钾页岩菌肥的菌种选育及其高密度发酵工艺研究

发布时间：2019-10-03 11:26

【摘要】：近年来随着种植业结构的调整,农作物产量和复种指数的不断提高,土壤中氮、磷、钾元素的消耗量不断增加,三种元素缺乏地区逐步扩大。为了维持土壤肥力,人们已习惯在农田施加化学肥料。这种做法虽然可以快速有效地改善土壤肥力,提高农作物产量,但是长期以往容易造成土壤板结,破坏土层结构,反而使产量下降。为此,农家肥和新型微生物菌肥等肥料受到人们的青睐。微生物菌肥是一类可双向调节土壤肥力、环保安全的新型绿色肥料。地质调查表明,太行山和吕梁山蕴藏着数以亿吨计的钾页岩矿。钾页岩是富含钾元素的沉积岩,是制造钾肥的重要矿物原料。经化验,该矿不仅富含钾元素,还含有磷、硫、铁、锌、铜、锰、钼、硼、硒、钠等多种植物生长需要的微量元素,是制造微生物菌肥的重要矿物原料。然而,这些钾盐、磷盐以矿化形态固持,不能被农作物直接吸收利用,需要相关微生物将其转化,纳入生物循环过程。本文的研究目的在于从钾页岩矿分离释解钾页岩的土著菌株,对其进行诱变育种,改善生产性状,获得优良菌株,进而研究发酵条件,建立发酵生产工艺,为研发一种微生物钾肥做菌种准备。本文以钾页岩溶解圈为指标,应用平板分离法初筛,以解钾力测试法进行复筛,获得到一株分解钾页岩能力很强的解钾菌,经分类鉴定,定名胶质芽孢杆菌HSC。该菌株菌体浓度能达到1.6×109cfu/mL,芽孢产量达到1.2×109cfu/mL芽孢转化率为75%,解钾能力为2.3μg/mL。再经紫外线、N14+离子束诱变,得到优良菌株胶质芽孢杆菌HSCUP-76-8。该菌株的解钾能力达到2.8μg/mL,菌体浓度达到2.3X109cfu/mL,芽孢产量达到1.9×109cfu/mL芽孢转化率高达82.6%。进行了胶质芽孢杆菌HSCUP-76-8发酵条件研究,用单因子试验与正交试验优化了培养基配方和培养条件,即培养温度32℃,pH值7.5,通气量1：1。根据胶质芽孢杆菌HSCUP-76-8的菌体生长曲线及规律,建立两阶段控制模型,即菌体生长阶段和芽孢转化阶段,分别有差别控制发酵条件,最终可使发酵液中HSCUP-76-8菌体浓度高达2.8×109cfu/mL,最终发酵液中HSCUP-76-8芽孢数达到2.3×109cfu/mL,芽孢转化率为82%。两阶段高密度发酵法的发酵周期为32-48小时。本文从钾页岩矿区成功分离筛选到解钾菌,获得生产性状优良的诱变菌株,建立了两阶段高密度发酵工艺,为钾页岩菌肥的生产与应用奠定了基础。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S144

【参考文献】