CN106282052B - 一种改良滨海盐碱土壤的复合乳酸菌制剂及其应用 - Google Patents

一种改良滨海盐碱土壤的复合乳酸菌制剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改良滨海盐碱土壤的复合乳酸菌菌剂及其应用，该菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P‑8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang组成。这两种菌对盐碱土上植物的生长代谢有明显的影响，可以协同提高植物的发芽率、整齐度、均匀度和植株生长能力。

Description

一种改良滨海盐碱土壤的复合乳酸菌制剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种微生物菌剂，尤其涉及一种能够改良滨海盐碱土壤，显著提高植物抗盐碱胁迫的复合乳酸菌制剂，属于微生物技术领域。
背景技术
黄河三角洲是我国乃至世界造陆速度最快的滨海生态***，自1855年改道以来新增土地面积6000多平方公里，新生土地提供了广阔的后备耕地资源，在保障我国土地资源安全和生态***服务功能中有着不可忽视的作用。但近些年来，人类的盲目垦殖利用，致使区内主要农业利用土地——新淤地和改良的盐碱耕地，正以惊人的速度返盐退化，加之气候变化影响，生态环境的自净能力、抵抗能力和恢复能力变差，每年约有5％的新淤地沦为重盐碱地和盐碱荒地，生态***功能退化严重，土水资源环境质量下降，其恢复与重建已成为当前的研究热点。
受海水浸渍侧渗和浅、咸地下水的影响，滨海盐碱地具有盐分高、易板结、结构差、有机质含量低、蓄水保肥能力弱等特性，决定了其在围垦初期至脱盐至正常土壤过程中农业利用难度极大，同时不当的农业利用方式使得土壤盐碱化具有反复性，探索如何高效的将滨海盐碱土改良为绿化种植土是亟待解决的问题。
当前，滨海盐碱土改良技术主要采用如：喷施排水方法、通过客土改良、秸秆覆盖等物理方法或利用一些酸性盐类物质改良的化学方法，但这些方法存在技术工程量大、耗资高、周期长等缺陷，如“井灌井排”法和“强排强灌”法等其需要建立的水利设施投资巨大，维护费用高；客土改良不但需要运输大量的客土，而且往往会给客土来源地的农田造成巨大的破坏；化学方法由于直接面对大海而在治理前后将不断受到侵蚀，因此效果非常有限，难以推广。
生物改良技术与上述措施相比，具有成本低廉、材料来源广泛、使用方便、促进作物根系、加速团粒结构形成、过程绿色安全、环境友好无副作用等优势。然而，目前的生物改良技术仅仅是针对西北、东北地区等盐碱地的改良，未见适合黄河三角洲滨海滩涂盐碱地的相关技术措施。
发明内容
针对黄河三角洲后备耕地资源开发利用难的问题，本发明的目的在于提供了一种改良滨海盐碱土壤的复合菌剂及其应用。
为了实现本发明的目的，发明人通过大量试验研究并不懈努力，最终获得了如下技术方案：
一种改良滨海盐碱土壤的复合乳酸菌菌剂，该菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang组成。
需要说明的是，本发明所采用的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P-8，分离自内蒙古传统自然发酵酸牛奶中，具有优异的抗胃肠道消化液耐受能力，能够存活于动物肠道内；该菌株已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏时间为2012年06月28日，保藏号为CGMCC No.6312。另外，本发明所采用的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang，是从酸马奶中分离的耐酸和耐胆汁酸的益生菌菌株；该菌株于2006年4月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物菌种保藏中心，保藏号CGMCC No.1697。
优选地，如上所述的复合菌剂，该菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarumP-8)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang按1：(0.5～3)的活菌数量比组成。
本发明涉及的复合菌剂可以采用如下方法制备：
(1)将所述干酪乳杆菌菌株(Lactobacillus casei)Zhang和植物乳杆菌菌株(Lactobacillus plantarum)P-8接种于MRS培养液，在37℃条件下培养12-24小时，经离心洗涤后，在菌体沉淀上加入8％-12％灭菌脱脂牛乳液，并调整其菌数为2.0×1010cfu/mL，混匀后倾注培养；
(2)将步骤(1)得到的菌株培养物接种于MRS培养液，在37℃条件下培养12-24小时，再接种8％-12％的灭菌脱脂牛乳液，在37℃条件下培养6-10小时，调整其菌数为3×109cfu/mL，pH值为4.4～4.6。
本发明人在筛选耐盐碱菌株时意外发现，含有植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang的复合菌液有一定的耐盐碱作用，且对盐碱土上植物的生长代谢有明显的促进作用。基于此发现，本发明人通过接种于MRS培养液中培养发酵，将这两种菌制备成了复合菌剂。因此，本发明提供了上述复合菌剂的应用，即：
一种复合菌剂在提高植物抗盐胁迫中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang按1：(0.5～3)的活菌数量比组成。
一种复合菌剂在提高植物抗碱胁迫中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang按1：(0.5～3)的活菌数量比组成。
一种复合菌剂在同时提高植物抗盐抗碱胁迫中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang按1：(0.5～3)的活菌数量比组成。
一种复合菌剂在改良滨海盐碱土壤中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang按1：(0.5～3)的活菌数量比组成。
一种复合菌剂在制备盐碱土改良液中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang按1：(0.5～3)的活菌数量比组成。
需要特别说明的是，在本发明记载的实施例中，上述复合菌剂制备成菌液后喷施可以提高花生或棉花抗盐抗碱胁迫，并促进其良好的发芽、生长。
另外，本发明还提供了一种提高花生抗盐抗碱胁迫的种植方法，该方法包括：在播种前地块深翻，结合翻地每公顷施用尿素200～300斤、磷酸二铵300～400斤、硫酸钾100～150斤起垄镇压，以每亩播种10000～11000穴，每穴1-3株，播种后覆盖地膜，后期不再进行追肥和灌溉；在花生播种结束之后，喷施活菌总数为1.0×109～6.0×109cfu/mL的含菌水，喷施量为2-3升/亩；在花生果针期再一次喷施活菌总数为1.0×109～6.0×109cfu/mL的含菌水，喷施量为2-3升/亩。
与现有技术相比，本发明涉及的复合菌剂由植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)P-8和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang组成，这两种菌对盐碱土上植物的生长代谢有明显的影响，可以协同提高植物的发芽率、整齐度、均匀度和植株生长能力。
具体实施方式
以下通过实施例形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。另外，下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1：植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum P-8)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang在提高盐碱地花生苗长势、整齐度和均匀度的试验
实验地点：东营市利津县汀罗镇毛坨村-中度盐碱地(植物乳杆菌组、干酪乳杆菌组、复合菌组和空白对照组各1亩)
种植管理：播种前地块深翻，结合翻地按每公顷施用尿素200～300斤、磷酸二铵300～400斤、硫酸钾100～150斤的标准起垄镇压，以每亩播种10000～11000穴，每穴2株，播种后覆盖地膜。后期不再进行追肥和灌溉。
实验时间：2016.06.2-2016.8.4
实验作物：花生
使用量及方法：花生播种结束之后，实验组立即喷施微生物菌剂(实验组采用的菌剂中活菌总数含量3.0×109cfu/mL，复合菌组中两种菌的数量比为1:1)2升/亩。在花生果针期再一次喷施微生物菌剂(实验组采用的菌剂中活菌总数含量大于109cfu/mL，复合菌组中两种菌的数量比为1:1)3升/亩，对照组与实验组其他管理方式相同。
花生播种15天之后，各处理地块分别随机选取5个2㎡的样方，测定发芽率；果针期施肥15天后，各处理地块分别随机选取5个2㎡的样方，测定花生株高。
表1各组大田试验花生发芽率及株高比较
与空白对照组比较，▲P＜0.01；与植物乳杆菌组比较，★P＜0.01；与干酪乳杆菌组比较，■P＜0.01。
由表1的试验统计结果可知，盐碱土上使用复合乳酸菌制剂，能够提高花生种子的发芽率和植株的株高，无论与空白对照组还是单菌组相比均有极显著差异(p<0.01)，相对于空白对照组、干酪乳杆菌组、植物乳杆菌组，花生的发芽率分别提高了24.99％、23.08％、19.09％，株高分别提高了20.78％、16.22％、25.0％。
实施例2：植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum P-8)和干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)Zhang对盐分胁迫下棉花发芽率、苗长和根长的影响试验
实验地点：青岛农业大学农学实验室
试验设置：我们前期研究发现，黄三角洲滨海盐碱地区表层土壤盐基离子主要为：Na+、HCO3-、Cl-、SO3 2-，为了模拟该滨海自然盐土成分，我们采用氯化钠、硫酸钠和碳酸氢钠三种混盐，等比例(1：1：1)混入经自然风干、过筛去杂后的基础土壤中，按照土壤盐化分级标准，配置4个盐分梯度如下：常规(0.6g/kg)、轻盐(1.1g/kg)、中盐(2.9g/kg)、重盐(5.1g/kg)。
将配置好的不同盐分梯度的土壤，平铺于直径9cm的培养皿中，每个培养皿中所加土量相同，每个培养皿播种20粒种子，种子播种尽量均匀，使每个幼苗有充足的生长空间和营养物质。
实验时间：2016.7.6-2016.7.13
实验作物：棉花
使用量及方法：每个盐分梯度下设植物乳杆菌组、干酪乳杆菌组、复合菌组和空白对照组，将菌液(活菌总数含量5.0×109cfu/mL，复合菌组中两种菌的数量比为1:1)以1:500的浓度稀释后，每个培养皿添加1ml稀释液，空白对照添加等量的蒸馏水，以后每天用称重法补充无菌蒸馏水。
将所有培养皿放入25+1℃的生化培养箱中进行发芽。于发芽实验的第7d统计种子发芽数，计算发芽率(发芽率(％)＝播后7d发芽种子数/播种种子数*100％)。发芽标准为胚根达种子长度的1/3。发芽实验的第7d结束发芽，测定幼苗的苗长(苗高：下胚轴基部至芽顶端的长度)、主根长度(主根长：下胚轴基部至主根尖端的长度)。
表2实施例2各盐分梯度下棉花发芽率、苗高和根长
与空白对照组比较，▲P＜0.01；与植物乳杆菌组比较，★P＜0.01；与干酪乳杆菌组比较，■P＜0.01。
由表2试验结果可知，非盐碱环境下，无论是复合菌组还是单菌组，其相比空白对照组均能限制提高棉花的发芽率和苗长(P＜0.01)，并明显提高棉花的苗长。而复合菌组与植物乳杆菌组、干酪乳杆菌组单菌组相比无明显差异(P＞0.05)，预示着在非盐碱土地上，植物乳杆菌或干酪乳杆菌均能限制促进棉花的发芽与生长。
另外，盐碱土上使用复合乳酸菌制剂，能够提高棉花种子的发芽率，不同盐分胁迫下均显著高于空白对照组、植物乳杆菌组或干酪乳杆菌组(P＜0.01)，这预示着植物乳杆菌与干酪乳杆菌复合使用可协同提高棉花的发芽率。并且随着土壤盐分浓度的提高，复合菌组对棉花根的促生能力增强，轻、中、重度盐分下，复合菌组相对于空白对照组分别提高12.03％、16.73％和155.86％。
盐碱土上使用复合乳酸菌制剂，能够提高棉花种子的苗长，轻度盐分胁迫下显著高于空白对照组、植物乳杆菌组或干酪乳杆菌组(P＜0.01)，这预示着植物乳杆菌与干酪乳杆菌复合使用在低盐碱环境下可协同提高棉花的苗长。轻度和重度盐碱土上相对于对照能够显著提高棉花种子的苗长，中度盐土上虽能提高苗长，但与空白对照组间无明显差异(P＞0.05)。轻、中、重度盐分下，相对于空白对照组苗长分别提高42.31％、10.21％和52.51％。
盐碱土上使用复合乳酸菌制剂，能够增加棉花种子的根长，不同盐分胁迫下均显著高于空白对照组、植物乳杆菌组或干酪乳杆菌组(P＜0.01)，这预示着植物乳杆菌与干酪乳杆菌复合使用可协同提高棉花的根长。且随着土壤盐分浓度的提高，复合菌组对棉花根的促生能力最强，轻、中、重度盐分下，相对于空白对照组分别提高21.89％、22.38％和30.80％。

Claims (4)

1.一种复合菌剂在提高植物抗盐胁迫中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8和干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang按1：（0.5～3）的活菌数量比组成，所述的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8的保藏号为CGMCC No.6312，所述的干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang的保藏号为CGMCCNo.1697，所述的植物为花生或棉花。
2.一种复合菌剂在提高植物抗碱胁迫中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8和干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang按1：（0.5～3）的活菌数量比组成，所述的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8的保藏号为CGMCC No.6312，所述的干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang的保藏号为CGMCCNo.1697，所述的植物为花生或棉花。
3.一种复合菌剂在同时提高植物抗盐抗碱胁迫中的应用，所述的复合菌剂由植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8和干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang按1：（0.5～3）的活菌数量比组成，所述的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8的保藏号为CGMCC No.6312，所述的干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang的保藏号为CGMCCNo.1697，所述的植物为花生或棉花。
4.一种提高花生抗盐抗碱胁迫的种植方法，其特征在于，该方法包括：在播种前地块深翻，结合翻地每公顷施用尿素200～300斤、磷酸二铵300～400斤、硫酸钾100～150斤起垄镇压，以每亩播种10000～11000穴，每穴1-3株，播种后覆盖地膜，后期不再进行追肥和灌溉；在花生播种结束之后，喷施活菌总数为1.0×109～6.0×109 cfu/mL的含菌水，喷施量为2-3升/亩；在花生果针期再一次喷施活菌总数为1.0×109～6.0×109 cfu/mL的含菌水，喷施量为2-3升/亩；所述的含菌水中的菌由植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8和干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang按1：（0.5～3）的活菌数量比组成，所述的植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）P-8的保藏号为CGMCC No.6312，所述的干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）Zhang的保藏号为CGMCC No.1697。
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