[发明专利]一株活化土壤养分的蜡状芽孢杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种微生物及其应用，具体涉及一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)NC-1及其在活化土壤养分、提高土壤肥力、改善土壤微生态结构，进而促进农作物生长方面的应用。

背景技术

在农作物生长过程中，主要的营养元素，如N、P、K等绝大部分都是通过根系从土壤中吸收，N、P、K营养供应充足与否是制约其实现潜在生产能力、发挥生态效能的主要限制因素之一。为了满足植物生存所需的N、P、K等营养元素，工业化肥一直被认为是实现这一目的的主要途径。然而，随着化肥使用量的不断增大，负面影响日益明显，如成本高、对非再生能源消耗大，污染空气、土壤及水质、危害农牧业等食品安全，破坏土壤结构及微生物区系和多样性等。

随着根际微生物的研究，人们发现植物根际存在具有生物固氮、溶磷、解钾及分泌植物激素的菌株。一般而言，根际促生细菌是指生存在植物根圈范围中，对植物生长有促进或对病原菌有拮抗作用的有益的细菌统称，其促进植物生长的作用及机理一般可以概括为以下几个方面：(1)分泌植物促生物质；(2)改善植物根际的营养环境；(3)对作物病害的生物控制作用；(4)对污染物的降解等。

磷素是植物生长不可缺少的三大营养元素之一，对作物生长十分重要。农作物要获得高产，就必须向土壤中补充磷肥。由于土壤中含有大量的铁、铝等金属离子，施入土壤中的水溶性磷肥很快被这些离子固定，丧失其有效性，致使土壤中施入的磷肥有75%~90%都变成难溶的无效磷沉积在土壤中，导致磷肥的当季利用率仅为10%~25%。

氮肥是农业增产中效果最突出的一类肥料，对农业生产一直发挥着重要作用。在1960－1995年间，全球氮肥施用量增长了7倍，到2050年将继续增长3倍。我国拥有占全球7%的耕地面积，养育着占全球22%的人口，为满足粮食增长的需求，中国化学氮肥年消耗量约占全球的30%，成为全球氮肥施用最多的国家。在氮肥大量投入的同时，肥料效益降低的问题日益突出。据估测，我国氮肥的平均吸收率仅为30%~35%，一般比发达国家低10~15个百分点，而且氮肥过量使用造成的环境压力也越来越引起人们的关注。

为了解决土壤养分的有效性低及其过量施用的问题，目前实际可行的办法就是在土壤中施入微生物菌肥，利用其中的活化菌株将土壤中难溶态养分转化为植物可利用态。鉴于活化土壤养分微生物的种类多样，且不同菌株之间的活化能力有较大差异，高效活化养分菌的筛选工作尤为重要。目前研究的活化养分菌多为好氧菌，缺氧菌也有少量报道，而能在好氧和缺氧条件下皆具有高效提高土壤肥力和促进农作物生长功能的活化养分菌尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一株可以在好氧和缺氧条件下活化土壤养分的细菌，该菌能够有效提高土壤中磷和氮的有效性，提高土壤的肥力，促进农作物的生长，从而提高肥料的利用率，节约矿产资源，改善生态环境，有利于农业生产的可持续发展。

本发明的另一目的是提供上述菌株的应用。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

本发明通过分离筛选得到一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)NC-1，简称NC-1菌。该菌株已于2012年5月21日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏编号为CGMCC No.6127，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。 

本发明分离的蜡状芽孢杆菌NC-1的生物学特征：

该菌株筛选自广东省广州市华南农业大学农场水稻根际土壤中，为革兰氏阳性菌，在牛肉膏蛋白胨培养基上培养12h，在显微镜下观察菌体以单个排列；培养24h，菌体以单个、成对或链状排列，芽孢中生或近中生，芽孢数90%以上，芽孢形成后菌体不膨大，菌体为杆状，无荚膜，有运动性，好氧或兼性。在营养琼脂培养基上培养24h后形成的菌落为圆形或近似圆形、质地软、无色素、稍有光泽的白色菌落。

经过序列测定，该蜡状芽孢杆菌NC-1的16S rDNA核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

NC-1菌的培养方法，其培养基的成分为牛肉膏3.0g，蛋白胨5.0g，氯化钠5.0g，琼脂18.0g，蒸馏水1000mL，或按照此比例配制成的培养基，pH值为7.0~7.2。菌株保藏按常规菌种保藏温度保藏。

上述NC-1菌可以增加土壤中磷的溶解性，尤其对于难溶性无机磷，效果显著，使土壤中有效磷含量大大提高，该NC-1菌可用于增加土壤磷有效性。

上述NC-1菌还可以用于促进农作物如玉米和/或水稻的生长。