一种红壤旱地非共生固氮菌及其培养方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种红壤旱地非共生固氮菌及其培养方法和应用，涉及微生物技术领域。固氮菌命名为NM2，分类名为稳定伯克霍尔德氏菌（

【技术实现步骤摘要】
一种红壤旱地非共生固氮菌及其培养方法和应用
本专利技术涉及微生物
，尤其是一种红壤旱地非共生固氮菌及其培养方法和应用。
技术介绍
红壤旱地面积大，水、热、光资源丰富，生物生产潜力巨大，是我国农业结构调整后的主要农业用地之一。但受自然因素以及长期不合理利用等人为因素的影响，形成了该区土壤蚀、瘠、酸、粘、旱等障碍因素，土壤退化严重，增加化肥投入量成为该区农民培肥土壤、提高产量的主要手段。氮肥作为农业生产不可缺少的肥料，更是养分贫瘠红壤的基本营养肥料，对提高红壤旱地肥力和作物产量以及我国农业增产增收都发挥了巨大的作用。然而，由于过量及不合理的氮肥施用方式，导致我国氮肥当季利用率仅为30%～35%。加之，该地区水土流失严重，大量的氮素随地表径流和渗漏淋失向水体迁移也是造成该区农业面源污染的重要原因。近年来，由于不合理施用化肥和酸沉降加剧，旱地红壤酸化加剧、土壤结构、肥力退化严重进而引起土壤生物群落多样性、生态功能急剧衰退。激发和定向培育土壤中微生物群落结构成为提升红壤地力、农民增产增收的重要措施之一。土壤中许多固氮微生物能将空气中的氮素固定为微生物的氮，进而为作物提供能利用的氮素，在红壤生态系统中氮素增加、运移转化和利用中发挥重要作用。将固氮微生物作为生物肥料，不但可以提高土壤中氮素的利用效率，节肥增产，还可以改善土壤结构，改善土壤肥力。但现在大部分自生固氮菌还未被驯化成可有效固氮并应用于促进植物氮素吸收利用的菌种，未必适应红壤的土壤环境。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种红壤旱地非共生固氮菌及其培养方法和应用，该固氮菌可在红壤旱地环境中有效固定氮素，并促进作物对氮素的吸收利用；以及固氮菌在花生栽培上的应用。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种红壤旱地非共生固氮菌，命名为NM2，分类名为稳定伯克霍尔德氏菌（Burkholderiastabilis），已于2017年08月07日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC）保藏，其菌种保藏编号为：CGMCCNo.14500；中国科学院微生物研究所菌种保藏中心地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。菌落NM2较小为白色、隆起，边缘整齐，表面干燥，不透明，不规则杆状排列。菌NM2的生理生化特性是：革兰氏阴性，固氮能力试验阳性，好氧兼性厌氧，接触酶试验阴性，M.R试验阳性，VP试验阴性，淀粉水解阴性，硝酸盐还原阴性，柠檬酸盐利用阴性。固氮菌NM2能高产吲哚乙酸。本专利技术固氮菌NM2分泌吲哚乙酸（IAA）的能力强，达45.84μg·mL-1。吲哚乙酸是植物激素的一种，能够促进根的发育。产吲哚乙酸的菌种，往往附着在植物根系或叶表面，利用植物代谢产生分泌物的同时产生IAA和少量GA3等植物激素来影响植物的生理过程和形态变化。表现为直接促进根的伸长，从而增大了与土壤中营养物质的接触的机会；可提高植物体内源IAA的含量；诱导植物防卫基因的表达，提高植物体抗病，抗旱等抗逆性。作为本专利技术的优化方案，固氮菌NM2的发酵在pH5～7下进行，该环境下产IAA量最高。在实验室摇瓶条件下，固氮菌NM2固氮酶活性达39.1nmolC2H4/h·ml，具有较好的固氮能力。一种红壤旱地非共生固氮菌，固氮菌命名为NM2，分类名为稳定伯克霍尔德氏菌（Burkholderiastabilis），保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其菌种保藏编号为：CGMCCNo.14500。上述红壤旱地非共生固氮菌的培养方法，步骤如下：在液体培养基中加入0.8%～1.2%w/v的碳源，然后取25～150ml装于250ml的三角瓶中，按1～1.5%v/v接种量接种处于对数生长期的NM2后，置于28～32℃，摇床培养36～60h；碳源包括葡萄糖、木糖、蔗糖、甘露醇、乳糖和/或麦芽糖；液体培养基中使用的无机组分包括氯化钠、磷酸二氢钾、二水硫酸钙、碳酸钙和七水合硫酸镁；液体培养基的pH值为5～9。优选的，液体培养基为Ashby无氮液体培养基：磷酸二氢钾0.2g，甘露醇10g，碳酸钙5g，氯化钠0.2g，七水合硫酸镁0.20g，二水合硫酸钙0.1g，蒸馏水1000ml；121℃灭菌30min。优选的，液体培养基的pH值为5～7。进一步优选的，液体培养基的pH值为5。优选的，在液体培养基中加入1%w/v的碳源，然后取50ml装于250ml的三角瓶中。优选的，碳源为麦芽糖。本专利技术还提供了红壤旱地非共生固氮菌在红壤旱地环境中固定氮素，促进作物对氮素的吸收利用，增加土壤矿质氮含量中的应用。以及红壤旱地非共生固氮菌在花生栽培上的应用。本专利技术从红壤中分离得到土著自生固氮菌NM2，和作物形成互惠共生体系，提升红壤旱地土著生物固氮潜力，促进土壤氮素生物固定扩容。本专利技术从供试红壤中筛选出一株自生固氮菌NM2，通过实验发现NM2能够固氮并分泌植物激素IAA，强化固氮作物的固氮能力。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本专利技术的一种固氮菌NM2可有效固氮并高产吲哚乙酸，提高氮素的利用率，促进植物对肥料的吸收，增加土壤矿质氮含量；（2）本专利技术固氮菌NM2针对花生具有良好的固氮效果，高产的吲哚乙酸促进花生的生长发育，土壤矿质氮含量的提高也使得花生对氮肥的利用率更高。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明；图1是本专利技术实施例2中不同碳源对固氮菌NM2生长影响的柱状图；图2是本专利技术实施例2中不同pH对固氮菌NM2生长影响的柱状图；图3是本专利技术实施例2中不同装液量对固氮菌NM2生长影响的柱状图；图4是本专利技术实施例4中经接菌NM2处理后，种植花生后土壤微生物生物量氮(MBN)含量变化柱状图；图5是本专利技术实施例4中经接种NM2处理后，种植花生后土壤碱解氮含量变化柱状图；图6是本专利技术实施例4中经接种NM2处理后，种植花生后土壤矿质氮含量变化柱状图；图7是本专利技术实施例4中经接种NM2处理后，花生根的全氮含量变化柱状图。具体实施方式实施例1红壤旱地非共生固氮菌的筛选及其固氮酶活性检测和生理生化特性的测定（1）三种培养基的准备Ashby无氮固体培养基：磷酸二氢钾0.2g，甘露醇10g，碳酸钙5g，氯化钠0.2g，七水合硫酸镁0.20g，二水合硫酸钙0.1g，琼脂20g，蒸馏水1000ml，pH7.0～7.2。121℃灭菌，30min。改良Ashby无氮固体培养基：三水合磷酸氢二钾0.5g，蔗糖10g，碳酸钙1g，氯化钠0.2g，七水合硫酸镁0.20g，二水合硫酸钙0.1g，琼脂1.5%～2.0%，蒸馏水1000ml，pH7.0～7.2。121℃灭菌，30min。Ashby无氮液体培养基：不加琼脂，其它条件同Ashby无氮固体培养基。（2）红壤旱地非共生固氮菌的筛选将从江西省红壤所旱地化肥长期定位试验采取的红壤，挑根过筛后，称取l0g，置于盛有100ml灭菌水的250ml的三角瓶中，在摇床中，30℃，150r·min-1振荡20min，静置10min，得到土壤悬浮液。该土壤悬浮液中含有若干种细菌，采用稀释法稀释后涂于Ashby无氮固体培养基，将平板倒置，于30℃，恒温箱中培养72h后，挑取不同类型典型单个菌落，经改良Ashby无氮固体培养基平板多次纯化后，筛选出该菌株形成的菌落为较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红壤旱地非共生固氮菌，其特征在于：所述固氮菌命名为NM2，分类名为稳定伯克霍尔德氏菌（

【技术特征摘要】
1.一种红壤旱地非共生固氮菌，其特征在于：所述固氮菌命名为NM2，分类名为稳定伯克霍尔德氏菌（Burkholderiastabilis），保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其菌种保藏编号为：CGMCCNo.14500。2.如权利要求1所述的一种红壤旱地非共生固氮菌的培养方法，其特征在于，步骤如下：在液体培养基中加入0.8%～1.2%w/v的碳源，然后取25～150ml装于250ml的三角瓶中，按1～1.5%v/v接种量接种处于对数生长期的NM2后，置于28～32℃，摇床培养36～60h；所述碳源包括葡萄糖、木糖、蔗糖、甘露醇、乳糖和/或麦芽糖；液体培养基中使用的无机组分包括氯化钠、磷酸二氢钾、二水硫酸钙、碳酸钙和七水合硫酸镁；液体培养基的pH值为5～9。3.如权利要求2所述的一种红壤旱地非共生固氮菌的培养方法，其特征在于：所述液体培养基为Ashby无氮液体培...

【专利技术属性】
技术研发人员：成艳红，黄欠如，李钟平，胡志华，武琳，黄尚书，孙永明，张昆，
申请(专利权)人：江西省红壤研究所，
类型：发明
国别省市：江西,36