[发明专利]蛭石和珍珠岩作为根瘤菌与刺槐共生培养基质的应用

说明书

技术领域

本发明属于植物栽培技术领域，具体涉及蛭石和珍珠岩作为根瘤菌与刺槐共生培养基质的应用。

背景技术

根瘤菌是一类重要的农业微生物，它们能与豆科植物共生形成根瘤，将大气氮还原为氨，为宿主植物提供所需的氮素营养，这种共生体系是已知生物固氮能力最强的共生体系之一，其每年的固氮量占全球生物固氮总量的50％以上，相当于全世界工业合成氮肥量的2倍，是全球氮素循环的主要环节。豆科植物作为一种重要的绿肥或生态保护植物，如毛苕子、草木犀、紫穗槐、刺槐等，在恢复土壤生态、水土保持、提高土壤生产力等方面发挥着重要的作用；作为经济作物，如大豆，它可为人类提供大量的植物蛋白和食用油，同样，很多豆科植物也是我国重要的中草药，如黄芪、甘草、苦参等。因此，研究根瘤菌与豆科植物匹配、建立高效共生固氮体系、提高氮素转化效率、改善土壤质量具有重要的指导意义，是农田土壤生态环境可持续发展的迫切需求。

全世界豆科植物约650属，18000种，资源丰富，据报道可与豆科植物形成共生体系的根瘤菌具有同样多的种类，如何从种类繁多的豆科植物和根瘤菌中快速筛选和匹配高效共生固氮体系是我们面临巨大的挑战。传统的方法是通过试管水培方法建立共生体系，它克服了土培的连作障碍，对于观察豆科植物根部结瘤与否及结瘤数量、大小及形态不需要像基质培养那样取出植物。但在栽培过程中存在不少缺陷，主要表现营养液的浓度、温度、pH值等易产生剧烈变化，透气性差，溶解氧低，根系环境稳定性差。另外，对于体积、重量较大的种子，如黄豆、蚕豆等，滤纸对于种子的支撑有时会有一定困难，并且容易受到外界微生物的污染，影响共生体系的形成。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明发现了蛭石与珍珠岩能提高根瘤菌和刺槐的共生效率，与传统的水培方法相比，不仅生成根瘤的时间短，而且根瘤数量明显增多。该基质培养有效克服了水培过程中存在的缺点，促进植物生长，有利于快速建立共生体系。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

蛭石和珍珠岩作为根瘤菌与刺槐共生培养基质的应用。

具体的，包括将蛭石和珍珠岩混合后作为基质，采用基质袋培养技术进行根瘤菌与刺槐的共生培养。

更具体的，所述的蛭石的颗粒粒径为1.0～3.0mm；所述的珍珠岩的颗粒粒径为1.5～2.5mm，按质量比，蛭石：珍珠岩＝2:1。

另外，所述的根瘤菌与刺槐的共生培养包括根瘤菌的活化、刺槐的催芽处理及将活化的根瘤菌接种在催芽处理后的刺槐根部，将接种根瘤菌的刺槐在蛭石与珍珠岩的混合基质中进行共生培养。

同时，将根瘤菌接种在刺槐根部后的有效菌数为10⁶～10⁷CFU/mL。

进一步的，待刺槐具有第一片真叶时向刺槐的根基处接种根瘤菌。

更进一步的，将所述的蛭石与珍珠岩的混合基质灭菌后再进行根瘤菌与刺槐共生的培养；

所述的灭菌包括向基质袋中倒入蛭石与珍珠岩的混合基质，然后再向装有混合基质的基质袋中倒入无氮营养液，最后将装有混合基质和无氮营养液的基质袋121℃灭菌60min。

与现有技术相比，本发明的优点为：

(1)本发明通过对比实验发现，采用蛭石与珍珠岩一起作为混合基质进行刺槐与根瘤菌的共生培养，与传统的水培方法相比，不仅生成根瘤的时间短，而且得到的根瘤数量明显增多；

(2)本发明采用基质袋培养技术进行刺槐与根瘤菌的共生培养，大大的缩短了培养周期，解决了水培技术中存在的营养液的浓度、温度、pH值等生长环境参数易产生剧烈变化，透气性差，溶解氧低，根系环境稳定性差等问题，同时，对于体积、重量较大的种子，如黄豆、蚕豆等，解决了滤纸对于种子的支撑困难、容易受到外界微生物的污染及影响共生体系形成的问题；

(3)本发明采用的蛭石和珍珠岩在121℃灭菌条件下不会发生性状改变，有效的改善了植物的生长环境，防止外界微生物的污染，提高了刺槐-根瘤菌共生固氮能力，为科研和实践生产提供了新的途径和技术。

附图说明

图1基质袋栽培与传统试管水培方法中的根瘤数量，其中黑体正方形代表的是基质袋方法，实心圆圈代表的是试管水培方法；

图2基质袋栽培与传统试管水培方法中的植物地上部分干重；

以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。

具体实施方式