專利名稱:一株土生空團菌及其發(fā)酵工藝與應用的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一株土生空團菌,它的發(fā)酵生產工藝,發(fā)酵用的專用培養(yǎng)基,以及用該菌制成的菌根生物制劑、菌根生物制劑的生產方法。
在林業(yè)應用方面,菌根技術包括兩部分內容,一是菌根生物菌劑的工業(yè)化生產;二是采用人工接種技術,用工廠化方法育苗,直接培育出健壯的林木菌根苗進行造林。用菌根技術培育出的苗木具有適應性強、存活率高、生長快(一年生菌根苗木大小與一般苗圃二年生苗木相當)以及移栽后沒有緩苗期等優(yōu)點。菌根苗木在環(huán)境條件越差的地方,苗木成活與生長快的效果就越能體現(xiàn)出來。
菌根的優(yōu)越性能主要表現(xiàn)為(1)可擴大苗木根的吸收面積。苗木根表面有許多外生菌絲,它們是菌根的主要吸收器官,可以比根系更遠地深入土中,吸取更大范圍的營養(yǎng),特別是它們可以穿過根際范圍的“貧磷區(qū)”,深達貧磷區(qū)以外的其他土壤中吸收磷等營養(yǎng)物質,供給苗木吸收利用。(2)可增加苗木對磷及其他營養(yǎng)的吸收能力。菌根菌可以產生磷酸酶,將土壤中的不溶性磷轉變成可溶性磷,其酶活性是無菌根植物的幾倍。同時還可以產生大量的草酸鹽,通過與鐵、鋁等的螯合,釋放出土壤中的固態(tài)磷酸鹽,對植物吸收磷產生有利影響。除磷以外,菌根對其它微量元素如Zn、Cu、Ca、Mg、Mn、Fe等養(yǎng)分的吸收也是十分有益的。(3)可促進苗木的健康成長。菌根菌在生長及共生過程中可產生多種生長刺激物質,如細胞生長素、細胞分裂素、赤霉素、維生素B、吲哚乙酸等,對植物生長產生刺激作用。(4)可提高苗木的抗逆性。苗木感染形成菌根后,可提高其抗旱性、抗鹽堿性、抗極端溫度,濕度和pH值、抗重金屬毒害等能力,提高林木在不利條件下的生存能力。(5)可改善林木根際環(huán)境。菌根真菌的活動直接或間接影響植物的根際環(huán)境,根際環(huán)境又影響到根際微生物種類與活性,并進而影響到宿主植物根系的養(yǎng)分吸收。菌根侵染還會影響植物的生理代謝活動,對根系分泌物產生影響,并導致植物吸收陰離子比例的變化,造成土壤pH值的改變,而pH值的變化又影響著吸附態(tài)磷酸的有效性。這種作用在酸性土壤中對林木生長十分有利。(6)可增強林木的抗病力。菌根可以減輕林木根部病害,防治猝倒病、潰瘍病、枯萎病、線蟲危害等病蟲害。植物營養(yǎng)根在形成菌根之前受病原菌的侵染,一般就不再接受菌根菌的侵入,而如果苗木在感染病原菌之前形成菌根,則病原菌即難以再侵染。菌根的抗病作用還表現(xiàn)在由菌根根際微生物變化而形成的防衛(wèi)作用;菌根細胞內碳水化合物濃度降低,對病原菌繁殖起到限制作用。
目前菌劑產品在國際上大體有兩種類型,即固體菌劑和液體菌劑。相比之下,固體菌劑較液體菌劑具有運輸保藏方便,活性壽命較長等優(yōu)勢。美國的P1anthealthcare公司主要研制開發(fā)固體菌劑,這種菌劑適合于生長速度快、競爭力強的菌種類型,在生產工藝上也有相對簡便的優(yōu)點。不足之處是設備昂貴、發(fā)酵周期長、菌劑易老化、易感染、不易貯藏。加拿大Myco-Tech公司生產的液體懸浮液菌劑,采用生物發(fā)酵罐對菌絲體進行深層發(fā)酵,然后把菌絲體制成一種懸浮液的菌劑產品。這種類型的產品雖然在發(fā)酵工藝上比固體發(fā)酵更快、更靈活,但菌劑的活性壽命較低,而且更不易貯藏和運輸。
本發(fā)明提供的菌根菌為土生空團菌(Cenecoccum geophilum)LT CGMCC №0646及其突變體或變異體。
土生空團菌(Cenecoccum geophilum)LT,已于2001年10月23日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心,其簡稱為CGMCC,保藏編號為CGMCC№0646。
本發(fā)明的土生空團菌從我國西北干旱地區(qū)分離得到,抗旱性能較強,具有區(qū)域優(yōu)勢、高效光譜。該菌在PDA平板培養(yǎng)基上,生長初期1-3天菌絲為白色,后逐漸變灰至黑,菌絲稠密、光滑、無分枝,平板背面呈現(xiàn)明暗相間的黑色。
本發(fā)明的另一個目的是提供土生空團菌LT的發(fā)酵工藝。
土生空團菌LT可以采用液體發(fā)酵,也可以采用固體發(fā)酵。
土生空團菌LT的液體發(fā)酵工藝,包括以下步驟1)將土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體菌種塊接種于種子培養(yǎng)基中,27℃搖床培養(yǎng)6-8天;
2)按0.1-0.6g/L生物量(干重)接入發(fā)酵培養(yǎng)基中,控制發(fā)酵液pH值為4-6;3)發(fā)酵終了,離心收集菌絲體;所述種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為碳源1-4%,氮源0.1-0.8%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,硫酸鎂0.05-0.1%,維生素B11-100ppm,生物素5-50ppm,三價鐵離子含量25-300ppm,微量元素1-100ppm,去離子水定容,pH6.0-7.0;其中碳源優(yōu)選葡萄糖或蔗糖,氮源優(yōu)選酒石酸銨、酵母膏或蛋白胨。
在發(fā)酵過程中,初始轉速為100rpm,通風為16L/min;溶氧低于30%時,轉速為200rpm,通風為18L/min;溶氧低于10%寸,轉速為250rpm,通風為24L/min。
土生空團菌LT的固體發(fā)酵工藝,包括以下步驟1)將土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體菌種塊接種于種子培養(yǎng)基中,27℃搖床培養(yǎng)6-8天;2)按0.1-0.6g/L生物量(干重)接入固體發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)1-2個月;3)菌劑粉碎,備用;所述種子培養(yǎng)基培養(yǎng)基的配方為碳源1-4%,氮源0.1-0.8%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,硫酸鎂0.05-0.1%,維生素B11-100ppm,生物素5-50ppm,三價鐵離子含量25-300ppm,微量元素1-100ppm,自來水定容,pH6.0-7.0;其中碳源優(yōu)選葡萄糖或蔗糖,氮源優(yōu)選酒石酸銨、酵母膏或蛋白胨;所述固體發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為蛭石65-80%,磷酸氫二鉀0.1-0.2%,玉米粉10-20%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,葡萄糖0.5-5%,氯化銨0.1-0.5%,二水氯化鈣0.5-1.5%,氯化鈣0.1-0.2%,去離子水定容,pH值6-7。
本發(fā)明的又一目的是提供土生空團菌LT發(fā)酵的專用培養(yǎng)基。
土生空團菌LT菌株種子或液體發(fā)酵的專用培養(yǎng)基,它的配方為碳源1-4%,氮源0.1-0.8%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,硫酸鎂0.05-0.1%,維生素B11-100ppm,生物素5-50ppm,三價鐵離子含量25-300ppm,微量元素1-100ppm,去離子水定容,pH6.0-7.0;其中,碳源優(yōu)選的是葡萄糖或蔗糖;氮源優(yōu)選的是酒石酸銨、酵母膏或蛋白胨。
土生空團菌LT菌株固體發(fā)酵的專用培養(yǎng)基,它的配方為蛭石65-80%,磷酸氫二鉀0.1-0.2%,玉米粉10-20%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,葡萄糖0.5-5%,氯化銨0.1-0.5%,二水氯化鈣0.5-1.5%,氯化鈣0.1-0.2%,自來水定容,pH值6-7。
本發(fā)明的再一目的是提供一種以土生空團菌LT為活性成份的菌根制劑。
一種菌根制劑,它的原料配方包括下述重量份數(shù)比的成份土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體 0.03-0.3包埋劑 5-30
填充劑 20-60水 1000所述包埋劑為藻酸鹽、角叉膠或聚丙烯酰胺;所述填充劑為泥炭。
根據實際需要,所述菌根制劑中還可以添加有其它有益菌根菌、有益細菌、植物生長調節(jié)物質、化學微量元素中的一種或幾種,例如彩色豆馬勃、牛肝菌、根瘤菌、吲哚乙酸、鉀、鎂等。
本發(fā)明還有一目的是提供一種生產以土生空團菌LT為活性成份的菌根制劑的方法。
一種生產以土生空團菌LT為活性成份的菌根制劑的生產方法,其特征在于是將下述重量份數(shù)比配方的原料配制成菌絲溶漿,制好的溶漿經過壓縮裝置輸送到滴定設備上,滴定出的液滴在固化劑溶液中固化處理,制成菌根菌的膠囊顆粒土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體0.03-0.3包埋劑 5-30填充劑 20-60水 1000其中,所述固化劑優(yōu)選為氯化鈣或磷酸氫鈣。
上述生產菌根制劑的過程利用現(xiàn)有普通的混合、壓縮、滴定設備在常規(guī)條件下即可實現(xiàn)。
土生空團菌LT菌株可以用固態(tài)發(fā)酵法生產,也可以用液體深層發(fā)酵法生產。利用本發(fā)明的液體深層發(fā)酵技術,可以使用較簡單的設備,在較少投資的情況下快速、批量地進行菌種繁殖,設備造價不及固體菌劑設備造價的十分之一,進而保證菌根菌劑的規(guī)?;a,達到大面積應用菌根技術的目的。
本發(fā)明膠囊型的菌劑產品,綜合了固體菌劑和液體懸浮液菌劑的優(yōu)點,特別是發(fā)酵后的菌絲體經過固化工藝處理后,制成一種新型的膠囊顆粒狀菌劑產品,這科固化處理不僅大大增加了菌劑的效力,而且大大增加了菌劑的有效活性壽命,較固體菌劑或液體均劑具有更加突出的優(yōu)勢。本發(fā)明的菌劑產品能夠進行最便捷的工業(yè)化生產,其工藝簡單、生產靈活、設備投資低,獨特的膠囊顆粒菌劑還具有易貯藏、易運輸、感染幾率少、保持活性壽命長等優(yōu)點,更符合生產實際的推廣應用。
本發(fā)明的菌根制劑可以廣泛適用于針葉樹種和各種經濟林木。利用本發(fā)明的菌劑,可以有效解決干旱、貧瘠地區(qū)造林成活難與生長慢的技術難題,特別是對我國西部地區(qū)生態(tài)植被建設、苗木供應具有重要意義,實現(xiàn)真正意義上的科學造林。
下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
具體實施例方式
實施例1、土生空團菌LT菌種的培養(yǎng)將土生空團菌LT CGMCC №0646菌種塊接種于按照常規(guī)方式滅菌的種子培養(yǎng)基中,27℃搖床培養(yǎng)6-8天;種子培養(yǎng)基的配方為蔗糖3%,酵母膏0.3%,磷酸二氫鉀0.1%,硫酸鎂0.05%,維生素B1100ppm,生物素20ppm,三價鐵離子含量50ppm,微量元素30ppm,去離子水定容,pH7.0。
實施例2、用液體發(fā)酵法生產土生空團菌LT用液體發(fā)酵法生產土生空團菌LT,包括以下步驟1)將培養(yǎng)好的土生空團菌LT CGMCC №0646種子以0.15g/L生物量(干重)接入按照常規(guī)方式滅菌的下述發(fā)酵培養(yǎng)基中蔗糖3.5%,酵母膏0.5%,磷酸二氫鉀0.2%,硫酸鎂0.08%,維生素B1100ppm,生物素30ppm,三價鐵離子含量200ppm,微量元素80ppm,去離子水定容,pH6.5;2)以30%的氫氧化鈉溶液調節(jié)pH值,控制發(fā)酵液pH值為4.5;發(fā)酵初始控制轉速為100rpm,通風為16L/min,溶氧控制在30%水平。在發(fā)酵過程中,每隔12小時取樣,測定生物量、殘?zhí)牵敋執(zhí)墙抵?%水平時,補2%的蔗糖,繼續(xù)發(fā)酵至殘?zhí)墙禐榱恪T诎l(fā)酵過程中,溶氧低于30%時,轉速調為200rpm,通風調為18L/min。溶氧低于10%時,轉速調為250rpm,通風調為24L/min;3)發(fā)酵終了,離心收集菌絲體,用無菌水進行凈化清洗,去掉粘附在菌絲體上的雜物,備用。
實施例3、用固體發(fā)酵法生產土生空團菌LT用固體發(fā)酵法生產土生空團菌LT,包括以下步驟1)將培養(yǎng)好的土生空團菌LT CGMCC №0646種子以0.4g/L生物量(干重)接入按照常規(guī)方式滅菌的下述固體發(fā)酵培養(yǎng)基中蛭石75%,磷酸氫二鉀0.15%,玉米粉15%,磷酸二氫鉀0.15%,葡萄糖4%,氯化銨0.3%,二水氯化鈣1%,氯化鈣0.15%,自來水定容,pH值6.5;2)培養(yǎng)2個月;3)菌劑粉碎,備用。
實施例4、生產菌根制劑。
用粉碎設備把得到的菌絲體切割成菌絲片段。400克泥炭和100克海藻酸鈉溶于10升70℃熱水中,2g(干重)土生空團菌LT CGMCC №0646菌絲體溶于10升冷水中,當熱水溫度降至35℃時,熱水和冷水混合均勻得到菌絲溶漿。制好的溶漿經過壓縮裝置輸送到滴定設備,滴出的液滴在5%氯化鈣固化劑溶液中固化處理,制成菌根菌的膠囊顆粒,包裝得到產品,冷藏。
在該過程中,所用的固化液通過循環(huán)裝置可以不斷循環(huán)使用。
根據實際需要,菌根制劑中還可以加入其它有益菌根菌、有益細菌、植物生長調節(jié)物質、化學微量元素中的一種或幾種。
實施例5、本發(fā)明菌根制劑在造林中的應用用本發(fā)明的菌根制劑感染油松樹種的苗木,將該苗木種植于西部干旱貧瘠地區(qū),兩個月后,苗木成活率比沒有經菌根制劑感染的對比苗木成活率高20%,而且菌根苗木較對比苗木生長旺盛。
權利要求
1.土生空團菌(Cenecoccum geophilum)LT CGMCC №0646及其突變體或變異體。
2.一種權利要求1所述菌株的液體發(fā)酵工藝,包括以下步驟1)將土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體菌種塊接種于種子培養(yǎng)基中,27℃搖床培養(yǎng)6-8天;2)按0.1-0.6g/L生物量(干重)接入發(fā)酵培養(yǎng)基中,控制發(fā)酵液pH值為4-6;3)發(fā)酵終了,離心收集菌絲體;所述種子培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為碳源1-4%,氮源0.1-0.8%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,硫酸鎂0.05-0.1%,維生素B11-100ppm,生物素5-50ppm,三價鐵離子含量25-300ppm,微量元素1-100ppm,去離子水定容,pH6.0-7.0;其中碳源優(yōu)選葡萄糖或蔗糖,氮源優(yōu)選酒石酸銨、酵母膏或蛋白胨。
3.根據權利要求2所述的液體發(fā)酵工藝,其特征在于在發(fā)酵過程中,初始轉速為100rpm,通風為16L/min;溶氧低于30%時,轉速為200rpm,通風為18L/min溶氧低于10%時,轉速為250rpm,通風為24L/min。
4.一種權利要求1所述菌株的固體發(fā)酵工藝,包括以下步驟1)將土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體菌種塊接種于種子培養(yǎng)基中,27℃搖床培養(yǎng)6-8天;2)按0.1-0.6g/L生物量(干重)接入固體發(fā)酵培養(yǎng)基中培養(yǎng)1-2個月;3)菌劑粉碎;所述種子培養(yǎng)基的配方為碳源1-4%,氮源0.1-0.8%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,硫酸鎂0.05-0.1%,維生素B11-100ppm,生物素5-50ppm,三價鐵離子含量25-300ppm,微量元素1-100ppm,去離子水定容,pH6.0-7.0;其中碳源優(yōu)選葡萄糖或蔗糖,氮源優(yōu)選酒石酸銨、酵母膏或蛋白胨;所述固體發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為蛭石65-80%,磷酸氫二鉀0.1-0.2%,玉米粉10-20%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,葡萄糖0.5-5%,氯化銨0.1-0.5%,二水氯化鈣0.5-1.5%,氯化鈣0.1-0.2%,自來水定容,pH值6-7。
5.一種培養(yǎng)權利要求1所述菌株種子或液體發(fā)酵的專用培養(yǎng)基,它的配方為碳源1-4%,氮源0.1-0.8%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,硫酸鎂0.05-0.1%,維生素B11-100ppm,生物素5-50ppm,三價鐵離子含量25-300ppm,微量元素1-100ppm,去離子水定容,pH6.0-7.0;其中,碳源優(yōu)選的是葡萄糖或蔗糖;氮源優(yōu)選的是酒石酸銨、酵母膏或蛋白胨。
6.一種權利要求1所述菌株固體發(fā)酵的專用培養(yǎng)基,它的配方為蛭石65-80%,磷酸氫二鉀0.1-0.2%,玉米粉10-20%,磷酸二氫鉀0.1-0.2%,葡萄糖0.5-5%,氯化銨0.1-0.5%,二水氯化鈣0.5-1.5%,氯化鈣0.1-0.2%,去離子水定容,pH值6-7。
7.一種菌根制劑,它包括下述重量份數(shù)比的成份土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體0.03-0.3包埋劑 5-30填充劑 20-60水 1000
8.根據權利要求7所述的菌根制劑,其特征在于所述包埋劑為藻酸鹽、角叉膠或聚丙烯酰胺;所述填充劑為泥炭。
9.根據權利要求7所述的菌根制劑,其特征在于所述菌根制劑中還添加有其它有益菌根菌、有益細菌、植物生長調節(jié)物質、化學微量元素中的一種或幾種。
10.一種權利要求7所述菌根制劑的生產方法,其特征在于是將下述重量份數(shù)比配方的原料配制成菌絲溶漿,制好的溶漿經過壓縮裝置輸送到滴定設備上,滴定出的液滴在固化劑溶液中固化處理,制成菌根菌的膠囊顆粒土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體 0.03-0.3包埋劑 5-30填充劑 20-60水 1000其中,所述固化劑優(yōu)選為氯化鈣或磷酸氫鈣。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為一株土生空團菌及其發(fā)酵工藝與應用。本發(fā)明涉及一株土生空團菌,它的發(fā)酵生產工藝,發(fā)酵用的專用培養(yǎng)基,以及用該菌制成的菌根生物制劑、菌根生物制劑的生產方法。本發(fā)明提供的菌根菌為土生空團菌(Cenecoccum geophilum)LT CGMCC №0646及其突變體或變異體。土生空團菌LT可以采用液體發(fā)酵,也可以采用固體發(fā)酵。本發(fā)明菌根制劑的原料配方包括下述重量份數(shù)比的成份土生空團菌LT CGMCC №0646或其突變體或變異體,0.03-0.3;包埋劑,5-30;填充劑,20-60;水,1000。本發(fā)明的菌劑產品能夠進行最便捷的工業(yè)化生產,獨特的膠囊顆粒菌劑具有易貯藏、易運輸、感染幾率少、保持活性壽命長等優(yōu)點,利用本發(fā)明的菌劑,可以有效解決干旱、貧瘠地區(qū)造林成活難與生長慢的技術難題,特別是對我國西部地區(qū)生態(tài)植被建設、苗木供應具有重要意義。
文檔編號C05F11/00GK1420167SQ0113616
公開日2003年5月28日 申請日期2001年11月15日 優(yōu)先權日2001年11月15日
發(fā)明者段金山, 閻偉, 馬美榮 申請人:中國藍田總公司