具有解磷效果的巨大芽孢杆菌 - 廊坊市农林科学院
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    植保研究所 杨金库 728 阅读 2023-03-22 发布时间


    磷是植物生长所必需的大量营养元素之一,是植物体内重要化合物的组成元素,在植物的生长、发育、遗传、繁殖等生命活动中都具有重要作用,是决定的花芽分化、花粉发育的重要因素,也是生殖生长与营养生长所必须的元素。土壤中含有丰富的含磷物质,它们主要以稳定的铝硅酸盐和磷灰石状态存在,95%以上的磷很难被植物直接吸收利用,而能被植物直接吸收利用的有效态无机磷很低,一般只占全磷量的2%~3%。为了保持农作物的产量人们大量地使用化学肥料来给予土壤充足的养分,随着时间的积累,反而使土壤恶化状况加严重,人们不得不开始寻找新的方法解决土壤问题。

    自然界中有些微生物具有解磷功能,释放出土壤中固定态无效磷,这样不仅能够增加作物磷素吸收量,提高作物产量,还能大大高磷肥利用率,减少农业化学污染。因此,使用解磷菌菌肥是实现农业生产绿色持续发展的要途径之一。巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)是一种植物根系促生细菌,是有益菌,对环境和人畜无害,是微生物肥料中的常用菌种之一;有解磷功能,对卵磷脂、土壤中植物无法直接吸收利用的有机磷、无机磷有明显的分解作用,能够将植物难以吸收利用磷转化为可吸收利用的形态,可以提高土壤肥力,增加作物的产量。20世纪30年代,苏科学家从土壤里分离到了一株可以解磷的巨大芽孢杆菌,开始投入生产并进行相关研究。而大芽孢杆菌具体的解磷机制、作用效果、发酵方法等领域的研究,近几十年才进行的比较深。常规发酵培养基多采用玉米粉、豆粕粉及其他农副产品等作为主要原料,培养条件一般为温30℃左右,摇床转速200 r/min左右,初始pH 7.0~8.0等,有效活菌数在10×108cfu/mL左右

    1.  巨大芽孢杆菌对有机磷的降解效果

    巨大芽孢杆菌对有机磷卵磷脂的分解能力很强,在巨大芽孢杆菌培养过程中,在1~3天过程中,培养基中有效磷含量上升最快,在第 4 天时,卵磷脂中的磷被巨大芽孢杆菌分解释放达到最高值,有效磷的含量为1.67 mg/L,是对照组含量的约26倍,培养后期有效磷含量趋于平稳。培养基接入灭活菌液作为对照组,在整个 4 天的培养过程中,有效磷的含量在0.065 mg/L左右。

    2.  巨大芽孢杆菌对无机磷的降解效果

    巨大芽孢杆菌具有较强的分解Ca3(PO4)2的能力,在整个培养过程中,第1天培养基中的有效磷含量上升最快,在第3天后,巨大芽孢杆菌对Ca3(PO4)2中磷的释放趋于平稳,有效磷的含量约为83 mg/L,是对照组含量的17倍。对照组培养基接入的是灭活菌液,整个试验过程中有效磷的含量基本维持在5.0 mg/L左右。

    3.  巨大芽孢杆菌对土壤的解磷效果

    在刚施入肥料和菌剂时,测得土壤的有效磷含量为 132.8 mg/kg;处理完成2周时,测得土壤的有效磷含量为165.3 mg/kg。结果说明巨大芽孢杆菌对土壤的解磷效果非常明显,可以明显提高土壤有效磷含量。

    4.  巨大芽孢杆菌对番茄生物学性状的影响

    菌液施用后番茄株高增加,叶片浓绿肥厚,单果重明显增加。说明施用巨大芽孢杆菌通过解磷作用能够明显提高农作物的品质,增加农作物的产量,对农业生产具有重要意义。

    巨大芽孢杆菌是一种功能性有益菌,其对环境无污染、对植物安全、对人畜无害,受到人们广泛的关注和系统的研究。同时,具有较强的解磷作用,而磷是植物生长所必需的微量元素,是核酸、磷脂及糖代谢中间产物的重要组成成分,为植物生长发育提供所能量。20世纪中叶,为了解决农作物产量低和土壤缺磷问题,人们开始对巨大芽孢杆菌进行一系列相关研究,并将其作为提高作物产量、土壤有效磷含量的解磷微生物肥料生产使用。

    近年来,随着微生物菌剂在农业生产上的广泛应用,巨大芽孢杆菌以其在土壤中的解磷作用而被深入研究,并将其优化培养生产为微生物菌剂使用。解磷微生物进入土壤后定殖在植物根际系统,通过自身的生长繁殖来改善土壤,提高土壤有效磷含量,增加作物产量,所以农作物生长过程中使用解磷菌是土壤中无效磷转化为有效磷的最安全高效的方式之一,可以促进植物的生长发育,促使植物能够适应碱化、酸化及缺磷的不良土壤环境。

     

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