论文部分内容阅读
微生物复合菌肥是指一类含营养补充剂的有活性的特定制品,能够产生多种生理活性物质促进植物生长,提高植物抗逆能力,改善农产品的品质,减少化学肥料的使用,应用前景十分广泛。本课题主要研究内容如下:(1)利用紫外线(UV)对一株具有解磷促生机制的巨大芽孢杆菌(Bacillus megateriumz)进行诱变,选育出一株解磷能力明显提高的菌株,标记为11433-4,且该菌株培养过程中发酵液pH不断降低,进一步利用气相质谱联用仪(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)对发酵液代谢产物进行检测,以期探明微生物的解磷机理。测定结果显示,培养72h的突变株解无机磷含量最大达到46.79μg/mL,较出发菌株提高了 115.62%,发酵液pH从7.0降到了 4.03。将突变株在平板上连续传5代,解磷量稳定在44.29-46.71μg/mL之间,表明突变株11433-4具有良好的遗传稳定性,这对其在土壤中长期稳定发挥作用具有重要意义。通过GC-MS和HPLC分析,发现巨大芽孢杆菌主要产生葡萄糖酸、乙酸和丙酸。(2)通过单因素以及响应面实验得知最佳培养基及培养条件,培养基为(g/L):蔗糖17.72,大豆蛋白胨7.57,磷酸氢二钾5.99,尿素3,氯化钠0.5,硫酸镁0.3;5L发酵罐最佳发酵条件为:37℃、300r/min,接种量7%,通风比为1:1(v/v),罐压为0.03 MPa,pH为7.2,在此条件下菌体生长量达到最大,OD600为0.482。然后对胶质芽孢杆菌培养条件优化,最佳摇床发酵条件为:接种量28℃、170r/min,接种量5%,此条件下解钾菌的钾浓度达到3.69mg/L。(3)参照目标产品中营养补充剂的氮、磷、钾及微量元素含量,额外添加螯合离子化合物、甜菊叶渣、海藻粉、复合氨基酸等生长因子;且将所筛菌株按最佳发酵条件发酵,与营养补充剂按照特定比例复配最终确定适用于蔬菜瓜果类生物菌肥的配方,各项指标均复合NY/T 798-2004要求,活菌数达到9.13× 109cfu/ml。(4)利用PCR-DGGE方法研究种植后土壤中微生物群落演替规律,施入生物菌肥初期11433在起主导作用,微生物多样性增加;15d后11433减少,MC3和MY2在起主导作用;30d后仅存在少量菌。筛选的巨大芽孢杆菌可在短时间内占据主导优势,实现高效解磷。(5)通过盆栽实验发现,经过13d生长,施浇微生物菌肥组比空白组株高高出1.9-2.7cm,增加幅度为20%-25.71%。经田间试验验证发现,微生物肥料可以提高作物的产量。此外,微生物菌肥可使施浇45d后的盐碱土 pH降低1.0左右,可使土壤孔隙度增加8.62%左右。本研究结果表明,制出的微生物复合菌肥具有较强的解磷、解钾活性,能够有效的改善土壤微环境,促进植物生长,并有望应用到农业生产中。