[发明专利]一种具有自生固氮、解磷和解钾能力的土壤杆菌及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株具有自生固氮、解磷解钾能力的土壤杆菌及其应用，该菌株用紫外线-等离子体复合诱变获得，能够促进农作物的生长，属于农业微生物技术领域。

技术背景

氮素是作物生长发育过程中必需的大量元素之一，对作物最终产量的贡献为40%-50%。作物每年都要从土壤中带走大量的氮素，为补充土壤氮素的损失，工业化学氮肥至今仍然是人类向土壤补给氮素的重要来源。虽然化学肥料在促进作物生长、提高粮食产量中发挥了巨大的作用，但长期过量使用化肥会产生一系列问题，如酸沉降、土壤板结、水体富营养化、全球变暖、同温层臭氧耗竭、颗粒物和光化学烟雾形成、饮水和食物中硝酸盐积累等，严重阻碍了农业的可持续发展。

生物固氮可以将空气中的氮气直接转化为植物可利用的氨，供植物生长之需。与施用化学肥料相比，生物固氮毋需消耗非再生能源，固氮产物可直接被植物吸收利用，且不易因挥发、反硝化、淋溶损失而引起农业环境污染。因此开发利用生物固氮资源成为世界各国的研究热点。

生物固氮包括共生固氮、联合固氮和自生固氮。多年来，国内外学者对根瘤菌等共生固氮微生物研究较多，如含茎瘤固氮根瘤菌微生物肥料、慢生根瘤菌、根瘤菌DZY-N33固氮菌剂和固氮噬麦芽窄食单胞菌等均为固氮根瘤菌。根瘤菌肥在低产田或新种植区应用，效果比较显著。但是，一种根瘤菌肥料往往只适用于一种特定的作物，应用范围较窄，且不适于在禾本科粮食作物和非豆科蔬菜作物上应用。

自生固氮菌是一类能够在土壤中独立进行固氮的细菌。据报道, 土壤中自生固氮菌的固氮量可达60 kg·hm^- 2·a^- 1，虽然与共生固氮体系相比，其固氮量相对较低，但它不需要与特定的植物配合，同时具有资源总量大、分布广泛、适应性强、生产和使用都较为方便等特点。自生固氮微生物可以通过生物固氮途径为水稻、玉米、小麦、棉花、蔬菜、果树等多种农作物提供氮素养分，在农业生产中有巨大的应用潜力。目前，我国用于生产的固氮菌株，其固氮量较低，应用效果不稳定，而且从自然界分离的大部分野生的固氮菌都存在生长缓慢、存活率低、有效期短、固氮和促生长能力较低以及对土壤环境要求苛刻等缺点，不能满足作为促生微生物肥料的需要。为此，需要采用物理和化学诱变进行野生菌种的改性，打破野生菌种的正常代谢，使之产生所需要的目标代谢产物（如提高固氮酶活性）、提高其抗性能力等。

发明内容

本发明的目的之一是通过紫外线-等离子体复合诱变获得一株具有较高自生固氮能力和较高的解磷和解钾能力的土壤杆菌，该菌株能够产生一定量的吲哚乙酸和铁载体，促进植物生长。

本发明的目的之二是提供含有上述土壤杆菌的微生物菌剂及其制备方法。

本发明的目的之三是提供上述土壤杆菌在制备生物固氮菌肥中的应用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实现过程如下：

一种具有自生固氮、解磷和解钾能力的土壤杆菌，其分类命名为土壤杆菌（Agrobacterium sp.）X.L.Zhu.SGD06-8-33，以下简称SGD06-8-33，已于2011年11月10日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（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），保藏编号为CGMCC No.5457。

该菌株具有以下特性：G^-，好氧或兼性厌氧，呈长杆状；在固体培养基A上菌落呈淡黄色，圆形凸起，边缘整齐，菌落周围有透明圈，在无氮固体培养基B上菌落呈白色，圆形，中央凹陷，边缘整齐；其最适的生长温度28~32℃，最适的pH值为6.0~8.0，其固氮酶活性为38.92~49.97nmol·mg^-1·h^-1，解无机磷能力为322.2mg/l，解钾能力为38.6 mg/l，产吲哚乙酸的能力为33.25~45.62μg/ml，产铁载体的能力为0.406~0.63，无ACC脱氨酶活性；

所述固体培养基A组成为：酵母粉5-10g，NaCl 2-5g，蛋白胨5-10g，FeSO₄ ·7H₂O 0.005-0.01g，Na₂MoO₄·2H₂O 0.0025-0.005 g，琼脂粉15-20g，蒸馏水1000ml，pH 7.0~7.2；