CN110747153A - 一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液及其在水稻种植中的应用 - Google Patents

一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液及其在水稻种植中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液及其在水稻种植中的应用，属于生物肥料技术领域。克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，由以下步骤制备得到：将活化的克里本类芽孢杆菌(Paenibacillus kribbensis)菌株三炬‑021接种至察氏液体培养基中，振荡培养82～85h后，灭菌，得到克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液；克里本类芽孢杆菌菌株三炬‑021的保藏编号为CGMCC NO.17248。通过增施克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液对水稻株高、水稻分蘖、水稻根系、水稻叶面积、水稻生物量以及水稻产量都有促进作用，因此，本发明提供了克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液在水稻种植中的应用。

Description

一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液及其在水稻种植中的 应用
技术领域
本发明属于生物肥料技术领域，具体涉及一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液及其在水稻种植中的应用。
背景技术
我国是水稻种植大国，水稻种植关系国计民生。化学肥料的施用能够实现立竿见影的促近水稻生长的效果，但是长期施用，带来了土壤板结、盐渍化、农产品污染、破坏环境、疾病多发等等诸多问题，其危害不断地加深。
为了不断克服化学肥料的弊端，人们不断努力研制新型的水稻肥料，例如，公开号为CN108276222A的专利公开了一种助于水稻生长的肥料，其制作原料包括载体物质、细胞分裂素、腐熟后的农家肥、N、P2O5、K2O质量百分含量均为13％～17％的复合肥，载体物质包括生物质焦或生物炭。该助于水稻生长的肥料，能缩短水稻成熟时间，提高水稻产量。公开号CN10534801的专利公开了适用于水稻生长的肥料，包括：有机质、硅钙、酵素、腐植酸、N、P2O5和K2O，具有有机肥料的“稳”，化学肥料的“快”，生物肥料的“全”等特点。但是这些肥料依然依赖复合肥料的参与，对水稻产量和生长的促进作用效果一般。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液及其在水稻种植中的应用，所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液对不同时期水稻均有促进生长的作用，同时能有效提高水稻产量。
本发明提供了一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，由以下步骤制备得到:
将活化的克里本类芽孢杆菌(Paenibacillus kribbensis)菌株三炬-021接种至察氏液体培养基中，在28～32℃，170～200r/min条件下振荡培养82～85h后，将发酵产物灭菌，得到克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液；
所述克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021的保藏编号为CGMCC NO.17248。
优选的，所述振荡培养的温度为30℃；
所述振荡培养的转速为180r/min；
所述振荡培养的时间为84h。
优选的，克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021的活化方法为将克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021接种至察氏培养基上在37℃培养48h后，挑取单菌或菌落用于振荡培养。
优选的，所述灭菌的温度为121℃；所述灭菌的时间为30min。
优选的，所述灭菌后，还包括调整所述发酵产物的pH值至9。
本发明提供了所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液在水稻种植中的应用。
优选的，所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的稀释倍数为10～200倍。
优选的，所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的稀释倍数为50倍。
优选的，所述水稻种植喷洒克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的时期包括水稻的返青期、分蘗期和/或拔节孕穗期。
优选的，所述喷洒克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液时，追施尿素肥；
所述尿素肥的施加量为18～30kg/亩。
本发明提供的一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液对水稻生长具有促进作用，通过增施克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液对水稻株高、水稻分蘖、水稻根系、水稻叶面积、水稻生物量以及水稻产量都有促进作用。
附图说明
图1为不同处理下对水稻植株高影响的柱形图；
图2为不同处理下对水稻分蘖数影响的柱形图；
图3为不同处理下对水稻叶面积影响的柱形图；
图4为不同处理下对水稻根系影响的柱形图；
图5为不同处理下对各时期生物量影响的柱形图；
图6为不同处理下对水稻产量影响的柱形图。
生物材料保藏信息
克里本类芽孢杆菌(Paenibacillus kribbensis)，菌株编号为三炬-021，于2019年2月20日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址为北京市，朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏编号为CGMCC NO.17248。
具体实施方式
本发明提供了一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，由以下步骤制备得到:
将活化的克里本类芽孢杆菌(Paenibacillus kribbensis)菌株三炬-021接种至察氏液体培养基中，在28～32℃，170～200r/min条件下振荡培养82～85h后，将发酵产物灭菌，得到克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液；
所述克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021的保藏编号为CGMCC NO.17248。
在本发明中，所述克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021的活化方法优选为将克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021接种至察氏培养基上在37℃培养48h后，挑取单菌或菌落用于振荡培养。所述察氏培养基的配方优选为包括以下质量分数的组分：蔗糖3％、硝酸钠0.15％、磷酸氢二钾0.1％、硫酸镁0.05％、氯化钾0.05％、硫酸铁0.001％和琼脂2％～3％。所述察氏培养基在使用前采用常规灭菌方法即可。
在本发明中，所述振荡培养的温度优选为30℃；所述振荡培养的转速优选为180r/min；所述振荡培养的时间优选为84h。所述振荡培养的目的是在有氧的条件下使克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021前期扩大培养，后期产生代谢产物。所述察氏液体培养基的配方为优选为包括以下质量分数的组分：蔗糖3％、硝酸钠0.15％、磷酸氢二钾0.1％、硫酸镁0.05％、氯化钾0.05％和硫酸铁0.001％。所述察氏液体培养基在使用前采用常规灭菌方法即可。
在本发明中，所述灭菌的温度优选为121℃；所述灭菌的时间优选为30min。对发酵产物进行灭菌，使发酵产物中克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021菌体灭活。所述灭菌后，优选还包括调整所述发酵产物的pH值至9，有利于施用于水稻中不会因pH值不适而引起对水稻生长的抑制。
本发明提供了所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液在水稻种植中的应用。
在本发明中，所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的稀释倍数优选为10～200倍，更优选为50～100倍，最优选为50倍。稀释用溶液优选为无菌水。本发明对所述稀释的方法没有特殊限制，采用本领域所熟知的稀释方案即可。实验表明，采用克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的稀释液喷施水稻，比原液喷施水稻具有更优异的促生长和提高水稻产量的作用，可能是原液溶度过大，反而不利于水稻对营养物质的吸收。
在本发明中，所述水稻种植喷洒克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的时期优选包括水稻的返青期、分蘗期和/或拔节孕穗期。克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的喷洒量为50000～100000ml/亩，更优选为80000ml/亩。
在本发明中，所述喷洒克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液时，优选追施尿素肥；所述尿素肥的施加量优选为18～30kg/亩，更优选为23kg/亩。本发明对所述尿素肥的来源没有特殊限制，采用本领域所熟知的尿素即可。追施尿素肥的目的使水稻生长满足对氮元素的需求。
在本发明中，在水稻的返青期、分蘗期、拔节孕穗期增施克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，在水稻的返青期、分蘖期、拔节期、出穗期、灌楽期和蜡熟期分别测定水稻的高度、蘖基数、叶面积、根系长度、生物量和水稻产量，结果表明具有促进株高伸长、水稻分蘖，增大水稻叶面积、水稻叶根系，提高水稻生物量和水稻产量的作用。
下面结合实施例对本发明提供的一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液及其在水稻种植中的应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
选用的盆高26cm，上口径30cm，下口径20cm，每盆5穴，每穴插3株。水稻盆栽：土壤为壤土，通透性一般，pH6.7左右。各试验小区的水肥条件和管理条件均一致。选用的盆高26cm，上口径30cm，下口径20cm，每盆5穴,每穴插3株。长至3叶期，喷洒20ml浓度分别为原液(A处理)、10倍(B处理)、50倍(C处理)、100倍(D处理)、200倍(E处理)克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，在返青期、分蘗期和拔节孕穗期追施尿素肥；一组空白(CK)试验不喷洒菌株发酵液，但追施尿素肥。另一组空白(CKO)则不施化肥也不施克里本无活菌发酵液，详见表1，每个处理3个重复，随机区组排列。
表1施肥时期和施肥量(g/盆)
在水稻的返青期、分蘖期、拔节期、出穗期、灌楽期和蜡熟期分别测定水稻的高度、蘖基数、叶面积、根系长度、生物量、产量进行测定，具体如下：
1)水稻高和蘖基数的测定
水稻返青后选取釆用常规方法在水稻返青期、分蘖期、拔节期、出穗期、灌楽期和蜡熟期进行调查标记的水稻植株的株高和莲蘖数。
2)叶面积测定
分别在水稻返青期、分蘖期、拔节期、出穗期、灌楽期和蜡熟期，手工量取叶片最大宽度和叶片中脉长度。
水稻叶面积计算公式：S＝长*宽*系数，系数按0.75计。
3)根系的测定
分别在水稻分棄期、拔节期、开花期、灌装期和蜡熟期，经不同情况处理的植株3穴，用清水将水稻泥土洗净，测定水稻跟系的长度、重量。
4)水稻各生育期生物量的测定
分别在水稻分棄期、拔节期、开花期、灌装期和蜡熟期，经不同情况处理的植株3穴，用清水将水稻泥土洗净，用报纸将植株包好，在干燥箱中105℃杀青15min，再用80℃烘干至恒重，称取水稻植株生物量。
5)水稻产量的测定
在水稻成熟期将不同处理的水稻测产，测定每盆水稻米穗数、每穗粒数、稻谷千粒重等产量构成因素，根据式I计算产量。
产量(g/盆)＝穗数/穴*粒数/穗*千粒重/1000*5 式I
结果
1)不同稀释倍数水稻植株高的影响
如图1所示，增施克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液水稻株高均高于正常施肥和不施肥的，其中稀释倍数为1：50时，整体对水稻植株高促进效果最明显，而原液反而促进水稻植株升高的效果并不明显，原因可能是原液溶度过大，反而不利于水稻对营养物质的吸收。
2)不同稀释倍数对水稻蘖基数的影响
水稻莲蘖数在开花期时最大，之后缓慢下降，变化趋势呈单峰曲线(如图2所示)。不施肥处理的分蘖数最小，与施肥处理的水稻莲蘖数差异极显著(p<0.01)，由此可知，不施肥水稻几乎不分蘖。水稻产生分蘖是重要的生育特性，增加分藥，可以扩大光合作用的叶面积，提高水稻生物量的积累。分蘖前期,各处理间水稻莲蘖数差异不明显，水稻分蘖中期，分蘖旺盛，不同稀释倍数的克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液促进水稻分蘖情况来看，1:50倍的促进效果最好，说明这个浓度最适合水稻的生长。
3)不同同稀释倍数对水稻叶面积的影响
叶片是植物进行光合的主要场所，叶面积反应了群体生长状况，是体现群体质量的重要参数。如图3所示，返青期叶面积迅速上升，出穗期时叶面积达到最大，之后下降。施肥处理的水稻叶面积均大于不施肥的，差异极显著(p<0.01)，增施克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的处理均比正常施肥的大。返青期时，叶面积差别不明显；分蘖期时，水稻叶面积迅速上升，稀释倍数为1:50是的无菌发酵液对水稻叶面积的促进作用最明显。
4)不同浓度对水稻根系的影响
根系是作物吸收养分的重要器官之一，对作物有吸收营养物质、支持、固定与保护的作用。如图4所示，返青期根系差不别不大，拔节期根系快速生长，到处穗期达到最大，之后基本保持平稳。施肥处理的水稻水稻根须均大于不施肥的，差异极显著(p<0.01)，增施克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的处理均比正常施肥的大，稀释倍数为1:50是的无菌发酵液对水稻叶根系积的促进作用最明显。
5)不同浓度对水稻各生育期生物量的影响
生物量的积累是水稻建造营养器官和形成籽粒产量的重要基础，只有干物质累积多，生物产量高，水稻经济产量才有保证。如图5所示，增施克里本类芽孢杆菌处理的水稻植株干物质积累量均比正常施肥高。在分蘖期时，水稻干物质量积累较少，差别不明显；拔节期时，处理1:50倍的稀释液处理生物量最大，随后一直保持最高的生物量，说明在1:50倍的稀释度下，对水稻生物量的促进作用最大。
6)不同浓度对水稻产量的影响
水稻产量是由单位面积穗数、每穗粒数、千粒重三个产量因素所构成的。与产量关系最为密切的是有效穗数，甚至在某种范围内起决定作用，其次是每穗的粒数，而千粒重与品种特性有关，一般是一个较为稳定的性状。要提高单位面积的产量，关键在于增加单位面积的穗数。由图6所示，水稻千粒重差别不大。各处理间实粒数差别不大，处理1:50倍水稻的千粒重最重，穗数是由最终的有效分蘖来决定的，克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液能够提高水稻分蘖能力，因此，克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液处理的水稻有效穗数均比对照的多。增施浓度为1:50的克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液水稻产量最高，分析原因可能是50倍的克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液对水稻的分蘖数和生物量的促进生长作用最大。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，其特征在于，由以下步骤制备得到:
将活化的克里本类芽孢杆菌(Paenibacillus kribbensis)菌株三炬-021接种至察氏液体培养基中，在28～32℃，170～200r/min条件下振荡培养82～85h后，将发酵产物灭菌，得到克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液；
所述克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021的保藏编号为CGMCC NO.17248。
2.根据权利要求1所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，其特征在于，所述振荡培养的温度为30℃；
所述振荡培养的转速为180r/min；
所述振荡培养的时间为84h。
3.根据权利要求1所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，其特征在于，克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021的活化方法为将克里本类芽孢杆菌菌株三炬-021接种至察氏培养基上在37℃培养48h后，挑取单菌或菌落用于振荡培养。
4.根据权利要求1～3任意一项所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，其特征在于，所述灭菌的温度为121℃；所述灭菌的时间为30min。
5.根据权利要求4述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液，其特征在于，所述灭菌后，还包括调整所述发酵产物的pH值至9。
6.权利要求1～5任意一项所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液在水稻种植中的应用。
7.根据权利要求6所述应用，其特征在于，所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的稀释倍数为10～200倍。
8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的稀释倍数为50倍。
9.根据权利要求6～8任意一项所述应用，其特征在于，所述水稻种植喷洒克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液的时期包括水稻的返青期、分蘗期和/或拔节孕穗期。
10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述喷洒克里本类芽孢杆菌无活菌发酵液时，追施尿素肥；
所述尿素肥的施加量为18～30kg/亩。
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