微生物菌剂防治土传病害及贝莱斯芽孢杆菌NT35发酵罐发酵条件研究

发布时间：2020-04-28 12:26

【摘要】：土传病害作为植物病害中的一类,主要危害植物的根部和茎部,严重制约了农业生产。随着作物类型单一化种植以及复种指数的提高,该类病害的发生越来越严重。众所周知,土传病害难于防治,尤其是一些复种指数高或多年生的经济作物,例如大豆、棉花、烟草、人参、西洋参及蔬菜等,目前仍以化学防治为主,但防治效果不稳定,而且产生药物残留问题,国家在引导生物产业的发展,尤其是在农业领域,中国土地的确需要微生物产品。本研究开展了8种微生物杀菌剂对人参苗期病害和成株期根腐类病害的病原菌室内毒力测定及其田间药效试验,4种微生物菌剂对烟草根腐病菌的室内毒力测定和田间药效试验;在田间防治效果的基础上,为提高贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)NT35的发酵液活菌浓度,降低生产成本,开展了该生防菌株的发酵罐发酵条件优化研究。结果如下:1.供试微生物杀菌剂对烟草根腐病菌(Fusarium oxysporum)、人参根腐病菌(Fusarium solani)和人参锈腐病菌(Ilyonectria robusta)的EC_(50)分别为0.342~80.520 mg/L、0.202~71.788 mg/L和0.187~61.083 mg/L,其中10亿/克FG14 WP对烟草根腐病菌和人参根腐病菌的EC_(50)值最小,对病原菌有很好的抑制作用;10亿/克NT35 WP对人参锈腐病菌的EC_(50)值最小,对病原菌有很好的抑制作用。2.田间试验采用灌根方法,测定了4种微生物杀菌剂对烟草根腐病的防治效果以及对烟草农艺性状指标。第二次调查结果表示,供试药剂的防治效果为42.93%~82.94%,其中不同用量的10亿/克NT35 WP防治效果为63.60%~70.19%,并且对烟草有明显的促生作用,烟草鲜叶的重量提高14.11%~65.77%。3.田间试验采用种子处理(拌种)种栽处理(蘸栽)、土壤处理(拌土)以及拌种蘸栽+拌土3种不同处理方式,进行11种杀菌剂对人参苗期和成株期根腐类病害的田间防治效果研究。结果表明,供试药剂仅对人参种子处理的平均防治效果为29.74%~67.34%,62.5g/L精甲霜灵·咯菌腈FS 300 mL/100 kg处理的防治效果最好;供试药剂仅对土壤处理的平均防治效果为47.25%~77.95%,10亿/克NJ13 WP 6 g/m~2防治效果为74.35%;供试药剂对种子与土壤共同处理的平均防治效果为48.78%~80.07%,62.5 g/L精甲霜灵·咯菌腈FS300 mL/100 kg种子+50亿/克多黏芽孢杆菌6 g/m~2防治效果最佳。供试药剂仅对人参种栽处理的平均防治效果为29.41%~66.94%,62.5 g/L精甲霜灵·咯菌腈FS 300 mL/100 kg防治效果最好;供试药剂仅对土壤处理的平均防治效果为61.1%~71.72%,10亿/克NT35 WP6 g/m~2防治效果最好;供试药剂对种栽与土壤共同处理的平均防治效果为40.84%~80.32%,62.5 g/L精甲霜灵·咯菌腈FS 300 mL/100 kg种栽+50亿/克多黏芽孢杆菌6 g/m~2防治效果最好。通过试验证明化学药剂拌种蘸栽+微生物杀菌剂拌土处理,防治效果高于单独进行的种子处理或土壤处理。4.通过摇瓶发酵,确定生防菌株NT35的最佳发酵条件为接种量6%,温度34℃,转速180 rpm,初始为pH=7.0。采用5L和30L发酵罐逐级放大方式,探索生防菌株NT35发酵罐发酵条件。30 L发酵罐放罐时间点为20h时,活菌数达到6.32×10~9 CFU/mL,与摇瓶发酵水平提高15.8倍,对人参锈腐菌的抑菌圈为21.17 mm,活菌量比摇瓶发酵水平提高15.8倍,抑菌活性有所增加。
【图文】：

图 3.7 NT35 在 5L 发酵罐内生长过程曲线Fig3.7 Process curves of NT35 in 5L fermenter3.3.3.2 5L 罐补料碳源对菌量及抑菌活性的影响在 5L 发酵过程中，分析发酵 10h 后曲线，葡萄糖在 22h 时最低为 1.6g/L，在 22 h 菌量最大为 1.8×109CFU/mL，与上批未补加葡萄糖的正常发酵相比菌量略有降低，pH、溶氧等参数与上批发酵变化基本一致。说明贝莱斯芽孢杆 NT35在发酵罐发酵中对葡萄糖作为唯一碳源的依赖性较弱。为了简化发酵工艺，节约成本，在发酵过程中不用补加碳源。（见图 3.8）3.3.4 30L 罐发酵培养由图分析，采用 30L 发酵罐扩大培养，，0~6 h 菌体进入适应期，菌体生长缓慢，pH 值由 6.83 下降到 6.53。葡萄糖与溶氧大量消耗；6~20 h 菌体处于对数生长期，活菌数在 20h 达到峰值 6.32×109CFU/mL，葡萄糖在 4 g/L 上下波

图 3.8 5L 发酵罐分批补料生长曲线Fig3.8 Process curves of Fed-batch cultivation NT35 in 5L fermenter
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ920.6;S432

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本文编号：2643461