[发明专利]一种增强土著根瘤菌固氮能力的生物源激活剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种根瘤菌固氮能力生物源激活剂，尤其是涉及一种利用木霉菌及其代谢产物增强土著根瘤菌固氮能力的生物源激活剂。

背景技术

在根瘤菌-豆科作物这一共生固氮体系中，共生固氮作用是一个由双方有关基因共同参与、协同作用并自主调节的复杂过程，影响和决定根瘤菌共生固氮效率的因素包括土壤生态环境、寄主植物和根瘤菌自身遗传特性等3个方面。就根瘤菌而言，土著根瘤菌的数量、根瘤菌耐酸性(前人用荧光抗体法研究发现，随着土壤酸化程度的不断增加，根瘤菌结瘤受抑制的程度加大，但不同根瘤菌菌株耐酸性有所不同)、有效性(固氮效能)为最主要影响因子。前人研究表明，经过有效性选择的好的根瘤菌品系，固氮量可以达到每年每公顷200-300公斤氮素，但无效菌株(如大多数野生的土著菌株)，仅仅只能提供30公斤/公顷的氮素，甚至更少，固氮功效相差十倍以上。因此人们尝试辅助于人工接种高效根瘤菌，以达到获得高共生固氮效能的目的。这也是目前国内外将如何提高该体系共生固氮效率的研究重点大都放在根瘤菌的遗传基因的改造上的重要原因。虽然近年来已通过自然选育或基因工程技术获得了不少具有高效固氮能力的菌株，并在人工控制的条件下证明它们能够使豆科作物显著增产。但由于人工接种的菌株在成为结瘤占优势的菌株之前，在土壤中需要一个长时间的积累过程(有试验证明为4年)。而且，根瘤菌在土壤中的繁殖速度，也决定了其竞争结瘤的效率，通常人工接种的根瘤菌在土壤中的繁殖速度比培养基上慢很多。前人实验表明，根瘤菌主要从植物根毛表皮细胞侵入，而植物新生根毛在4-5h即丧失受感态，这对于在土壤中代时达3-5d的慢生型根瘤菌的侵染显然是不利的，由此也造成了土著根瘤菌在竞争结瘤方面往往较人工接种的菌株占有优势，这是根瘤菌在土壤中的“位置效应”。由于人工接种高效固氮菌株与土著根瘤菌的竞争结瘤问题一直未得到很好解决，阻碍了这些高效固氮菌株田间应用效果的发挥。

还有研究指出，土壤中普遍存在大量的土著根瘤菌，但土著根瘤菌绝大部分存在着侵染力强，固氮活性低的弱点，在竞争结瘤上，却又常占优势。因此，如何将具有数量优势的土著根瘤菌结瘤力强、固氮力低这一生物学特性改变为结瘤力与固氮力均强的特性，成为人们追求的共生固氮效果最大化的重要目标和研发方向。

发明内容

本发明针对豆科作物栽培中，人工接种的根瘤菌剂侵染力、结瘤率较低，而土著根瘤菌结瘤率虽强但固氮能力低的缺陷，提供一种增强土著根瘤菌固氮能力的生物源激活剂。

本发明之生物源激活剂采用以下所述方法制成：

(1)将哈茨木霉菌株(Trichoderma harzianum)T216(已于2007年9月7日保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC №：M207141)接种到装有150mL液体培养基的三角瓶中，于27±1℃下转速为150转/分，培养60小时，作为发酵种子用；

液体培养基组分为：可溶性淀粉10g，葡萄糖20g，蛋白胨5g，KH2PO4 1g，MgSO·7H2O 0.5g，CaCO3 0.25g，(NH4)2SO4 2g，水1000mL，PH自然，经115℃灭菌15-20分钟；

(2)发酵罐发酵：将第(1)步所得木霉菌种子培养液按10％(V/V)的接种量接入发酵罐进行发酵培养，发酵控制参数为：

温度控制，分为两个阶段，发酵第一阶段，即菌体培养阶段0-72小时，26-28℃；发酵第二阶段，即代谢产物生产阶段72-100小时，23-25℃；

通气量(V/V)：0-20小时：1∶0.6；20-40小时：1∶0.8；40-80小时：1∶1.2，80小时以后：1∶0.6；搅拌速度：250-300rpm；

初始pH值控制为6.5-6.8，前24小时维持在初始值；

发酵罐培养基组分：1.5-2.0％麦麸汁液，0.5-1.0％葡萄糖，2.0-3.0％玉米粉，1.0-2.0％酵母膏，0.1-0.5％CaCO3，0.01-0.03％MgSO4，0.5-0.8％磷酸二氢钾和磷酸氢二钾，pH值为6.5-6.8，余量为水；通入蒸气达121℃在位灭菌30分钟；所述百分比均为重量百分比；

(3)发酵完成后，发酵液用氢氧化钠溶液调pH＝7-8(优选7.5)闷罐过夜，灭菌纱布真空过滤，得滤液，密封包装，即成。