农用黄赭色链霉菌菌剂的制备工艺及应用效果研究

摘要

链霉菌（Streptomyces）是一类具有广泛的应用价值和经济价值的微生物类群，它在不同的自然生态环境中分布广泛，种类繁多，具有不同的代谢功能。微生物菌剂能够缓解使用化学农药所引起的农田土壤恶化、土壤板结、肥力下降等环境污染问题，并且能够促进作物生长，改善产品品质，因此中国微生物菌剂的生产及应用呈不断上升的趋势。新剂型的不断研制、工艺设备的不断革新及应用推广面积的增大，使中国微生物菌剂的生产又进入了一个新的发展时代。
　　本实验室自主筛选得到一株菌株 SN16，经前期试验发现，菌株 SN16对层出镰刀菌（Fusarium proliferatum）、串珠镰刀菌（Fusarium moniliforme）等有较好的拮抗作用。通过形态学、生理生化鉴定以及16S rDNA序列分析，将其鉴定为黄赭色链霉菌（Streptomyces silaceus）。
　　本研究首先对链霉菌 SN16发酵条件进行单因素实验优化，筛选出利于链霉菌SN16发酵的氮源、碳源和适宜其发酵的pH。再利用响应面试验设计（response surface methodology，RSM），以发酵后链霉菌 SN16干重为响应值，对链霉菌的摇床发酵培养基和培养条件进行优化。确定最优的液体发酵条件为酵母浸粉1.05g，可溶性淀粉19.83g，pH为6.96。菌株 SN16在此液体发酵培养基进行发酵后，其干重的实测值为0.704±0.022g，与预测值间差距小。
　　为了制备链霉菌SN16菌剂，确定了链霉菌SN16最佳的固态发酵工艺。其中，固态发酵培养基为80％的小米粉和20%的麦麸，发酵条件为初始含水量50%，接种量10%， pH自然，培养7d。固态发酵条件优化后，菌株 SN16原粉的活菌数达到9.43×108cfu/g。
　　为了提高黄赭色链霉菌菌剂的生物稳定性，通过对载体、保护剂和分散剂等助剂进行优化，确定黄赭色链霉菌SN16菌剂的最佳配方，利用小麦、小白菜和烟草等幼苗的盆栽试验验证黄赭色链霉菌 SN16菌剂的应用效果。结果表明，黄赭色链霉菌 SN16最佳配方为：黄赭色链霉菌SN16原粉20%，1mg/mL海藻酸钠溶液24%，10mg/mL羧甲基纤维素钠（CMC）溶液24%，硅藻土32%。在这种配方下，4℃保存60d后，该菌剂的生物量是2.45×108cfu/g；常温保存下60d，后其生物量能达到0.94×108 cfu/g。
　　用黄赭色链霉菌 SN16发酵液处理小麦种子，对小麦种子的萌发具有促进作用。经稀释1000倍的发酵液处理后的小麦种子，与对照相比，其发芽率、发芽势和发芽指数分别提高2.76%、8.67%和14.83%。同样，用该稀释倍数的发酵液对青梗小白菜进行处理，与对照相比，其发芽率、发芽势和发芽指数分别提高1.00%、1.66%和4.94%。
　　盆栽实验表明，2%的黄赭色链霉菌SN16菌剂对小麦幼苗的根长、鲜重、干重起到显著的促进作用，分别比对照组提高了15.77%、68.42%、101.90%。在0.5%的菌剂处理下的小白菜幼苗的长势均比其它处理和对照的效果明显，小白菜幼苗的株高和鲜重分别比对照组提高90.05%和297.37%。在1%的菌剂处理下，烟草幼苗的最大叶长和最大叶宽分别比对照组提高127.23%和129.65%。

目录

声明

符 号 说 明

1 前言

1.1链霉菌概述

1.2链霉菌在生物防治中的发展状况

1.3微生物菌剂的发展状况及应用前景

1.4微生物菌剂的生产

1.5微生物菌剂的加工研究

1.6 响应面设计

1.7 课题研究的目的和意义

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.2 菌株SN16的鉴定

2.3 发酵培养条件优化

2.4 黄赭色链霉菌SN16固态发酵条件优化

2.5 黄赭色链霉菌SN16菌粉的助剂优化

2.6 黄赭色链霉菌SN16的应用

2.7 数据分析

3 结果与分析

3.1 菌株SN16的分类鉴定

3.2 液态发酵培养基成分优化

3.3 响应面试验结果分析

3.4黄赭色链霉菌SN16发酵稳定性

3.5 黄赭色链霉菌SN16固态发酵条件优化

3.6 黄赭色SN16菌剂制备之助剂的优化选择

3.7 黄赭色链霉菌SN16的应用

4 讨论

5 结论

参考文献

致谢