[发明专利]一种提高固氮微生物固氮能力的方法

说明书

本发明公开了一种提高固氮微生物固氮能力的方法。所述方法是将纳米材料添加到无氮液体或固体培养基中，得到纳米材料无氮液体或固体培养基，然后将固氮微生物接种至纳米材料无氮液体或固体培养基中，对固氮微生物进行培养，收集得到固氮能力提高的固氮微生物；所述添加纳米材料后的无氮液体或固体培养基中纳米材料的含量为0.001—100000μM。通过该方法可以有效提高固氮微生物的固氮能力，促进固氮微生物生长繁殖。本方法的优点是简单易行，固氮效果显著，该方法在降低化肥用量和农业生产成本，提高作物产量方面意义重大，对于预防土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展等方面都发挥着重要的作用。

技术领域

本发明属于生物固氮领域，具体涉及一种提高固氮微生物固氮能力的方法。

背景技术

氮气在大气中占79％，是大部分生物氮元素的主要来源之一，它极其稳定的分子结构阻碍了大部分生物对氮气直接吸收利用，所以只能通过固氮作用，将稳定结构的氮元素转变为化合态的氮素才可进入自然界氮循环，充分被动植物利用。固氮作用主要包括自然固氮，工业固氮与生物固氮。生物固氮是自然界生态系统中氮的主要来源，与工业固氮相比，它具有安全、条件简单、无污染、分布广等优点，在促进农业可持续发展、维持生态平衡和自然界氮素平衡等方面发挥着重要的作用。然而，氮氮三键的存在导致固氮途径中微生物仍需耗费大量的酶和能量共同作用才能将氮素固定下来，如何降低氮氮三键键能进一步提高微生物固氮能力是一件意义深远的事情。

发明内容

本发明旨在克服现有技术不足，提供一种提高固氮微生物固氮能力的方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述提高固氮微生物固氮能力的方法是将纳米材料添加到无氮液体或固体培养基中，得到纳米材料无氮液体或固体培养基，然后将固氮微生物接种至纳米材料无氮液体或固体培养基中，对固氮微生物进行培养，收集得到固氮能力提高的固氮微生物；所述添加纳米材料后的无氮液体或固体培养基中纳米材料的含量为0.001—100000μM，优选为30—150μM。

优选地，所述微生物包括细菌、真菌和其他固氮微生物。

更优选地，所述细菌为单一菌或复合菌；所述真菌为单一菌或复合菌。

优选地，所述纳米材料为M_XC、M_XN、M_XB中的至少一种；所述M为金属或非金属元素；所述X>0，所述Y表示碳、氮、硼元素中的至少一种。

更优选地，所述纳米材料为碳化钛、碳化钨、碳化钽、氮化钛。

优选地，所述固氮微生物的接种量为2—5％。

优选地，所述方法具体包括如下步骤：

(1)称取纳米材料，使纳米材料均匀分散于无氮液体或固体培养基中，即得纳米材料无氮液体或固体培养基；

(2)将固氮微生物接种至纳米材料无氮液体培养基中，在25—35℃、155—165rpm，优选160rpm转速条件下摇床培养过夜；或者，将固氮微生物接种至纳米材料无氮固体培养基中，于25—35℃条件下培养72h；

(3)收集经步骤(2)培养后的固氮微生物；

(4)将收集的固氮微生物稀释在纳米材料无氮液体培养基中,稀释至OD值为0.3—0.6，并检测，或直接将收集的固氮微生物接种至纳米材料无氮固体培养基中培养并检测。

通过上述方法得到的固氮微生物便是固氮活性稳定，固氮能力提高的固氮微生物。

本发明从纳米材料催化角度出发，利用氮气能与纳米材料发生化学吸附，从而达到降低氮氮三键键能，提升固氮微生物固氮能力的目的。采用本发明的方法，固氮微生物的固氮能力可显著提高1％—500％。

附图说明