山东茶园专用高效磷钾菌剂的研发及应用效果

摘要

山东省自20世纪50年代开始“南茶北引”，近年来茶叶产量有了较快增长，其中化肥做出了重要贡献。然而，化肥的大量施用严重威胁着茶叶品质安全和农业生态环境安全，为探索农业可持续发展道路，国家农业部制定“双减”项目，大力推进化肥减量增效、农药减量控害。茶园施用微生物肥料可在保证茶叶产量的同时，实现降低化肥使用量的目的，改善茶园环境，提高茶叶品质。为了解决北方茶园专用微生物肥料缺乏的问题，本实验室已先后从山东茶园土壤中分离出多株硝化细菌、氨化细菌及固氮菌，并研究了它们的特性及接种效应。因此，本研究拟从山东茶园土壤中筛选出高活性磷钾菌株，并对其特性进行研究；同时，利用筛选出的菌株研发一款适合山东茶园施用的高效菌剂；探究其施用效果，为该菌剂在山东茶区的推广提供科学依据。其主要研究结果如下：
　　1.从茶园根际土壤中分离纯化获得10株无机磷菌株。从中筛出一株高活性菌株WP2，经鉴定为阿氏芽孢杆菌（Bacillus aryabhattai），菌株活性比对照菌株地衣芽孢杆菌高4.07倍，在pH值5-8、温度15-40℃的范围内生长良好，对环境适应性强；适宜以蔗糖、淀粉、玉米粉等为碳源，蛋白胨、酵母膏、硫酸铵等为氮源进行发酵。
　　2.从茶园根际土壤中分离纯化得到13株有机磷菌株。从中选出一株高活性菌株YP8，经鉴定为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida），菌株活性比对照菌株巨大芽孢杆菌高0.57倍，在pH值5-7、温度15-35℃的范围内生长良好，对环境适应性强；适宜以蔗糖、麦芽糖、淀粉等为碳源，蛋白胨、酵母膏等为氮源进行发酵。
　　3.从茶园根际土壤中分离纯化得到11株解钾菌株。从中选出一株高活性菌株K2，经鉴定为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），菌株活性比对照菌株胶质芽孢杆菌高2.16倍，在pH值5-8、温度20-40℃的范围内生长良好，对环境适应性强；适宜以麦芽糖、淀粉、玉米粉等为碳源，酵母膏为氮源进行发酵。
　　4.采用响应面法对高效磷钾微生物菌剂的制备工艺进行优化选择。试验通过Plackett-Burman设计获得了影响菌剂制备的三个关键因素：水与载体比值（X1）、发酵温度（X4）、烘干温度（X7）。然后利用最陡爬坡试验、中心组合试验以及响应面分析法，建立了以菌剂有效活菌数为响应值的二次回归模型。该模型预测的菌剂最大有效活菌数为5.01×1010个，最佳制备工艺条件为：水/载体（体积比）=1.8，菌液接种量为载体量的12.5％，发酵温度和烘干温度分别为30℃和41℃。采用上述优化工艺条件制备的菌剂，其有效活菌数达到5.19×1010个，与模型预测的最大值基本相符，说明预测模型准确可靠。
　　5.施用自制菌剂和“丹路牌”、“元溢牌”两种商品菌剂均能提高茶园土壤肥力，提高茶叶百芽重和品质，使茶叶中水浸出物和氨基酸含量显著增加，酚氨比降低，且三种菌剂中以自制菌剂效果最显著，具有较强的推广应用价值。

目录

声明

符 号 说 明

1 前言

1.1 选题背景

1.2 研究进展

1.3 本研究的目的意义、研究内容及技术路线

2 材料与方法

2.1 试验材料与设备

2.2 试验方法

2.3 数据处理

3 结果与分析

3.1 高活性磷钾细菌的筛选、鉴定及特性分析

3.2 菌剂制备工艺的优化

3.3 菌剂对茶园土壤特性及茶树发育的影响

4 讨论

4.1 茶园解磷细菌

4.2 茶园解钾细菌

4.3 响应面分析法应用于茶树菌剂制备工艺优化的可行性

4.4 菌剂制备关键影响因素分析

4.5 菌剂对土壤理化性质的影响

4.6 菌剂对茶叶产量及品质的影响

5 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况