CN113136354B - 一种促进小麦生长的微生物菌剂及其制备方法 - Google Patents

一种促进小麦生长的微生物菌剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种促进小麦生长的微生物菌剂及其制备方法，属于微生物技术领域。本发明使用沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌组成混合菌群，三种菌协同增效，共同实现了抗病促生的功效。为提升菌剂的稳定性和持久性，本发明对硅藻土进行改性，并将其与混合菌群充分混合，菌群吸附在硅藻土疏松多孔的结构中，在土壤中充分保护菌群活性，使本发明菌剂持久而稳定的发挥作用。综上，本发明菌剂培养时间短、工艺简单，在实际土壤根际复杂环境中适应性强，对小麦抗病促生作用稳定而显著，具有广泛的经济效益和社会效益。

Description

一种促进小麦生长的微生物菌剂及其制备方法
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种促进小麦生长的微生物菌剂及其制备方法。
背景技术
化学肥料是重要的农业生产资料，是农作物的“粮食”。现代农业栽培中，化肥用量大。但是，长期大量施用化肥带来一系列生产和环境问题，如肥料利用率低，浪费严重；土壤板结，肥力下降；水体富营养化，污染环境；农产品品质降低等。
近年来，人们发现了多种能促进植物生长的微生物菌株，它们能单独使用，也能与其它微生物和肥料混合使用，这样一定程度可以减少或者替代化学肥料的使用，在实现增产增效的同时，保护环境，以实现农业的绿色可持续发展。
植物在生长过程中与各种微生物之间发生着相互作用，主要包括植物根际微生物、叶际微生物以及植物内生菌。这些微生物可以通过固氮、解磷、分泌生长素、增加植物抗性等直接或间接的方式促进植物生长。在农业生产中，通过外源接种这类有益微生物不仅可以促进植物生长，增加作物产量，同时，其对环境友好性和作用效果的可持续性，在对生态环境越来越重视的当代农业中备受推崇。
然而目前现有技术中所使用的菌剂，一般为活菌产品，主要依靠其繁殖过程中所产生的代谢产物而起作用，在田间自然条件下影响其生长繁殖的因素众多，作用效果不太稳定，功能单一，不能持续稳定的发挥作用，导致其市场化应用受阻，无法有效的推广和应用。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷，提供一种抗病促生型微生物菌剂，其不仅可以大幅提升小麦产量，还可以一定程度提升小麦作物的抗病能力，且作用持久稳定，效果显著。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种促进小麦生长的微生物菌剂，包括菌群和载体，所述菌群是由沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌组成；所述载体为改性硅藻土，具体制备方法为：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中100～250℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土。
进一步的，所述菌群是是采用如下方法制备得到的：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得。
其中，沙上黄杆菌Flavobacterium sasangenseCGMCC1.12366，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2012年10月15日，保藏编号：CGMCC No1.12366。
其中，拜氏固氮菌Azotobacter beijerinckiiCGMCC1.9044，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2009年1月19日，保藏编号：CGMCC No1.9044。
其中，微绿蜡孔菌Ceriporia viridansCGMCC5.832，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2001年1月31日，保藏编号：CGMCCNo5.832。
进一步的，所述改性剂为醇和有机碱按照质量比1:0.5-1.5混合得到；醇为乙醇或甲醇，有机碱选自脂肪胺类、醇胺类、季铵碱类化合物中一种。
进一步的，程序升温烧结具体为：以2℃/min升温至500℃烧结1-3h，再以5℃/min升温至800℃烧结1-3h，最后以5℃/min升温至1200℃烧结0.5-1h。
一种促进小麦生长的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合菌群制备：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得；
(2)载体改性硅藻土制备：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中100～250℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土；
(3)将混合菌群和载体改性硅藻土按照质量比1:1混合均匀后，干燥后得混合粉体，即为本发明微生物菌剂。
有益效果
在小麦种植过程中，一般通过施加肥料实现增产，而通过使用农药以提升作物的抗病能力。而长期使用化学肥料会导致各种土壤问题，而过渡使用农药则会造成致病菌抗药性增强，最终只会导致小麦作物品质和产量的整体性下降。
本发明使用沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌组成混合菌群，其中沙上黄杆菌、微绿蜡孔菌具有分泌IAA、产铁载体、溶磷和解钾的特性，而拜氏固氮菌除了具有一定的固氮作用外，所产生的活性物质在与小麦病原菌的互作过程中产生的蛋白激发子能激发植物防御反应，提高植物免疫力，预防或减轻病害发生。三种菌协同增效，共同实现了抗病促生的功效。
为提升菌剂的稳定性和持久性，本发明对硅藻土进行改性，并将其与混合菌群充分混合，菌群吸附在硅藻土疏松多孔的结构中，在土壤中充分保护菌群活性，使本发明菌剂持久而稳定的发挥作用。综上，本发明菌剂培养时间短、工艺简单，在实际土壤根际复杂环境中适应性强，对小麦抗病促生作用稳定而显著，具有广泛的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种促进小麦生长的微生物菌剂，包括菌群和载体，所述菌群是由沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌组成；所述载体为改性硅藻土，具体制备方法为：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中100℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土。
所述菌群是是采用如下方法制备得到的：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得。
其中，沙上黄杆菌Flavobacterium sasangenseCGMCC1.12366，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2012年10月15日，保藏编号：CGMCC No1.12366。
其中，拜氏固氮菌Azotobacter beijerinckiiCGMCC1.9044，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2009年1月19日，保藏编号：CGMCC No1.9044。
其中，微绿蜡孔菌Ceriporia viridansCGMCC5.832，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2001年1月31日，保藏编号：CGMCCNo5.832。
进一步的，所述改性剂为醇和有机碱按照质量比1:0.5混合得到；醇为乙醇，有机碱选自脂肪胺类化合物中一种。
进一步的，程序升温烧结具体为：以2℃/min升温至500℃烧结1h，再以5℃/min升温至800℃烧结1h，最后以5℃/min升温至1200℃烧结0.5h。
一种促进小麦生长的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合菌群制备：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得；
(2)载体改性硅藻土制备：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中100℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土；
(3)将混合菌群和载体改性硅藻土按照质量比1:1混合均匀后，干燥后得混合粉体，即为本发明微生物菌剂。
实施例2
一种促进小麦生长的微生物菌剂，包括菌群和载体，所述菌群是由沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌组成；所述载体为改性硅藻土，具体制备方法为：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中250℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土。
进一步的，所述菌群是是采用如下方法制备得到的：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得。
其中，沙上黄杆菌Flavobacterium sasangenseCGMCC1.12366，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2012年10月15日，保藏编号：CGMCC No1.12366。
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其中，微绿蜡孔菌Ceriporia viridansCGMCC5.832，购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2001年1月31日，保藏编号：CGMCCNo5.832。
进一步的，所述改性剂为醇和有机碱按照质量比1:1.5混合得到；醇为乙醇或甲醇，有机碱选自季铵碱类化合物中一种。
进一步的，程序升温烧结具体为：以2℃/min升温至500℃烧结3h，再以5℃/min升温至800℃烧结3h，最后以5℃/min升温至1200℃烧结1h。
一种促进小麦生长的微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)混合菌群制备：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得；
(2)载体改性硅藻土制备：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中250℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土；
(3)将混合菌群和载体改性硅藻土按照质量比1:1混合均匀后，干燥后得混合粉体，即为本发明微生物菌剂。
对比例
设置对比试验组，改变菌群中沙上黄杆菌(A)、拜氏固氮菌(B)、微绿蜡孔菌(C)比例，其余均同实施例2。具体分组如下表所示：
表1分组试验设置
Figure BDA0003102833580000051
同时设置对比例10，对比例10除不进行硅藻土的改性外，其余原料和制备方法均同实施例2。
试验例
试验在山西省晋中市冬小麦田开展。小麦品种分别为百农418。播种日期为2020年10月13日。机播种量160kg/hm2。
田间小区采取随机排列，每个小区面积160m2，每小区3次重复。每个试验组按照50kg/hm2均匀撒入田间。
调查方法：
每个小区采用5点取样法，每个点随机取20株小麦进行调查。返青期测定须根数，拔节期测定叶绿素含量；拔节期(5月20日)调查小麦纹枯病；抽穗期(5月25日)调查白粉病和叶锈病，所有调查项目均重复3次。
根据叶片受害面积占叶片总面积的百分比确定病害病级分级标准：1级：受害面积占总面积5％以下；3级：受害面积占总面积6％～15％；5级：受害面积占总面积16％～35％；7级：受害面积占总面积36％～75％；9级：受害面积占总面积75％以上。
叶绿素含量测定，每个小区随机选取50个中部叶片，用手持SPAD502叶绿素仪测定含量。
小麦防御酶活性测定
取小麦中部叶片，每样品叶片鲜重0.5g，每处理重复3次，试验重复2次。准确称取组织质量，按质量(g):体积(mL)＝1:4的比例加入磷酸盐缓冲液(0.1mol/L，pH 7.4)，制成20％的组织匀浆，3500r/min离心15min，上清液即为酶粗提取液。POD测定采用愈创木酚法；SOD采用羟胺法；CAT采用钼酸铵法。每毫克组织蛋白每分钟催化产生1μg底物的酶量定义为一个酶活力单位。
实验结果如表2所示：
表2实验结果
Figure BDA0003102833580000061
从表中数据我们也可以看出，在本发明菌群组成比例下，小麦产量、穗长等指标均超过了对比例，改变了菌种比例和不进行硅藻土改性的对比例10，小麦各项品质和抗病能力均呈现了不同程度的下降。可见，本发明各菌种之间是存在协同增效的关系的，缺一则效弱。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (5)

1.一种促进小麦生长的微生物菌剂，其特征在于，包括菌群和载体，所述菌群是由沙上黄杆菌(Flavobacterium sasangense)、拜氏固氮菌(Azotobacter beijerinckii)、微绿蜡孔菌(Ceriporia viridans)组成；所述载体为改性硅藻土，具体制备方法为：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中100～250℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土；
所述沙上黄杆菌(Flavobacterium sasangense)为沙上黄杆菌CGMCC No.1.12366；
所述拜氏固氮菌(Azotobacter beijerinckii)为拜氏固氮菌CGMCC No.1.9044；
所述微绿蜡孔菌(Ceriporia viridans)为微绿蜡孔菌CGMCC No.5.832。
2.根据权利要求1所述促进小麦生长的微生物菌剂，其特征在于，所述菌群是采用如下方法制备得到的：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得。
3.根据权利要求1所述促进小麦生长的微生物菌剂，其特征在于，所述改性剂为醇和有机碱按照质量比1:0.5-1.5混合得到；醇为乙醇或甲醇，有机碱选自脂肪胺类、醇胺类、季铵碱类化合物中一种。
4.根据权利要求1所述促进小麦生长的微生物菌剂，其特征在于，程序升温烧结具体为：以2℃/min升温至500℃烧结1-3h，再以5℃/min升温至800℃烧结1-3h，最后以5℃/min升温至1200℃烧结0.5-1h。
5.一种权利要求1-4任意一项所述促进小麦生长的微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混合菌群制备：将沙上黄杆菌、拜氏固氮菌、微绿蜡孔菌分别接种至LB培养基中，
振荡培养至菌含量为O.D 600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得；
(2)载体改性硅藻土制备：将硅藻土和改性剂以质量比1:1混合均匀，在密封反应釜中100～250℃预处理，再置于马弗炉中程序升温烧结处理，烧结完成后自然降至室温后，得到载体改性硅藻土；
(3)将混合菌群和载体改性硅藻土按照质量比1:1混合均匀后，干燥后得混合粉体，即为本发明微生物菌剂。
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