含量，进而提高盐碱环境下的草坪质量。
具体地说，本方法包括下列步骤：
①嗜盐微生物菌液的培养
播种前，挑取保存于-80℃冰箱中的试管斜面嗜盐菌菌种（棘孢曲霉， Aspergillus aculeatus）接种于马丁氏琼脂培养基中，在培养箱中30℃培养72h后，接种于液体培养基，在30℃温度下摇瓶培养16.5h后待用；
马丁氏琼脂培养基：MgSO4·7H2O 0.5g，KH2PO4 1g，葡萄糖10g，蛋白胨5g，琼脂18g，定容到1 L后加入1 %的孟加拉红溶液3.3 mL；
②菌悬液的制备
将上述培养好的菌液于6800～7800r/min离心机离心10 min后，弃上清，收集沉淀，并将所得沉淀与原菌液2倍体积的无菌水悬起备用；
③复合嗜盐微生物菌肥的制备
草坪建植时，采用撒施菌肥的方式施菌，即将上述步骤②中的菌悬液按照500 mL/kg的量拌入灭菌锯木屑中，48 h后进行撒施；
④草皮建植
将正常土壤与盐碱土过筛除杂后，按照一定的比例制成含盐量为0%（w/w）对照，0.6%（w/w）中度和1.2%（w/w）重度盐碱土，并将混合好的盐碱土在127℃下灭菌120 min备用，每个胁迫设置4个重复，三个胁迫所设置处理相同，分别为：
A、灭菌土壤和灭菌锯木屑按50：1（w/w）的比例混合；
B、灭菌土壤和上述步骤③中所述的嗜盐微生物菌肥按50：1（w/w）的比例混合；
以混合好的土壤为基质进行草坪植物的栽培试验，实验在试验田水泥池（长×宽×高=2m×2m×0.5m）中进行，基质用量为8.5kg/m2，基质厚度为13 cm；草坪草种子侵泡1d后均匀撒播于基质表层，用耙子耙地，保证种子播种深度不深于5mm；播种后，充分浇水并覆盖无纺布以保持湿度，保证种子萌发；种子萌发后，定期进行浇水，实验进行两个月后进行草坪植物各项指标的测定。
本发明具有以下优点和积极效果：
①改善土壤肥力状况：通过植物改良和微生物菌肥改良等手段，改良了土壤性状；
②植物吸盐：草坪草属于绿化植物，可通过剪草吸走部分盐分；
③草坪草可形成致密的枯草层，可增加降水的地表径流，减少面源污染；
④微生物培养基质锯木屑不仅确保了微生物生长的养分供应，增强了微生物施入土壤的可操作性，且能改善土壤环境，并有效利用了废弃物；
⑤成本低廉，操作简便。
附图说明
图1是不同盐浓度下施加复合嗜盐微生物菌肥对黑麦草地上部生物量的影响坐标图；
图2是不同盐浓度下施加复合嗜盐微生物菌肥对黑麦草地下部生物量的影响坐标图；
图3是不同盐浓度下施加复合嗜盐微生物菌肥对黑麦草叶绿素含量的影响坐标图；
图4是不同盐浓度下施加复合嗜盐微生物菌肥对狗牙根地上部生物量的影响坐标图；
图5是不同盐浓度下施加复合嗜盐微生物菌肥对狗牙根地下部生物量的影响坐标图；
图6是不同盐浓度下施加复合嗜盐微生物菌肥对狗牙根叶绿素含量的影响坐标图。
具体实施方式：
为更充分地的解释本发明的实施，提供下述实施例，这些实施实例仅仅是解释而不是限制本发明的范围。
实施例1
1、研制材料与方法
1）实验材料：
选取籽粒饱满、大小均一的多年生黑麦草“百灵鸟”种子为实验材料；正常土壤取自武汉植物园苗圃内，剔除杂质，过2mm筛，放置于通风处48-72h，自然风干；盐碱土取自山东东营市海边，含盐量1.89%。
2）复合嗜盐微生物菌肥的制备：
播种前，挑取保存于-80℃冰箱中的试管斜面嗜盐菌菌种（棘孢曲霉， Aspergillus aculeatus）接种于马丁氏琼脂培养基中，在培养箱中30℃培养72h后，接种于液体培养基，在30℃温度下摇瓶培养16.5h；
将上述培养好的菌液于6800～7800r/min离心机离心10 min后，弃上清，收集沉淀，并将所得沉淀与原菌液2倍体积的无菌水悬起；菌悬液按照500 mL/kg的量拌入灭菌锯木屑中，培养48 h后即制成了复合嗜盐微生物菌肥。
3）实验设计及草皮建植：
将正常土壤与盐碱土过筛除杂后，按照一定的比例制成含盐量为0%（w/w）对照，0.6%（w/w）中度和1.2%（w/w）重度盐碱土，并将混合好的盐碱土在127℃下灭菌120 min备用，每个胁迫设置4个重复，三个胁迫所设置处理相同，分别为：A、灭菌土壤和灭菌锯木屑按50：1（w/w）的比例混合；B、灭菌土壤和上述的复合微生物菌肥按50：1（w/w）的比例混合。
以混合好的土壤为基质进行黑麦草的栽培试验，实验在试验田水泥池（长×宽×高=2m×2m×0.5 m）中进行，基质用量为8.5kg/m2，基质厚度为13 cm；黑麦草种子侵泡1d后均匀撒播于基质表层，用耙子耙地，保证种子播种深度不深于5mm；播种后，充分浇水并覆盖无纺布以保持湿度，保证种子萌发；种子萌发后，定期进行浇水，实验进行两个月后进行黑麦草各项指标的测定。
4）指标的测定：
生物量：处理结束后，将黑麦草齐基质刈割，地下部用自来水冲洗干净，吸水纸吸干残留水分后，置于烘箱中105℃条件下杀青30min，75℃烘干至恒重，测量干重。
叶绿素含量：利用SPAD-502叶绿素测定仪对不同处理黑麦草叶片进行叶绿素含量测定，每片叶取三个不同部位进行测定，每个处理测定30片叶。
2、研制结果分析
1）复合嗜盐微生物菌肥对盐胁迫下黑麦草生物量的影响
盐胁迫能明显抑制黑麦草生物量的积累，随着盐浓度的增加，地上和地下生物量均明显减少（图1和图2）；施用复合嗜盐微生物菌肥，能够明显提高黑麦草地上和地下部生物量（图1和图2）；结果表明，复合嗜盐微生物菌肥能显著促进黑麦草根系的生长，有助于黑麦草耐盐性的提高。
2）复合嗜盐微生物菌肥对盐胁迫下黑麦草叶绿素含量的影响
盐胁迫能明显降低黑麦草叶绿素含量。同一盐胁迫处理下，施用复合嗜盐微生物菌肥能明显促进黑麦草叶绿素含量的增加（图3）；说明复合嗜盐微生物菌肥能够提高盐碱地上草坪草的叶绿素含量，有助于提高草坪的草坪质量。
实施例2
1、研制材料与方法
1）实验材料
选取籽粒饱满、大小均一的狗牙根种子为实验材料；正常土壤取自武汉植物园苗圃内，剔除杂质，过2 mm筛，放置于通风处48-72h，自然风干；盐碱土取自山东东营市海边，含盐量1.89%。
2）复合嗜盐微生物菌肥的制备
播种前，挑取保存于-80℃冰箱中的试管斜面嗜盐菌菌种（棘孢曲霉， Aspergillus aculeatus）接种于马丁氏琼脂培养基中，在培养箱中30℃培养72h后，接种于液体培养基，在30℃温度下摇瓶培养16.5h。
将上述培养好的菌液于6800～7800r/min离心机离心10 min后，弃上清，收集沉淀，并将所得沉淀与原菌液2倍体积的无菌水悬起；菌悬液按照500 mL/kg的量拌入灭菌锯木屑中，培养48 h后即制成了复合嗜盐微生物菌肥。
3）实验设计及草皮建植
将正常土壤与盐碱土过筛除杂后，按照一定的比例制成含盐量为0%（w/w）对照，0.6%（w/w）中度和1.2%（w/w）重度盐碱土，并将混合好的盐碱土在127℃下灭菌120 min备用，每个胁迫设置4个重复，三个胁迫所设置处理相同，分别为：A、灭菌土壤和灭菌锯木屑按50：1（w/w）的比例混合；B、灭菌土壤和上述的复合微生物菌肥按50：1（w/w）的比例混合。
以混合好的土壤为基质进行狗牙根的栽培试验，实验在试验田水泥池（长×宽×高=2m×2m×0.5 m）中进行，基质用量为8.5kg/m2，基质厚度为13 cm；狗牙根种子侵泡1d后均匀撒播于基质表层，用耙子耙地，保证种子播种深度不深于5mm。播种后，充分浇水并覆盖无纺布以保持湿度，保证种子萌发；种子萌发后，定期进行浇水，实验进行两个月后进行狗牙根各项指标的测定。
（4）指标的测定：
生物量：处理结束后，将狗牙根齐基质刈割，地下部用自来水冲洗赶紧，吸水纸吸干残留水分。并将地上和地下部置于烘箱中105℃条件下杀青30min，75℃烘干至恒重，测量干重。
叶绿素含量：利用SPAD-502叶绿素测定仪对不同处理狗牙根叶片进行叶绿素含量测定，每片叶取三个不同部位进行测定，每个处理测定30片叶。
2、研制结果分析
1）复合嗜盐微生物菌肥对盐胁迫下狗牙根生物量的影响
盐胁迫能明显抑制狗牙根生物量的积累，随着盐浓度的增加，地上和地下生物量均明显减少（图4和图5）。施用复合嗜盐微生物菌肥，能够明显提高狗牙根地上和地下部生物量（图4和图5）。结果表明，复合嗜盐微生物菌肥能显著促进狗牙根的生长，有助于狗牙根耐盐性的提高。
2）复合嗜盐微生物菌肥对盐胁迫下狗牙根叶绿素含量的影响
盐胁迫能明显降低狗牙根叶绿素含量。同一盐胁迫处理下，施用复合嗜盐微生物菌肥能明显促进狗牙根叶绿素含量的增加（图6）。说明复合嗜盐微生物菌肥能够提高盐碱地上狗牙根的叶绿素含量，有助于提高狗牙根草坪的草坪质量。
由此可见，本发明采用嗜盐菌株来增强草坪草抗盐性的方法在提高草坪草耐盐能力方面的应用，特别是在促进草坪草根系生长速率、叶绿素含量方面的应用。与现有传统技术相比，本发明通过改变土壤微环境而提高植物的抗盐碱能力，可有效改善盐渍化土地上草坪植物的生长环境，是一种高效、经济实用且不会造成二次污染的微生物治理方法。
本发明利用嗜盐微生物菌剂，与锯木屑联合施用于盐碱土草坪基质中。试验设计对照，中度和重度三种盐胁迫处理，实现强化微生物联合锯木屑增强草坪草的抗盐性，目的为研制高效肥料，提高草坪草的抗盐性，促进盐碱地环境下草坪植物的建植提供依据。

Claims (1)

1.一种利用嗜盐微生物增强草坪草抗盐性的方法，其特征在于包括下列步骤：
①嗜盐微生物菌液的培养
播种前，挑取保存于-80℃冰箱中的试管斜面嗜盐菌菌种接种于马丁氏琼脂培养基中，在培养箱中30℃培养72h后，接种于液体培养基，在30℃温度下摇瓶培养16.5h后待用；
马丁氏琼脂培养基：MgSO4·7H2O 0.5g，KH2PO4 1g，葡萄糖12g，蛋白胨5g，琼脂20g，定容到1 L后加入1 %的孟加拉红溶液3.3 mL；
②菌悬液的制备
将上述培养好的菌液于6800～7800r/min离心机离心10 min后，弃上清，收集沉淀，并将所得沉淀与原菌液2倍体积的无菌水悬起备用；
③复合嗜盐微生物菌肥的制备
草坪建植时，采用撒施菌肥的方式施菌，即将上述步骤②中的菌悬液按照500 mL/kg的量拌入灭菌锯木屑中，48 h后进行撒施；
④草皮建植
将正常土壤与盐碱土过筛除杂后，按照一定的比例制成含盐量为0%（w/w）对照，0.6%（w/w）中度和1.2%（w/w）重度盐碱土，并将混合好的盐碱土在127℃下灭菌120 min备用，每个胁迫设置4个重复，三个胁迫所设置处理相同，分别为：
A、灭菌土壤和灭菌锯木屑按50：1（w/w）的比例混合；
B、灭菌土壤和上述步骤③中所述的嗜盐微生物菌肥按50：1（w/w）的比例混合；
以混合好的土壤为基质进行草坪植物的栽培试验，实验在试验田水泥池中进行，基质用量为8.5kg/m2，基质厚度为13 cm；草坪草种子侵泡1d后均匀撒播于基质表层，用耙子耙地，保证种子播种深度不深于5mm；播种后，充分浇水并覆盖无纺布以保持湿度，保证种子萌发；种子萌发后，定期进行浇水，实验进行两个月后进行草坪植物各项指标的测定。
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