一种解钾微生物及其在作物种植中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物学技术领域，特别是涉及一种解钾能力强、定殖能力高、有一定 促生能力、对环境无害的解钾微生物及其在作物种植中的应用。
【背景技术】
[0002] 钾是植物第三大所需，钾元素的含量决定了植物的长势和品质。但目前我国作物 中钾含量仍然偏低。我国在作物种植过程中长期过量使用化学钾肥来提高含钾量。这种做 法虽然在短期内提高了作物的钾含量，但长期大量而单一的施用，容易造成土壤板结、土壤 结构破坏、土壤微生物多样性下降，阻碍了作物对钾的吸收，从而表现为作物含钾量较低， 产量下降。
[0003] 生物钾肥是一种通过微生物发酵制成的有机肥，其中含有丰富的N、P、K及有机质 等营养成分，而且微生物还可以分解土壤中固结的钾肥、钾矿物，将其转变为可供植物吸收 利用的有效钾。生物钾肥可以提高作物含钾量，提高土壤肥力，减少化肥产能过剩造成的资 源浪费，产生了良好的经济和社会效益，符合"低碳烟草，清洁农业"的发展要求。
[0004] 目前对生物钾肥的研究主要集中在单一使用微生物制成的有机肥上，且多用于粮 食作物生产。丁原书等（2005)研究了生物钾肥不同施肥方式对于甘薯产量的影响，发现穴 施后比CK对照组产量提高17.4%，达到最好效果。生物钾肥在烟草中的应用是近年的研 究热点。陈彦春等（2014)于三门峡、灵宝两地开展烟草田间实验，施用生物钾肥后：烟叶株 高、叶宽、叶面积显著增加；烟株黑胫病、根黑腐病的发病率降低；烟叶总氮、总钾、氯离子 含量较对照组有所提升，烟叶香气和燃烧性得到改善；同时烟叶产量提高了 17. 2%，且中 上部烟叶比重提高了 7. 65个百分点，总产值提高37. 7%。
[0005] 虽然生物钾肥取得了一定的研究进展，但仍然存在增产效果不稳定、菌种在土壤 中存活能力不强、解钾效果不明显的问题，而且目前仍未看到使用解钾菌与矿物钾肥搭配 使用替代部分化学钾肥应用于作物种植中的报道。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种解钾能力强、定殖能力高、有一定促生能力、稳定增 产的解钾微生物，并进一步提供了由该解钾微生物制备的解钾微生物制剂，以及提高作物 产量的肥料施用方法和提高作物发芽率的方法。
[0007] 本发明第一方面提供了一种解钾微生物，所述解钾微生物为胶质芽孢杆菌 (Bacillusmucilaginosus)NGWl菌株，该菌株于2015年3月27日保藏于中国典型培养物 保藏中心，保藏编号为CCTCCN0:M2015175。
[0008] 胶质芽孢杆菌NGW1的菌学特性：
[0009] a、形态特征：细胞呈细杆状，周围有极厚荚膜。芽孢呈椭圆形居中，革兰氏染色呈 阴性。在平板上菌落呈圆形，边缘齐整，隆起，表面光滑有光泽，无色透明，挑起时粘稠拉丝。
[0010] b、生理生化特征：需氧或兼性厌氧生长，最佳生长温度范围25~40°C，最佳生长 pH为7. 0-8. 0。产酸，水解淀粉，产H2S，可还原硝酸盐，产卵磷脂酶；纤维素水解、柠檬酸盐 利用、明胶液化、吲哚生成、产丙氨酸脱氨酶实验均为阴性。可利用葡萄糖、蔗糖、乳糖，不能 利用乳糖、木糖。
[0011]C、胶质芽孢杆菌NGW1的16SrDNA序列如序列表SEQIDNo. 1所示。
[0012] 本发明第二方面提供了一种解钾微生物制剂，所述解钾微生物制剂为胶质芽孢杆 菌NGW1经种子培养、发酵得到发酵液后，将发酵液与麦麸按体积比1:1-1:10混合所得。
[0013] 本发明第三方面提供了一种提高作物产量的肥料施用方法，其步骤包括：将上述 解钾微生物制剂施用于作物根围，肥料用量为每根施l-l〇g;追施白云母替代化学钾肥的 10%-20%，其中，所施白云母的钾含量与被白云母替代的化学钾肥的钾含量相等。
[0014] 本发明第四方面提供了一种提高作物发芽率的方法，其步骤包括：将作物种子加 至胶质芽孢杆菌NGW1经种子培养、发酵得到的发酵液中，在25-37°C，50% -80%湿度的条 件下培养4-10d。
[0015]本发明的有益效果是：本发明提供的胶质芽孢杆菌NGW1是一株高效分解矿物钾 肥的细菌，其解钾能力强、定殖能力高、有一定促生能力、对环境无害，解决了现有生物钾肥 中微生物解钾效果、促生效果不稳定，定殖能力欠缺的问题。进一步的，将胶质芽孢杆菌 NGW1发酵并与可以促进胶质芽孢杆菌NGW1菌株发挥功能的麦麸载体进行复配得到解钾 微生物制剂，施用于作物后增产效果稳定、菌种在土壤中存活能力强、土壤改良效果佳。本 发明提供的提高作物产量的肥料施用方法，细菌、载体、矿物相互配合，利用细菌以载体为 营养物质进行繁殖来进一步分解矿物，从而促进土壤固结、钾素释放及作物对钾的吸收，同 时，矿物的使用可以有效增加土壤中钾素，改良土壤钾素结构，该解钾微生物与矿物钾肥联 合使用的方法，可以替代部分化学钾肥，达到节约资源，改良土壤，提升作物产量、品质的目 的。本发明提供的提高作物发芽率的方法，显著提高了作物的发芽率，有利于作物育苗。
【附图说明】
[0016] 图1是胶质芽孢杆菌的系统进化树。
[0017] 图2是胶质芽孢杆菌NGW1菌株在显微镜下的形态。
[0018] 图3是胶质芽孢杆菌NGW1菌株在保藏平板上的形态。
[0019] 图4是胶质芽孢杆菌NGW1菌株与购买解钾菌株的解钾能力比较示意图，其中，CK 为不接菌发酵液中测得的钾含量；各株菌实际解钾含量=接菌发酵液钾含量一CK钾含量。
【具体实施方式】
[0020] 本发明第一方面提供了一种解钾微生物，所述解钾微生物为胶质芽孢杆菌(Bacillusmucilaginosus)NGWl菌株，该菌株于2015年3月27日保藏于中国典型培养物 保藏中心，保藏编号为CCTCCN0:M2015175。
[0021] 本发明第二方面提供了一种解钾微生物制剂，所述解钾微生物制剂为胶质芽孢杆 菌NGW1经种子培养、发酵得到发酵液后，将发酵液与麦麸按体积比1:1-1:10混合所得。所 述麦麸为可以促进胶质芽孢杆菌NGW1菌株发挥功能的载体，麦麸需在121°C、30min条件下 灭菌1-3次。载体提供营养，供给细菌生长，胶质芽孢杆菌NGW1在发酵过程中会代谢产生 大量有机酸，有助于对矿物解钾；麸皮作载体，最有利保持菌体活性，有助于溶钾。
[0022] 优选的，所述种子培养步骤包括：将胶质芽孢杆菌接种于保藏培养基中，于 30-37 °C下培养8-20h后，挑菌接种至种子培养基中，在25-40 °C、180-240r/min下培养 9-10h得种子液。
[0023] 更加优选的，所述保藏培养基的组分包括：以质量百分比计，蔗糖0. 1-5%，磷 酸氢二钾〇. 1-1 %，硫酸镁〇. 1-1 %，碳酸钙〇. 1-1%，琼脂1.5% -2.0%，余量为蒸馏水， pH7. 0-7. 5 ;所述种子培养基的组分包括：以质量百分比计，蔗糖0. 1-5%，酵母粉0. 1-1%， 磷酸氢二钾〇. 1-1 %，硫酸镁〇. 1-1 %，碳酸钙〇. 1-1 %，余量为蒸馏水，PH7. 0-7. 5。
[0024] 更加优选的，所述发酵为将种子液以2% -5%的接种比例接种至发酵培养基中， 在 30-37°C、180-240r/min下培养 36-44h。
[0025]进一步优选的，所述发酵培养基的组分包括：以质量百分比计，糖蜜0. 1-5%，葡 萄糖0. 1-10 %，豆柏0. 1-2 %，磷酸氢二钾0. 1-2 %，硫酸镁0. 1-2 %，碳酸钙0. 1-2 %，氯化 钠0. 01-0. 1 %，余量为蒸馏水，pH7. 0-7. 5。
[0026] 本发明第三方面提供了一种提高作物产量的肥料施用方法，其步骤包括：将上述 解钾微生物制剂施用于作物根围，肥料用量为每根施l-l〇g;追施白云母替代化学钾肥的 10%-20%，其中，所施白云母的钾含量与被白云母替代的化学钾肥的钾含量相等。白云母、 麦麸、胶质芽孢杆菌NGW1三者相互配合，白云母是含钾矿石，可直接提供菌体钾源，麦麸作 为细菌的营养物质被代谢，促进细菌繁殖，更好地分解矿物。
[0027] 优选的，所述作物为烟草，且在烟草的旺长期、打顶期施用胶质芽孢杆菌NGW1经 种子培养、发酵得到的发酵液，将发酵液用水稀释50-100倍后灌根，剂量为50-100mL/株。
[0028] 本发明第四方面提供了一种提高作物发芽率的方法，其步骤包括：将作物种子加 至胶质芽孢杆菌NGW1经种子培养、发酵得到的发酵液中，在25-37°C，50% -80%湿度的条 件下培养4-10d。
[0029] 优选的，所述作物包括玉米、白菜，所述发酵液用水稀释1-10倍后使用。实施例1
[0030] -、胶质芽孢杆菌NGW1的筛选、鉴定
[0031] 从土壤中大量筛选菌株。通过筛选平板挑选单菌落，用原子吸收仪检测发酵上清 液中的钾而获得NGW1菌株，具体筛选方法如下：以解钾菌分离平板为筛选条件，通过稀释 法从土壤中初步分离细菌，挑选边缘光滑、半透明、有光泽、胶质粘稠、直径较大的菌落，继 续划线培养直至得到单菌落；将单菌落活化接入解钾菌复筛培养基中培养7d，用原子吸收 仪检测发酵上清液中的钾含量获得高效解钾菌NGW1。
[0032] 经过如图1所示的系统发育树分析，NGW1菌株为胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus)，该菌株于2015年3月27日保藏于湖北省武汉市武汉大学内的中国典型 微生物保藏培养中心，其保藏号为：CCTCCΝ0:Μ2015175,其16SrDNA的核苷酸序列如序 列表SEQIDNo. 1所