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耐盐防病促生菌剂的研制及产业化

文献类型： 获奖成果

作者：

作者机构：

获奖名称： 技术发明奖

获奖等级： 二等奖

关键词： 菌剂;研制;产业化;促生;防病促生;产业;促生菌;耐盐;防病

第一完成单位： 北京理工大学

获奖时间： 2013

摘要： “耐盐防病促生菌剂的研制及产业化”是在国家科技支撑计划（2007BAC20B04）、国家自然科学基金（30800733、20904033、31060018）、新疆自治区高技术研究发展计划（200811108）、新疆特殊环境微生物重点实验室开放课题（XJYS0203-2005-03、XJYS0203-2009-01）等支持下，围绕西北干旱和半干旱地区因长期滴灌栽培导致的土壤盐渍化和苗期病害加重，作物抗逆和生产转化能力下降等问题，系统开展了耐盐促生和防病促生菌的筛选、作用机理与应用方面的创新研究。开展了耐盐防病促生菌剂的基础创新研究和新技术的推广应用，取得了多方面的创新成果。 一、筛选获得了具有良好性能的耐盐促生菌与防病促生菌，系统地揭示了微生物与植物互作在解除盐胁迫、促进植物生长和抑制病原菌的分子机制。 基于微生物与植物、盐渍化环境互作原理，从新疆各种生境中分离筛选到2600多株具耐盐、促生、解钾和溶磷等特性的微生物菌株，确定了4株具有良好缓解盐胁迫促进作物生长的耐盐促生菌。从土传病发病率≥80%的棉花和番茄耕地和盐生植物的根际土壤中分离筛选到1029株抑制病原菌生长的菌株，获得了4株具有强烈拮抗土传病原真菌Rhizictonia solani Kuhn的生防菌株。 通过微生物与植物互作过程中ACC脱氨酶、产酸溶磷、产生植物生长激素与种子发芽、植物细胞激素合成、营养吸收等相互作用的影响，提出了混菌代谢与植物细胞的通讯模型，系统地揭示了微生物提高苗期植物抗性的协同耐盐促生与防病机制，为通过生物技术手段解决土壤盐渍化问题及苗期土传病害提供理论依据。 二、耐盐防病促生协同增效菌群的构建及促生防病效果 依据耐盐促生菌和防病促生菌的生长与功能特性，在考察菌株之间的协同作用机制的基础上，建立了多菌种协同增效的配伍原理，为新型多功能生物菌剂的研制提供了理论基础，获得了性能优良的协同增效菌组合BCL-8和BCL-Rs，其对番茄立枯病的防治效果达55%以上，对棉花立枯病的防治效果达到了65%以上，具有显著的防病促生和解除盐胁迫的功效。 三、发明了耐盐防病促生菌的混菌高密度发酵工艺 以协同增效菌组合BCL-8为对象，从10多种碳源和10多种氮源中筛选优化，优化了以农副产品豆粕粉和玉米粉等为主要成分的廉价发酵培养基，降低了生物制剂的制备成本；建立了3000 L规模的多菌株混菌高密度发酵工艺，发酵时间缩短到30 h，活菌体数稳定大于 1.0×1011 cfu/ml，抑菌效价743UI，为微生物活体细胞的高效制备提供了技术支持。其中“一种枯草芽孢杆菌的混菌协同发酵工艺”获得国家发明专利，为耐盐防病促生菌的剂型开发与应用提供了活菌保障。 四、研制了耐盐防病促生多功能生物种衣剂并实现应用 以耐盐防病促生菌组合为活性成分，经过助剂种类和剂量的筛选，开发了耐盐防病促生多功能生物种衣剂及其制备技术。制备所得的生物种衣剂具有良好的成膜特性，包衣均匀度为98%，脱落率小于0.15%，菌体包衣量为106 cfu/seed，对棉花种子包衣后发芽率提高了33.3%，成苗率提高了23.4%，苗期不添加任何化学农药，提高了人工拌种和土壤生物的安全性，对苗期病害防效达65%以上，棉花产量提高了10%以上。 五、研制了耐盐防病促生菌滴灌肥料并实现应用 研制了耐盐防病促生菌滴灌肥料的配方和制备关键技术。制备的滴灌剂型中有效活菌数大于5×109 CFU/ml，水溶性大于95%；产品保存半年后，菌体的活性保持在90%以上。与常规施肥种植相比，产品应用能够对棉花、番茄在中度盐碱条件下苗期立枯病田间防效达50%以上，提高化肥肥效利用率20-30%，农药使用量减少20-30%，平均增产达到10%以上。 六、研制了耐盐防病促生菌的微胶囊剂型及应用 在揭示微胶囊制备的过程参数及环境因子对微胶囊菌体的传质控释行为机制基础上，发明了利用海藻酸钠-淀粉-膨润土复合的廉价壁材创制缓控生物菌肥料技术，获的国家发明专利“一种胶囊型微生物肥料及制备方法”。该微胶囊剂型保证菌体长时间恒速释放，更好地满足作物对菌体的实际需求，且能够在较宽泛的温度、土壤水分和盐分的自然条件下应用。 七、完成了大田示范推广与产业化应用 完成了耐盐防病促生菌剂的产品登记，获得了国家生物肥料临时生产许可证（碧旺微生物菌肥2011（1383）），经过中试生产和大田示范推广，实现了制品在棉花和番茄各万亩以上的产业化示范。应用效果表明，出苗率平均增加15%以上，苗期病害综合防效达80%以上，化学农药使用量较其它方法减少了45%，棉花和番茄产量稳定提高了10%以上，品质优良率提高了20%以上。形成的技术成果实现了技术转让和产业化应用，累计在棉花、番茄和部分蔬菜和粮食作物上推广使用面积达600万亩，实现销售收入2.8亿元，产品符合环保、绿色、安全的生产目标，具有显著的生态效益。

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