土壤中高效解磷細菌的篩選及其發(fā)酵工藝的優(yōu)化.pdf

1、溶磷細菌（簡稱磷細菌）是一類在土壤中具有很強溶磷能力的細菌的總稱。磷細菌可使土壤中不能被植物利用的磷化物轉(zhuǎn)變成可被利用的可溶性磷化物，故又稱溶磷細菌。溶磷細菌主要通過生產(chǎn)各種酶或酸來發(fā)揮自己的生物特性，溶磷細菌在磷資源循環(huán)的過程中起著不可或缺的作用，由于磷細菌可以將難溶性無機磷轉(zhuǎn)化為可溶性磷，提高作物對磷的利用率，因此在微生物肥料生產(chǎn)過程中應用廣泛。實踐證明，磷細菌對小麥、甘薯、大豆、水稻等多種農(nóng)作物，以及蘋果、桃等果樹具有一定增產(chǎn)效果

2、。常用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的解磷細菌有解磷巨大芽孢桿菌，俗稱為“大芽孢”磷細菌，此外，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用到的還有其他芽孢桿菌和無色桿菌、假單胞菌等。
　　本實驗從作物根際土壤中分離高效解磷細菌。對于從土壤中分離到的菌株，通過平板法進行初篩，根據(jù)解磷透明圈直徑和菌落直徑比值大小初步確定菌株解無機磷和有機磷的能力，然后通過液體搖瓶培養(yǎng)，利用鉬銻抗比色法測定發(fā)酵上清液中有效磷含量，從而進一步確定該分離菌株的解磷能力。通過實驗篩選出1株具有高效解有

3、機磷能力的細菌，在蛋黃培養(yǎng)基上可產(chǎn)生明顯的解磷圈，分解有機磷能力最強，D/d比值為4，在卵磷脂液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)5d后，發(fā)酵上清液中的有效磷達到最高值54.21mg/L，是對照組的45倍，可看出解磷效果顯著。
　　通過形態(tài)特征、生理生化特性和16S rDNA序列分析等一系列試驗對菌株進行鑒定。通過篩選從作物根際土上分離得到的巨大芽孢桿菌 BM2菌株，存于實驗室保藏。采用單因素實驗及響應面份分析試驗優(yōu)化了巨大芽孢桿菌菌株 BM2的最佳

4、發(fā)酵培養(yǎng)基以及最佳發(fā)酵條件。實驗表明，巨大芽孢桿菌 BM2最適生長條件優(yōu)化該菌株的最適生長溫度為32℃，最佳生長pH為7.2。該菌株發(fā)酵培養(yǎng)基的最佳碳源為可溶性淀粉，最佳氮源為豆粕粉，最佳無機鹽為磷酸二氫鉀。采用中心組合試驗設計，進行響應面分析結合實際值，確定最優(yōu)的液體發(fā)酵條件為可溶性淀粉48.85g/L，豆粕19.67g/L，pH為7.2，該設計的理論芽孢數(shù)為43.16×108 cfu/mL，實際測定的芽孢數(shù)為41.29×108 cf

5、u/mL，與理論值差距很小。
　　研究確定，菌株BM2的最佳發(fā)酵溫度為34℃，最佳接種量為3％，最佳發(fā)酵時間為32h，最佳裝液量為60mL/250mL。
　　為了提高巨大芽孢桿菌 BM2的生物穩(wěn)定性，通過對其進行固定化優(yōu)化，確定巨大芽孢桿菌BM2固定化的最佳載體和交聯(lián)劑，最佳載體為濃度為4%的海藻酸鈉，最佳交聯(lián)劑為4%的氯化鈣，包菌量在10%，交聯(lián)時間在24h時，菌株能保持其最佳活性，達到最佳效果。
　　擬南芥生根實驗

6、中，培養(yǎng)基中添加了巨大芽孢桿菌 BM2發(fā)酵液的擬南芥幼苗的生根情況較于對照組擬南芥幼苗的根長均有明顯的增加，且觀察到，添加了發(fā)酵液培養(yǎng)基中的擬南芥?zhèn)雀^于對照組發(fā)達。通過實驗可知該菌株發(fā)酵液濃度為23cfu/mL，將BM2發(fā)酵液500倍時，對擬南芥生根促進效果最佳，根長相對于不加BM2菌劑的對照組增加了67.4%。稀釋倍數(shù)為50時，對擬南芥生長促進效果最不明顯。所有稀釋倍數(shù)處理下的擬南芥根長跟對照相比差異明顯。
　　不同稀釋倍數(shù)處

7、理的巨大芽孢桿菌 BM2發(fā)酵液對黃瓜幼苗的生長都起到了促進作用。隨著稀釋倍數(shù)的增加，對黃瓜幼苗生長的促進作用越明顯，在500倍稀釋的發(fā)酵液處理下，與對照組相比差異顯著，黃瓜幼苗的株高提高了25%，黃瓜幼苗的鮮重比對照組提高37%，在1000倍稀釋的發(fā)酵處理下，與對照組相比差異顯著，黃瓜幼苗的株高提高了51%，黃瓜幼苗的根長比對照組提高了21%，黃瓜幼苗的鮮重比對照組提高39%。以上對比差異顯著（P<0.05）。添加發(fā)酵液的處理能夠促進黃