一種采用強(qiáng)化耐低溫微生物菌劑提高草坪草抗低溫能力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及采用強(qiáng)化耐低溫微生物菌劑提高草坪草抗低 溫能力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微生物菌劑尤其是由多種微生物組成的復(fù)合微生物菌劑是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)具有 廣泛應(yīng)用前景的生物技術(shù)。微生物菌劑不僅可以修復(fù)石油污染的土壤和降解水體中的有機(jī) 污染物，還可以防治病蟲(chóng)害，促進(jìn)作物生產(chǎn)和增產(chǎn)增收，有些微生物菌劑可以提高植物的抗 逆性自20世紀(jì)70年代以來(lái)，歐美日本等國(guó)家或地區(qū)都相繼研制成功了一些復(fù)合菌劑，很多 已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行大規(guī)模的生產(chǎn)，并形成了系列化的產(chǎn)品。其中20世紀(jì)80年代由日本琉球大 學(xué)教授研制的EM(有效微生物群）獲得了極大的成功，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在90多個(gè)國(guó)家涉及植 業(yè)養(yǎng)殖業(yè)及環(huán)境凈化方面，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?；谖⑸锞鷦┰谝恍?發(fā)達(dá)國(guó)家研宄和推廣得較早，相關(guān)技術(shù)較為成熟，應(yīng)用也更普遍。近年來(lái)，國(guó)外也沒(méi)有再出 現(xiàn)像EM那樣可以在全世界都引起很大效應(yīng)的微生物菌劑。
[0003] 相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)微生物菌劑的研宄，我國(guó)是從20世紀(jì)80年代才開(kāi)始微 生物菌劑的相關(guān)研宄，從理論到實(shí)踐，從單一菌種的利用到多個(gè)菌種的復(fù)合應(yīng)用，也相繼取 得了一些成果。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)生物防治產(chǎn)品主要有防治黃瓜根結(jié)線(xiàn)蟲(chóng)病害的蠟質(zhì)芽孢桿 菌AT31菌劑(使命/線(xiàn)滅，LS20120060)、防治蔬菜土傳病害的微生態(tài)制劑(蔬得康)、寧盾系 列產(chǎn)品，已獲生物肥料正式登記。山東生物所木霉菌劑(防治灰霉病)、湖南植保所光合細(xì)菌 (促進(jìn)光合作用）、鎮(zhèn)江潤(rùn)州短吻桿菌（防治鱗翅目害蟲(chóng)）以及寧夏諾得曼生物技術(shù)公司根瘤 菌(促進(jìn)豆科植物生長(zhǎng))等。最近幾年，國(guó)內(nèi)有很多關(guān)于復(fù)合菌劑研制的報(bào)道，主要利用微生 物凈化環(huán)境，降解有機(jī)污染、提高糧食產(chǎn)量和提高植物抗性等方面。有研宄表明利用從水產(chǎn) 養(yǎng)殖的優(yōu)良水質(zhì)中分離得到的優(yōu)勢(shì)菌種研制出水質(zhì)凈化劑，將其用于淡水魚(yú)養(yǎng)殖池中，對(duì) 降低水體中的COD，NH3-N,亞硝酸鹽等起到了理想的效果。還有研宄表明，微生物菌肥均能 在適宜的濃度下不同程度的促進(jìn)生菜的生長(zhǎng)，改善生菜品質(zhì)，降低硝酸鹽含量。但這些大都 還處于試驗(yàn)研宄與初步應(yīng)用水平，還沒(méi)有廣泛應(yīng)用于實(shí)際。生防菌本身具有固氮、解磷、解 鉀的作用，刺激植物產(chǎn)生適量生長(zhǎng)素；降解大分子有機(jī)物，提高有機(jī)肥利用率；微生物菌劑 就像是植物的開(kāi)胃劑；保護(hù)細(xì)胞膜的完整性、維持較高水平的根系活力和葉綠素含量，這方 面就不光是一個(gè)促生的作用，也有一種抗逆的作用。微生物菌劑誘導(dǎo)植物體內(nèi)多種抗逆基 因的表達(dá)，顯著提高植物體的抗氧化酶活性。同時(shí)微生物菌劑可以防止作物收獲后產(chǎn)生病 害，誘導(dǎo)抗逆基因表達(dá)，誘導(dǎo)SOD等多種相關(guān)物質(zhì)的產(chǎn)生。所以，微生物菌劑對(duì)于改善植物 在逆境即鹽脅迫、干旱脅迫和低溫脅迫條件下的建植有積極的影響。
[0004] 草坪草除了具有美化環(huán)境、凈化空氣、防止水土流失、保持生態(tài)平衡、給人們提供 休息和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所等功能外，尚有調(diào)節(jié)小氣候的作用。然而草坪草同其它植物一樣，常遭 受不良環(huán)境的影響，如干旱、高溫、低溫、鹽漬等逆境都會(huì)抑制草坪草的生長(zhǎng)，使草坪質(zhì)量下 降。尤其是鹽堿、低溫(冷害）和干旱是強(qiáng)烈限制草坪生長(zhǎng)的3大非生物因素。
[0005] 低溫冷害是我國(guó)主要的氣象災(zāi)害之一，并以北方地區(qū)最為頻繁和嚴(yán)重。低溫冷害 是在作物生長(zhǎng)發(fā)育期間，盡管日最低氣溫〇°C以上，天氣比較溫暖，但出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù) 性低溫天氣，或者亦是作物生殖生長(zhǎng)期間出現(xiàn)短期的強(qiáng)低溫天氣過(guò)程，日平均氣溫低于作 物生長(zhǎng)發(fā)育適宜溫度的下限指標(biāo)，從而影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育或結(jié)實(shí)而引起減產(chǎn)的農(nóng)業(yè)自 然災(zāi)害。低溫冷害也不同程度地影響這草坪植物的生長(zhǎng)和正常生理生化過(guò)程，尤其是限制 草皮生產(chǎn)周期的主要原因。低溫脅迫會(huì)導(dǎo)致SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(過(guò)氧化氫酶）等 保護(hù)酶活性的降低，葉綠素分解，脯氨酸和丙二醛含量增加即質(zhì)膜相對(duì)透性增大，進(jìn)而植物 細(xì)胞受到損傷。有研宄表明低溫脅迫對(duì)高羊茅生長(zhǎng)影響時(shí)，得出隨著溫度的降低及脅迫時(shí) 間延長(zhǎng)，高羊茅葉片中的CAT活性降低也越快，葉綠素含量也隨之降低，脯氨酸含量增加明 顯。冷季型草最適宜的播種時(shí)間是夏末初秋或早春，而暖季型草坪草在春末夏初。在播種 后40~50d后，草皮上的草坪草的覆蓋率達(dá)95%以上時(shí)即可移坪。所以，在北方第一批草 皮卷一般在五、六月份才可上市。如果能夠縮短草皮生產(chǎn)的年周期，提早草皮上市時(shí)間，可 大幅提高草皮卷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高人們的經(jīng)濟(jì)收入。傳統(tǒng)的提高草坪植物的耐寒性的方 法有，噴施生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，如低溫保護(hù)劑等；進(jìn)行抗寒鍛煉。而采用施加復(fù)合微生物菌劑來(lái)提 高草坪植物的抗寒性研宄還未見(jiàn)報(bào)道。微生物菌劑作為一種高效、環(huán)保的生物肥料，其抗病 促生作用已得到認(rèn)可，其在提高草坪植物抗寒性和縮短草皮生產(chǎn)周等方面也必將有一定作 用。
[0006] 城市生活垃圾堆肥是自然界中的微生物，比如說(shuō)是細(xì)菌和真菌等，通過(guò)它們的生 理代謝，可以加快對(duì)有機(jī)物的分解速度，進(jìn)而將其變成腐植酸的過(guò)程。城市生活垃圾堆肥有 氧處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，垃圾中的有機(jī)物被分解完成，同時(shí)也殺死了垃圾中的病 菌等，而產(chǎn)芽孢的桿菌能夠大量存在。各種微生物對(duì)有機(jī)物分解能力和分解速度是不盡相 同的，隨著溫度、季節(jié)的變化，堆肥過(guò)程中的微生物群落和數(shù)量亦不相同；且已有研宄表明， 堆肥中的微生物群落是相當(dāng)復(fù)雜的。堆肥中微生物數(shù)量及種群分布與堆肥有機(jī)物質(zhì)成分和 含量、微生物間的相互作用等多種因素密切相關(guān)。有人研宄接種外源菌劑對(duì)堆肥中微生物 數(shù)量和酶活性變化的影響，為微生物菌劑的應(yīng)用和堆肥工藝的改進(jìn)提供了依據(jù)。豬糞秸桿 堆肥復(fù)合微生物菌劑能夠更有效地促進(jìn)和優(yōu)化堆肥過(guò)程迅速提高堆體溫度提高最高溫度 延長(zhǎng)高溫期時(shí)間并能更有效地提高堆體養(yǎng)分水平。牛糞堆肥試驗(yàn)表明，添加本源菌劑能快 速提高堆肥溫度，促進(jìn)堆體發(fā)酵腐熟，縮短堆制時(shí)間；從纖維素和半纖維素降解率看，添加 菌劑處理后明顯比未添加菌劑的對(duì)照處理強(qiáng)，由此可見(jiàn)，添加微生物菌劑有利于牛糞堆肥 腐熟。而針對(duì)從固體廢氣物基質(zhì)中提取微生物菌種，并將其用于實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中，還有人分別 從雞糞發(fā)酵和牛糞中篩選出高效降解菌并配制成相應(yīng)的復(fù)合微生物菌劑，為復(fù)合微生物菌 劑的應(yīng)用奠定了一定的基礎(chǔ)，這對(duì)前期堆肥微生物菌劑的配置都提供了依據(jù)。近期的相關(guān) 文獻(xiàn)及生產(chǎn)表明：微生物菌劑作為成為一種新型的生物技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到我們的社會(huì)生活和 生產(chǎn)當(dāng)中。尤其是微生物菌劑在促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高植物抗性等方面的研宄不勝枚舉。但是 關(guān)于微生物菌劑的來(lái)源與制備，大多數(shù)研宄者也僅僅只限于從土壤或污泥中提取和篩選。 有關(guān)堆肥中微生物菌落結(jié)構(gòu)、堆肥菌種之間共生及相互影響關(guān)系具有模糊性和復(fù)雜性。強(qiáng) 化制備垃圾堆肥中微生物菌種，將強(qiáng)化堆肥微生物菌種作為接種劑，配制成不同濃度的強(qiáng) 化復(fù)合微生物菌劑接種應(yīng)用，將具有重要的意義。
[0007] 從生活垃圾堆肥（以下簡(jiǎn)稱(chēng)堆肥）中篩選出有效菌株，再配制成相應(yīng)微生物菌劑， 具有廣泛的應(yīng)用前景。一些研宄表明城市生活垃圾堆肥過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在有機(jī)物被分解的過(guò) 程中，生物群落也發(fā)生了重要的變化，主要是致病菌大量減少，而產(chǎn)芽孢的桿菌則數(shù)量劇 增。生活垃圾在經(jīng)過(guò)高溫發(fā)酵處理后得到的堆肥酸性變大而且含鹽量變高，因此處于高滲 體系環(huán)境中的微生物具有一定的耐酸、耐鹽和耐高溫特性。不論是一般的微生物菌劑，還是 堆肥微生物菌劑中菌種的選育，都是直接從自然環(huán)境(或堆肥）中篩選出有效的菌株，再配 制成微生物菌劑應(yīng)用于相應(yīng)的領(lǐng)域。而將自然環(huán)境(或堆肥)中的微生物經(jīng)過(guò)某些特定方向 的強(qiáng)化，進(jìn)而得到一些高效強(qiáng)化微生物菌劑的研宄尚無(wú)報(bào)道。
[0008] 溫度作為植物生長(zhǎng)的主要因子之一，可影響草坪草的蒸騰、水勢(shì)、吸收和新陳代謝 以及幾乎所有的酶促反應(yīng)、休眠和生長(zhǎng)發(fā)育。目前關(guān)于植物抗逆性方面的研宄主要是測(cè)定 其生理指標(biāo)，如生物量、保護(hù)酶、丙二醛、可溶性糖等指標(biāo)。但有關(guān)草坪返青情況以及返青后 草坪外觀(guān)綜合評(píng)定的研宄報(bào)道非常少。
[0009] 微生物菌劑常常被用作緩解逆境條件對(duì)草坪植物的生理生態(tài)傷害作用。但在低溫 脅迫下，強(qiáng)化耐低溫微生物菌劑對(duì)草坪草有何影響，少有人研宄，而哪種濃度菌劑能夠使在 低溫脅迫下處理的草坪草達(dá)到最佳生長(zhǎng)狀況更是研宄甚少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 從生活垃圾堆肥中所得到的強(qiáng)化耐低溫微生物施氏假單胞菌、枯草芽孢桿菌、 和隱球菌，并將它們配制成不同濃度的復(fù)合微生物菌劑接種到草坪建植體 系中，研宄在低溫脅迫下，草坪草生長(zhǎng)指標(biāo)的變化，目的是為篩選出復(fù)合微生物菌劑的最適 濃