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溶磷解钾菌株的筛选及培养基优化

王海德  
【摘要】:溶磷解钾微生物肥料是现在微生物肥料研究的热门方向之一。近些年来,随着土壤板结、土地盐碱化等土地问题的日益突出,微生物肥料发展越来越快,使得微生物肥料逐步被大家所接受。溶磷解钾菌肥中微生物主要包括溶磷细菌、解磷细菌、解钾细菌三种,主要是针对土壤中不能被作物直接吸收的难溶磷、钾元素有关的盐类、矿物等,将其转变为可溶性的磷、钾元素,以供作物吸收利用,以补充植物体内磷、钾元素含量,促进作物生长,提高作物产量,增强作物抗逆性。本研究是对本实验室通过PGPR实验从牡丹、烟草、花生、枸杞、香蕉、景天、凤梨、冬枣、蓝莓等作物根际分离出的功能菌在进行溶磷、解磷、解钾功能的筛选,通过单菌株的盆栽实验对所筛选出具有溶磷、解磷、解钾功能的菌株进行功能验证;选择促生效果较强的菌株进行菌种鉴定及菌株组合实验;对组合菌株进行复合盆栽实验,确定促生效果最佳的菌株组合;对最佳菌株组合的两株菌株进行培养基的优化。将本实验室从枸杞、香蕉、景天、烟草、牡丹、凤梨等作物根际土壤中筛选的功能菌株进行统一的整理、编号、保藏。对整理出的1140株菌株进行溶磷、解磷、解钾功能的筛选,对筛选出的菌株进行功能的反复验证获得功能稳定的溶磷菌11株,解磷菌60株,解钾菌117株。对筛选出的溶磷、解磷、解钾功能的菌株进行单菌株的盆栽实验,所选的作物是黄瓜幼苗。选取黄瓜作为本次实验对象的原因是黄瓜相对生长期比较快,经过单菌株盆栽实验测定,比较黄瓜幼苗的株高、茎粗、根的鲜重和干重、地上部分的鲜重和干重、叶片分支数等农艺性状获得19株促生效果良好的菌株,其中4株解磷菌,5株解钾菌,1株溶磷菌,9株既有解钾又有解磷功能的菌株。对盆栽结果数据分析后,选取效果最好的1株解磷菌,2株解钾菌,1株溶磷菌,2株既有解磷功能又有解钾功能的菌株进行复合盆栽实验。通过菌株的菌落形态观察,生理生化试验及16S rDNA序列比对建立系统发育树对进行复合菌株试验的6株菌进行鉴定,确定菌株GQJK61和菌株JTYP2为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),菌株GQJK60是特基拉芽孢杆菌(Bacillus tequilensis),菌株YP3N101是空气芽孢杆菌(Bacillus aerius),I140和I42为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)。通过菌株之间的拮抗实验排除菌株之间的相互抑制影响最终确定6个两菌株组合用于后续的复合盆栽实验。最终确定组合1(YP3N101和I42)的盆栽促生效果最为显著。对组合1中的菌株YP3N101和I42进行培养基的优化,以豆芽汁培养基为基础培养基,通过单因素实验确定各菌株最适宜碳源、氮源、无机盐种类。单因素实验中,所用碳源为蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、可溶性淀粉、玉米淀粉;有机氮源为牛肉膏、蛋白胨、酵母粉、豆粕;无机氮源为(NH_4)_2SO_4、NH_4NO_3、NH_4Cl、尿素;无机盐为MgSO_4、CaCO_3、K_2HPO_4、KH_2PO_4。通过正交试验,确定菌株生长培养基中各因素的最佳配比。最终确定:菌株YP3N101最佳碳源是3%葡萄糖,最佳有机氮源是1.5%蛋白胨,最佳无机氮源是0.3%NH_4NO_3,最佳无机盐是0.3%CaCO_3。菌株I42最佳碳源是3%蔗糖,最佳有机氮源是1.5%酵母粉,最佳无机氮源是0.3%NH_4Cl,最佳无机盐是0.3%KH_2PO_4。


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