论文部分内容阅读
降香黄檀(Dalbergia odorifera)是豆科蝶形花科植物，而檀香(Sandalwood)为半寄生性植物，均为名贵红木用材、重要药材树种。但生长缓慢，野生资源濒临灭绝。为保护其野生种质资源而进行大面积种植试验表明，降香黄檀-檀香混交种植效果良好。但存在菌木(幼林)阶段培育周期长、长势差，土壤中速效态N、K及可溶性无机磷偏低等问题。为解决上述问题，本论文从降香黄檀-檀香根际土壤中分离筛选高效功能菌。优化其培养基组分和液体发酵条件，以麸皮为功能菌液吸附载体，腐熟鸡粪为主要有机质，添加多种辅料，研制生物复合肥。主要研究结果如下:
(1)降香黄檀、檀香根际土壤高效功能菌的分离筛选与鉴定。
利用选择性培养基从不同林龄的降香黄檀、檀香根际土壤中分离固氮菌、解磷菌、解钾菌。通过乙炔还原法、全氮比色法测定菌株固氮活性，菌株JT-N301、JT-N304、JT-N305的固氮酶活在420nmol.h-1.mL-1以上，固氮量均在40mg/L以上。同时研究表明，菌株的固氮酶活与固氮量间无显著线性关系。利用溶磷圈法及钼锑钪比色法筛选解磷菌。11株菌株的D/d值大于2.0，其中菌株JT-P25、JT-P15的无机磷溶量高达223.27μg/mL、196.47μg/mL，有机磷溶量高达19.22μg/mL、25.05μg/mL。原子分光光度法测得23株解钾菌株的可溶性钾含量在48μg/mL以上，菌株JT-K21的可溶性钾含量达到132.68μg/mL。采用Salkowski比色法测定菌株IAA分泌量，其中菌株JT-N301、JT-N304、JT-N305的分泌IAA量在35.0μg/mL以上。4株解磷菌株分泌IAA量在25μg/mL以上，菌株JT-P25分泌IAA量达到32.14μg/mL。同时研究表明，菌株IAA分泌量与培养液终点pH值间无显著线性关系。综合考虑后，筛选菌株JT-N301、JT-N304、JT-N305、JT-P15、JT-P25、JT-K21用于研制生物复合肥。
基于形态学特征、生理生化特性及16SrDNA序列比较分析，初步鉴定，JT-N301为Burkholderiaanthina、JT-N304为Enterobacterludwigii、JT-N305为Burkholderiaseminalis、JT-P15为Bacilluspumilus、JT-P25为Bacillussubtilis、JT-K21为Pseudomonasputida。
(2)土壤高效功能菌发酵优化实验。
研究表明，培养24h～36h时，菌株均处于稳定期，适宜取样接种，同时菌株之间均无拮抗性。菌群活性的研究表明:菌株混合培养后，固氮菌群的固氮酶活高达498.66nmol.h-1.mL-1，解磷菌群的无机磷溶量达256.44μg.mL-1。通过碳氮源单因素、培养基正交设计实验，确定培养基最佳配比，使菌体浓度及活性达到最大，通过液体发酵实验，确定最优发酵条件。
固氮菌群的最优培养基为:葡萄糖10g/L，CaCO35.0g/L，(NH4)2SO40.2g/L，MgSO4.7H2O0.2g/L，磷酸二氢钾0.2g/L尔水硫酸钙0.2g/L，NaCl0.2g/L，去离子水。其最优液体发酵条件为:34℃，pH7.4，装液量25％，接种量10％，转速160r/min。解磷菌群的最优培养基组分为:葡萄糖8g/L，磷酸钙3g/L，(NH4)2SO40.5g/L，酵母膏0.3g/L，KCl0.2g/L，NaCl0.1g/L，MgSO4.7H2O0.1g/L，硫酸锰0.004g/L，FeSO40.002g/L，去离子水。其最优液体发酵条件为:34℃，pH7.0，装液量25％，接种量8％，转速160r/min。解钾菌的最优培养基组分为:蔗糖10g/L，CaCO35.0g/L，Na2HPO40.2g/L，(NH4)25O40.2g/L，MgSO4.7H2O0.3g/L，NaCl0.2g/L，二水硫酸钙0.2g/L，钾长石粉(150目)5g/L，去离子水。其最优液体发酵条件为:31℃，pH7.0，装液量30％，接种量10％，转速160r/min。
(3)生物复合肥研制。
以麸皮为功能菌液的吸附载体，腐熟鸡粪为主要有机质，添加多种辅料，研制生物复合肥。按不同的配比设计7组实验，检测施用生物复合肥后的各项指标。结果显示，EG2组的应用效果最好。与施用前相比，降香黄檀EG2组的苗高、地径分别增加了82.01％、37.79％，檀香EG2组的苗高、地径分别增加了93.31％、39.63％。其中降香黄檀EG2组的土壤有机质、土壤微生物总量、速效氮、速效磷、速效钾含量比CK组分别增加了89.61％、57.62％、41.16％、117.07％、45.28％。檀香EG2组的土壤有机质、土壤微生物总量、速效氮、速效磷、速效钾含量比CK组分别增加了79.91％、60.4％、39.66％、116.88％、43.88％。
通过上述试验，确定生物复合肥的最佳配比。其中初次发酵时，各组分的质量比为:干鸡粪100％、清水(无污染、无菌)30％、红糖0.2％、椰糠20％、过磷酸钙5％、木薯渣1％、鸡粪发酵剂2ML/Kg。二次发酵时，各组分质量比为:60％的初次发酵腐熟物料+40％的化学复合肥(N∶P∶K=1∶1∶1)+4％的功能菌液含麸皮。
(1)降香黄檀、檀香根际土壤高效功能菌的分离筛选与鉴定。
利用选择性培养基从不同林龄的降香黄檀、檀香根际土壤中分离固氮菌、解磷菌、解钾菌。通过乙炔还原法、全氮比色法测定菌株固氮活性，菌株JT-N301、JT-N304、JT-N305的固氮酶活在420nmol.h-1.mL-1以上，固氮量均在40mg/L以上。同时研究表明，菌株的固氮酶活与固氮量间无显著线性关系。利用溶磷圈法及钼锑钪比色法筛选解磷菌。11株菌株的D/d值大于2.0，其中菌株JT-P25、JT-P15的无机磷溶量高达223.27μg/mL、196.47μg/mL，有机磷溶量高达19.22μg/mL、25.05μg/mL。原子分光光度法测得23株解钾菌株的可溶性钾含量在48μg/mL以上，菌株JT-K21的可溶性钾含量达到132.68μg/mL。采用Salkowski比色法测定菌株IAA分泌量，其中菌株JT-N301、JT-N304、JT-N305的分泌IAA量在35.0μg/mL以上。4株解磷菌株分泌IAA量在25μg/mL以上，菌株JT-P25分泌IAA量达到32.14μg/mL。同时研究表明，菌株IAA分泌量与培养液终点pH值间无显著线性关系。综合考虑后，筛选菌株JT-N301、JT-N304、JT-N305、JT-P15、JT-P25、JT-K21用于研制生物复合肥。
基于形态学特征、生理生化特性及16SrDNA序列比较分析，初步鉴定，JT-N301为Burkholderiaanthina、JT-N304为Enterobacterludwigii、JT-N305为Burkholderiaseminalis、JT-P15为Bacilluspumilus、JT-P25为Bacillussubtilis、JT-K21为Pseudomonasputida。
(2)土壤高效功能菌发酵优化实验。
研究表明，培养24h～36h时，菌株均处于稳定期，适宜取样接种，同时菌株之间均无拮抗性。菌群活性的研究表明:菌株混合培养后，固氮菌群的固氮酶活高达498.66nmol.h-1.mL-1，解磷菌群的无机磷溶量达256.44μg.mL-1。通过碳氮源单因素、培养基正交设计实验，确定培养基最佳配比，使菌体浓度及活性达到最大，通过液体发酵实验，确定最优发酵条件。
固氮菌群的最优培养基为:葡萄糖10g/L，CaCO35.0g/L，(NH4)2SO40.2g/L，MgSO4.7H2O0.2g/L，磷酸二氢钾0.2g/L尔水硫酸钙0.2g/L，NaCl0.2g/L，去离子水。其最优液体发酵条件为:34℃，pH7.4，装液量25％，接种量10％，转速160r/min。解磷菌群的最优培养基组分为:葡萄糖8g/L，磷酸钙3g/L，(NH4)2SO40.5g/L，酵母膏0.3g/L，KCl0.2g/L，NaCl0.1g/L，MgSO4.7H2O0.1g/L，硫酸锰0.004g/L，FeSO40.002g/L，去离子水。其最优液体发酵条件为:34℃，pH7.0，装液量25％，接种量8％，转速160r/min。解钾菌的最优培养基组分为:蔗糖10g/L，CaCO35.0g/L，Na2HPO40.2g/L，(NH4)25O40.2g/L，MgSO4.7H2O0.3g/L，NaCl0.2g/L，二水硫酸钙0.2g/L，钾长石粉(150目)5g/L，去离子水。其最优液体发酵条件为:31℃，pH7.0，装液量30％，接种量10％，转速160r/min。
(3)生物复合肥研制。
以麸皮为功能菌液的吸附载体，腐熟鸡粪为主要有机质，添加多种辅料，研制生物复合肥。按不同的配比设计7组实验，检测施用生物复合肥后的各项指标。结果显示，EG2组的应用效果最好。与施用前相比，降香黄檀EG2组的苗高、地径分别增加了82.01％、37.79％，檀香EG2组的苗高、地径分别增加了93.31％、39.63％。其中降香黄檀EG2组的土壤有机质、土壤微生物总量、速效氮、速效磷、速效钾含量比CK组分别增加了89.61％、57.62％、41.16％、117.07％、45.28％。檀香EG2组的土壤有机质、土壤微生物总量、速效氮、速效磷、速效钾含量比CK组分别增加了79.91％、60.4％、39.66％、116.88％、43.88％。
通过上述试验，确定生物复合肥的最佳配比。其中初次发酵时，各组分的质量比为:干鸡粪100％、清水(无污染、无菌)30％、红糖0.2％、椰糠20％、过磷酸钙5％、木薯渣1％、鸡粪发酵剂2ML/Kg。二次发酵时，各组分质量比为:60％的初次发酵腐熟物料+40％的化学复合肥(N∶P∶K=1∶1∶1)+4％的功能菌液含麸皮。