[发明专利]巨大芽孢杆菌H3及其在促进作物生长和减少作物吸收重金属的应用

说明书

本发明属于农业和农业技术和芽孢杆菌应用领域，涉及巨大芽孢杆菌H3及其在促进作物生长和减少作物吸收重金属的应用。以芽孢杆菌Bacillus megaterium H3为原料，经细菌活化后制备成菌悬液。在重金属污染土壤中接种Bacillus megaterium H3菌悬液，可以促进水稻生长，降低水稻籽粒中镉含量。在重金属污染土壤中复合使用钝化剂和Bacillus megaterium H3菌悬液时，可以促进蔬菜生长，提高蔬菜品质，降低蔬菜可食用部分镉含量。

技术领域

本发明属于农业技术和芽孢杆菌应用领域，涉及巨大芽孢杆菌H3及其在促进作物生长和减少作物吸收重金属的应用。

背景技术

随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，我国农田土壤镉污染日益严重。水稻是我国重要的粮食作物。重金属镉在水稻根、茎、叶以及籽粒中大量积累，不仅影响水稻产量、品质和整个农田生态系统，还可通过食物链严重危及动物和人类的健康。近年来，以钝化(稳定化)、植物修复、生物修复为代表的农田污染土壤修复技术是目前中轻度污染土壤、重金属超标农田修复的较好选择。目前用于修复重金属污染土壤的改良剂主要包括：石灰性物质、磷酸盐物质、有机物质、黏土矿物、金属氧化物及生物炭等(李剑睿等，2014)。它们的性质结构、对目标重金属元素的选择及钝化机理各不相同。但是由于各种无机和有机改良剂或本身具有一定含量的重金属(如磷肥、堆肥等)、或会对土壤性质、结构造成显著影响(如石灰、粘土类钝化修复剂)，如果大量使用这些钝化修复剂，会产生重金属二次污染、妨碍微量营养元素吸收、影响土壤理化性质等不利影响，并直接影响钝化修复剂的持续应用。

某些植物促生细菌能够通过多种途径促进植物的生长，提高植物对重金属的耐受性；并且可以通过吸附、氧化还原作用、重金属络合作用等改变重金属的赋存形态，从而降低植物对重金属的吸收和转运。Marques等(2013)在盆栽条件下研究了植物促生细菌Chrysiobacterium humi对向日葵生长和耐受富集重金属Zn和Cd的影响，结果表明，供试菌株可以缓解重金属Zn和Cd对向日葵的毒害，向日葵根和茎中的Zn和Cd的吸收与对照相比分别减少了64-67％和27％。Madhaiyan等(2007)报道了分离自水稻的Methylobacteriumoryzae CBMB20和Burkholderia sp.CBMB40在NiCl₂和CdCl₂存在的溶液中生长时细胞中吸附积累大量的Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)，在盆栽试验中能够促进番茄的生长，并降低番茄对Ni和Cd的吸收量。Wang等(2017)发现菌株Q2-8降低蔬菜可食用部分的As含量(22％-50％)，菌株Q2-13和Q3-11能够降低蔬菜可食用部分Cd含量(21％-53％)。Li等(2017)报道了在盆栽试验中接种菌株H3后的精米Cd含量显著下降。

植物促生细菌-低积累植物阻控修复体系充分利用了土壤-微生物-植物的共存关系，不仅可以提高作物产量，降重农产品重金属含量，并且可以改善土壤生态环境。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的问题，提供巨大芽孢杆菌H3。

本发明的另一目的在于提供H3在促进作物生长和减少作物吸收重金属的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种植物内生细菌H3，分类命名为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)H3，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2016年10月10日，菌种保藏号为CCTCC NO：M2016551。菌落为圆形，不透明，边缘整齐。菌体长杆状，直径1.2-1.4μm，长度2.0-2.5μm，内生芽孢。

所述的巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)H3在促进作物生长和/或减少作物吸收重金属中的应用。

所述的作物优选粮食作物或蔬菜作物；所述的粮食作物进一步优选水稻，所述的蔬菜作物进一步优选小白菜或生菜。