一种植物乳杆菌及其在减少盐碱地温室气体排放中的应用 |
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| 申请号 | CN202311806994.1 | 申请日 | 2023-12-26 | 公开(公告)号 | CN117778253A | 公开(公告)日 | 2024-03-29 |
| 申请人 | 青岛农业大学; 青岛和协生物科技有限公司; 山东百沃生物科技有限公司; 东营青农大盐碱地高效农业技术产业研究院; | 发明人 | 张洪生; 赵子铉; 倪海平; 宗睿; 刘金; 孙青; 韩成刚; 刘湘; 李增旭; 姜雯; 孙雪芳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 植物 乳杆菌及其在减少盐 碱 地 温室 气体 排放中的应用，属于 微 生物 技术领域。采用植物乳杆菌ZJY‑6或含植物乳杆菌ZJY‑6的复合生物菌剂对盐碱地进行 灌溉 ；还包括含植物乳杆菌ZJY‑6的复合生物菌剂，复合生物菌剂，包括植物乳杆菌ZJY‑6、海藻多糖、玉米 淀粉 和麦芽糊精。本发明植物乳杆菌ZJY‑6或含植物乳杆菌ZJY‑6的复合生物菌剂可以减少盐碱地温室气体排放、增加 土壤 养分含量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种减少盐碱地温室气体排放的方法，其特征在于：该方法采用植物乳杆菌ZJY‑6对盐碱地进行灌溉。 |
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| 说明书全文 | 一种植物乳杆菌及其在减少盐碱地温室气体排放中的应用技术领域背景技术[0002] 当前全球30‑35％温室气体来自于农业生产过程排放。目前我国大田作物氮肥利用率不足40％，大量的养分资源浪费、流失造成了温室气体的排放等诸多环境问题，严重威胁了农业的可持续发展。盐碱地是我国极为重要的后备土地资源，但普遍存在微生物活性低，有机碳矿化速率慢，氮肥利用率低、温室气体排放量大、产能效益低问题。在现代农业发展中，微生物菌剂将得到越来越广泛的使用，微生物菌剂不仅可以促进作物的生长，提高产量，还具有增加土壤中养分有效性，提高土壤保肥、保水能力，减少碳氮排放等功能。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种植物乳杆菌及其在减少盐碱地温室气体排放中的应用，可以减少盐碱地温室气体排放、增加土壤养分含量。 [0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案： [0005] 一种减少盐碱地温室气体排放的方法，该方法采用植物乳杆菌ZJY‑6对盐碱地进行灌溉。 [0006] 灌溉包括滴灌、喷灌、漫灌等。 [0007] 优选的采用含有植物乳杆菌ZJY‑6的菌液或菌粉对盐碱地进行灌溉。 [0008] 优选的将含有植物乳杆菌ZJY‑6的菌液或菌粉与水混合制成菌液后施用于种植过8 程中，使用量为：有效活菌含量大于2×10 cfu/mL的菌液，用量为2升/亩，灌水深度至润湿土壤10‑20cm。 [0009] 减少盐碱地温室气体排放的复合生物菌剂，其特征在于：所述菌剂为植物乳杆菌ZJY‑6制品，或者为包含植物乳杆菌ZJY‑6的复合生物菌剂制品。 [0010] 优选的复合生物菌剂，包括植物乳杆菌ZJY‑6、海藻多糖、玉米淀粉和麦芽糊精。 [0011] 复合生物菌剂中海藻多糖质量含量为1‑2％、玉米淀粉质量含量为10‑15％、麦芽糖质量含量为10‑15％；植物乳杆菌ZJY‑6含量为2‑3亿/克。 [0012] 优选的复合生物菌剂中海藻多糖质量含量为1％、玉米淀粉质量含量为10％、麦芽糖质量含量为10％；植物乳杆菌ZJY‑6含量为2亿/克。 [0013] 复合生物菌剂制备方法为： [0014] (1)将所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum ZJY‑6)ZJY‑6按4％‑10％的接种量分别接种于MRS培养液，在35‑37℃条件下恒温培养12‑24小时，经离心洗涤后，在菌体沉淀上加入含8％‑12％灭菌脱脂牛乳液、0.5％‑0.6％葡萄糖和0.5％‑0.8％酵母浸膏的混9 合液，并调整其菌数大于2.0×10cfu/mL，混匀后分别倾注培养； [0015] (2)将步骤(1)得到的植物乳杆菌菌株培养物接种于MRS培养液，在35‑37℃条件下恒温培养18‑24小时，再分别接种于含8％‑12％灭菌脱脂牛乳液、0.5％‑0.6％葡萄糖和0.5‑0.8％酵母浸膏的混合液中，在35‑37℃条件下培养18‑24小时； [0016] (3)将步骤(2)得到的菌液按照植物乳杆菌ZJY‑6(Lactobacillus plantarum ZJY‑6)含量2‑3亿/克，海藻多糖质量含量1‑2％，玉米淀粉质量10‑15％和麦芽糊精质量含量10‑15％的比例混匀得到复合生物菌剂。 [0017] 将复合生物菌剂配制成菌液后施用于农作物种植过程中，使用量及方法：于小麦拔节期，滴灌追施小麦根部。每升复合生物菌剂与9升水混合得到菌液。 [0018] 有效活菌含量大于2×108cfu/mL的菌液，用量为2升/亩，灌水深度至润湿土壤10‑20cm。 [0019] 海藻多糖的作用：可以促进细胞分裂和生长，增加叶面积和扩大光合作用面积，从而增加光合作用产物，提高产量；可以提高植物抗逆性；同时可以改善农作物品质。 [0021] 麦芽糊精的作用：可以维护微生物的活性，为微生物提供能量和营养物质。 [0022] 本发明复合生物菌剂还增加土壤养分含量。 [0023] 本发明涉及菌株，保藏名称为ZJY‑6，分类名称为：Lactobacillus plantarum，保藏单位：中国武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M2014579。 [0024] 发明人在筛选抑制盐碱地小麦病原菌的拮抗菌时意外发现，含有植物乳杆菌ZJY‑6(Lactobacillus plantarum ZJY‑6)，海藻多糖，玉米淀粉和麦芽糊精的复合菌液对病原菌没有明显抑制作用，但对显著减少盐碱地温室气体排放有明显的影响。基于此发现，发明人通过将植物乳杆菌ZJY‑6接种于MRS培养液中培养发酵，将植物乳杆菌、海藻多糖、玉米淀粉和麦芽糊精这四种生物制剂制备成了复合菌剂。 [0025] 采用上述技术方案后所产生的有益效果是：本发明植物乳杆菌可显著减少盐碱地温室气体排放；包含植物乳杆菌ZJY‑6(Lactobacillus plantarum ZJY‑6)、海藻多糖、玉米淀粉和麦芽糊精的复合生物菌剂不仅可以显著减少盐碱地温室气体排放还可以增加土壤养分含量。植物乳杆菌通过产生有机酸、细菌素、过氧化氢和双乙酰等多种抑菌物质，具有促进土壤营养物质吸收等多种功能，能改善土壤根系微生物菌群的平衡，从而可以减少盐碱地温室气体排放、增加土壤养分含量。附图说明 [0026] 图1为小麦子粒灌浆期间不同处理下N2O排放通量差异。 具体实施方式[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0028] 实施例1 [0029] 复合生物菌剂的制备方法： [0030] (1)将所述植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum ZJY‑6)ZJY‑6按4％‑10％的接种量分别接种于MRS培养液，在35‑37℃条件下恒温培养20小时，经离心洗涤后，在菌体沉淀上加入含10％灭菌脱脂牛乳液、0.5％葡萄糖和0.6％酵母浸膏的混合液，并调整其菌数大9 于2.0×10cfu/mL，混匀后分别倾注培养； [0031] (2)将步骤(1)得到的植物乳杆菌菌株培养物接种于MRS培养液，在35‑37℃条件下恒温培养20小时，再分别接种于含10％灭菌脱脂牛乳液、0.5％葡萄糖和0.6％酵母浸膏的混合液中，在35‑37℃条件下培养20小时； [0032] (3)将步骤(2)得到的菌液按照植物乳杆菌ZJY‑6(Lactobacillus plantarum ZJY‑6)含量2亿/克，海藻多糖质量含量1％，玉米淀粉质量10％和麦芽糊精质量含量10％的比例混匀得到液体复合生物菌剂。 [0033] 实施例2 [0034] 一、复合生物菌剂在盐碱地小麦种植中的应用 [0035] 地点：山东省东营市农高区 [0036] 时间：2022.10‑2023.6 [0037] 作物：小麦(品种为济麦22) [0038] 土壤：中度盐碱土(土壤含盐量2.56g/kg，pH为8.55) [0039] 二、实验组别： [0040] 空白对照组：只滴水； [0041] 复合生物菌剂组：追施实施例1制备的复合生物菌剂； [0042] 复配组合物组：施用配方中除植物乳杆菌以外的其他成分，即：海藻多糖含量1％，玉米淀粉10％和麦芽糊精10％组成，余量为水。 [0043] 三、使用量及方法： [0044] 于小麦拔节期，采用滴灌追施，复合生物菌剂组和复配组合物组用量为2升/亩，空白对照组只滴水灌水深度润湿土壤10‑20cm即可。 [0045] 四、种植管理： [0046] 各组1亩试验田，10月26日播种，种肥同播小麦种植量为20斤/亩，行距为20cm，灌溉模式采用滴灌，3行一管铺设，播种时施用18‑20‑5(N‑P2O5‑K2O)复合肥，施肥量为540kg·‑2 ‑2hm ，拔节期滴灌追施尿素92kg·hm 。追肥采用水肥一体化方式追施。 [0047] 五、实验结果： [0048] 5.1.不同处理对小麦产量及产量构成的影响由下表1可知，与空白对照组相比，复合生物菌剂组显著增加亩穗数和千粒重，分别增加26.06％和12.71％，与不含植物乳杆菌的复配组合物组相比，生物菌剂组亩穗数和千粒重也分别有一定程度增加，分别增加19.93％和2.93％。与空白对照组和复配组合物组相比，生物菌剂组产量分别增加了 19.47％和13.78％，与空白对照组相比，生物菌剂组产量差异达到显著。 [0049] 表1各组对小麦产量及产量构成的影响 [0050] 亩穗数(穗/亩) 穗粒数(穗/粒) 千粒重(g) 产量(kg/亩)空白对照组 148023c 41a 42.08b 309.80c 复配组合物组 155578b 44a 46.08ab 325.29b 复合生物菌剂组 186593a 42a 47.43a 370.13a [0051] 5.2.不同处理对土壤养分含量的影响 [0052] 不同处理下小麦灌浆期土壤养分含量进行差异性分析结果见表2，可知，复配组合物组与空白对照组土壤养分含量差异不显著。与空白对照组相比，复合生物菌剂组显著增加水解性氮、有效磷和速效钾含量，分别增加20.33％、42.78％和2.60％。 [0053] 表2各组对小麦土壤养分含量的影响 [0054] 水解性氮(mg/kg) 有效磷(mg/kg) 速效钾(mg/kg)空白对照组 42.3b 19.4b 412.0b 复配组合物组 44.4b 20.3b 413.3b 复合生物菌剂组 50.9a 27.7a 422.7a [0055] 5.3.不同处理对N2O排放的影响 [0056] 由附图1可知，小麦灌浆期复合生物菌剂组土壤N2O排放通量最低，与空白对照组和复配组合物组相比，复合生物菌剂组中土壤N2O排放通量分别减少了96.64％和84.44％，且空白对照组和复合生物菌剂组间N2O排放通量差异显著。 |
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