CN113832067A - 一种常温菌低温生长促进剂及其制备和应用 - Google Patents

Abstract

一种常温菌低温生长促进剂，是以低温莓实假单胞菌接种培养制备的无菌培养液。本发明制备的常温菌低温生长促进剂促进低温下不生长的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌等常温菌在4℃的低温环境下具有较好的生长趋势，呈现出不同的生长率，其中对于枯草芽孢杆菌促进效果最好，枯草芽孢杆菌在4℃下的生长率达到100%，有效促进常温菌在0‑6℃低温环境下对于秸秆纤维素的降解效率提高31.57%。

Description

一种常温菌低温生长促进剂及其制备和应用

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种常温菌低温生长促进剂及其制备和应用。

背景技术

我国是农业大国，农作物秸秆作为农业生产过程中的副产品之一，其数量巨大。其中稻草、玉米秸秆和小麦秸秆产量最高、分布最广，约占秸秆资源总量的75％。秸秆还田可以有效地培肥地力、增产增收，但是秸秆粉碎还田成本费用较高，不易在农民中推广，而且作物秸秆中的纤维素类物质很难直接被微生物分解，直接还田自然腐解周期较长，影响土壤墒情、耕作和播种；同时，自然腐解过程中微生物分解秸秆需要从土壤中吸收一定的氮素营养，从而与作物争氮，需要补施氮肥，造成出作物返青期延长，影响作物后期的产量；秸秆降解缓慢造成土壤含氧量低，影响农作物根系生长，容易蔓延病虫害。

东北地区是全国重要的商品粮生产基地，其种植结构主要以玉米作物为主，由于气候适宜再加上种植水平的提高，呈现连年大丰收的“喜人”局面，导致秸秆的产量也随之加大。随着秸秆还田技术的不断推广，秸秆腐熟菌剂应运而生，但其在农业生产应用的过程也出现了一些问题：极端环境地区菌种生长受限，产酶能力降低，尤其东北地区极寒环境下，常温下具有高活性的微生物在该环境下停止生长，无法实现降解作用，只能依靠低温下可以生长的少数微生物对秸秆进行自然降解，且新引进的菌剂与土著微生物之间的拮抗作用无法预料；农田环境影响因子对菌剂的生长产生影响。总体来说，秸秆降解效果不明显，亟需开发其他类型的降解产品。现目前，还没有开发出能使常温菌在低温下生长任何促进剂。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种常温菌低温生长促进剂。

本发明第二个目的在于提供上述常温菌低温生长促进剂的制备方法。

本发明第三个目的是提供上述常温菌低温生长促进剂的应用。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种常温菌低温生长促进剂，其特征在于：所述常温菌低温生长促进剂是以低温莓实假单胞菌(Pseudomonas fragi)接种培养制备的无菌培养液。

培养使用的培养基为LB液体培养基，包括胰蛋白胨10.0g/L,酵母浸粉5.0 g/L，NaCl 5.0g/L。

上述低温莓实假单胞菌(Pseudomonas fragi)是适宜生长温度在5-15℃的低温菌株。本发明低温莓实假单胞菌购买于北京百欧博伟生物技术有限公司，其平台编号为bio-02547，原始编号为L3-1。

本发明中所述的常温菌是在25℃-35℃的常温环境下能快速生长、而在低于该温度生长活性明显下降或停止生长的微生物菌株，上述常温菌包括但不限于大肠杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌等常温菌株。

一种常温菌低温生长促进剂的制备方法，其特征在于：所述常温菌低温生长促进剂是以低温莓实假单胞菌接种培养制备的无菌培养液，具体是将低温莓实假单胞菌接种于LB液体培养基中培养获得培养液，然后将培养液过滤除菌。

进一步，上述低温莓实假单胞菌是接种量占培养基的体积百分比为0.8～1％。

进一步，上述培养的温度是5～15℃，培养时间为18-24h。

上述莓实单胞菌在低温环境下较快生长，在特定的低温环境生长过程中产生丰富的低温代谢物，特定环境下产生的低温代谢产物作为生长因子促进了常温菌在低温环境下出现高活性生长趋势。

上述常温菌低温生长促进剂的应用，其特征在于：用于低温环境下促进常温菌生长。

进一步，上述应用是将上述常温菌低温生长促进剂与常温菌菌剂混合使用，上述常温菌低温生长促进剂与常温菌菌剂的体积比为1:100，常温菌菌剂的活菌数2.0×10⁸cfu/mL。

本发明具有如下技术效果：

本发明制备的常温菌低温生长促进剂促进低温下不生长的地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌等常温菌在4℃的低温环境下具有较好的生长趋势，呈现出不同的生长率，其中对于枯草芽孢杆菌促进效果最好，枯草芽孢杆菌在 4℃下的生长率达到100％，促进常温菌在0-6℃低温环境下对于玉米秸秆纤维素的降解效率提高了31.57％。

附图说明

图1：本发明常温菌低温生长促进剂作用于不同常温菌的生长率柱状图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

一种常温菌低温生长促进剂的制备方法，是将低温莓实假单胞菌按体积比为0.8％的接种量接种于LB液体培养基，置于5℃下进行培养24h后，进行过滤除菌，得常温菌低温生长促进剂。

实施例2

一种常温菌低温生长促进剂的制备方法，是将低温莓实假单胞菌按体积比为1％的接种量接种于LB液体培养基，置于10℃下进行培养20h后，进行过滤除菌，得常温菌低温生长促进剂。

实施例3

一种常温菌低温生长促进剂的制备方法，是将低温莓实假单胞菌按体积比为0.9％的接种量接种于LB液体培养基，置于15℃下进行培养18h后，进行过滤除菌，得常温菌低温生长促进剂。

上述低温莓实假单胞菌购买于北京百欧博伟生物技术有限公司，其平台编号为bio-02547，原始编号为L3-1。

对比例1

采用一株在低温下可以快速生长的蜡样芽孢杆菌(生长最适宜温度为15℃) 体积比为0.9％的接种量接种在LB液体培养基中，在15℃下培养18h，然后过滤除菌，得到的无菌培养液。

实施例4

常温菌低温生长促进剂对常温菌在4℃下的生长影响：

将各常温菌株(大肠杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、植物乳杆菌、双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌)分别接种入LB培养基中，在4℃下培养，每隔24h进行观察1次，经长期观察，各菌株均未出现生长。取体积百分占比为10％的常温菌低温生长促进剂加入培养基中，各菌株分别接种后，常温菌的活菌数2.0×10⁸cfu/mL。在4℃下培养，观察各菌株生长情况，通过测试其 OD₆₀₀值，计算出其生长率，如图1所示。同条件下，取对比例1中的无菌培养液加入接种了上述各菌的培养基中，进行培养，除了大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有微弱的生长，生长率分别为2.1％和3.7％，其他常温菌并未观察到有生长趋势。

实施例5

常温菌低温生长促进剂的应用：

将玉米秸秆收获后进行粉碎，平铺于试验田中，气温在0-6℃，将实施例3 制备的常温菌低温生长促进剂和对比例1制备的无菌培养液分别与具有降解纤维素的常温菌枯草芽孢杆菌菌剂(其最适生长的温度为30℃，活菌数为 2.0×10⁸cfu/mL)按照体积比为1:100混合得混合菌液，按照每亩田1kg混合菌液的量，撒入玉米秸秆中。空白对照组是采用LB培养基和相同的常温菌按照 1:100体积比混合的混合液，按照相同的量撒入玉米秸秆中。然后灌水保湿，每隔7天观察三组试验中秸秆腐熟变化情况，如表1所示。

表1：不同处理的玉米秸秆的腐熟情况：

单独使用降解纤维素的常温菌枯草芽孢杆菌的空白对照组中，由于常温菌枯草芽孢杆菌在该极低温环境下，无法进行生长，玉米秸秆只能依靠试验田中存在的极少数的低温菌的作用，而低温菌发酵产生的热量低于玉米秸秆在该环境下的散热，导致整体温度并不能达到促进常温菌生长的温度，因此，常温菌在此过程中，一直处于停止生长的状态，空白对照组中经过30天后，玉米秸秆的纤维素降解率仅仅达到5.22％。而加入对比例1获得的无菌培养液的降解体系中，由于该无菌培养液对于常温菌枯草芽孢杆菌在低温环境下生长的促进作用较弱，且试验田中存在的低温菌对其产生竞争抑制，导致其很难生长，因而对于玉米秸秆的降解没有发挥作用，其纤维素降解率和空白对照组基本一致，纤维素的降解率为5.29％。在采用了本发明常温菌低温生长促进剂混合的枯草芽孢杆菌降解玉米秸秆，经过30天对玉米秸秆的发酵降解处理，玉米秸秆的纤维素降解率达到36.79％。

Claims (6)

1.一种常温菌低温生长促进剂，其特征在于：所述常温菌低温生长促进剂是以低温莓实假单胞菌接种培养制备的无菌培养液。

2.一种如权利要求1所述的常温菌低温生长促进剂的制备方法，其特征在于：是将低温莓实假单胞菌接种于LB液体培养基中培养获得培养液，然后将培养液过滤除菌。

3.如权利要求2所述的一种常温菌低温生长促进剂的制备方法，其特征在于：所述低温莓实假单胞菌是接种量与培养基的体积百分比为0.8~1%。

4.如权利要求2或3所述的一种常温菌低温生长促进剂的制备方法，其特征在于：所述培养的温度是5~15℃，培养时间为18-24h。

5.如权利要求2-4任一项所述的常温菌低温生长促进剂的应用，其特征在于：用于低温环境下促进常温菌生长。

6.如权利要求5所述的常温菌低温生长促进剂的应用，其特征在于：具体是将上述常温菌低温生长促进剂与常温菌菌剂混合使用，上述常温菌低温生长促进剂与常温菌菌剂的体积比为1:100，常温菌菌剂的活菌数2.0×10⁸cfu / mL。

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