南京林业大学学报(自然科学版)

作者：王凌剑,贾赵辉,张金池,唐兴港,孙昕,孟苗婧,刘鑫

单位：1.南京林业大学水土保持学院、林草学院,江苏省水土保持与生态修复重点实验室,江苏 南京 210037,2.南京林业大学,南方现代林业协同创新中心,江苏 南京 210037

关键词：生态修复,苏云金芽孢杆菌,发酵条件优化,Box-Behnken设计

基金：江苏省林业科技创新与推广项目(LYKJ[2021]30),江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)

【目的】 为科学治理废弃矿山边坡,探究土壤细菌永久绿化法在生态修复中的应用与推广,对分离筛选出的高效溶蚀菌株进行发酵条件优化及应用效果分析。【方法】 从南京幕府山风化岩壁土壤中分离出多种溶蚀微生物,并从中挑选出1种表现突出的溶蚀细菌菌株NL-11[经16S rRNA鉴定为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)]进行发酵条件优化,利用盆栽试验观测其应用效果。首先利用单因素和Plackett Burman(PB)试验筛选出影响菌株生长的3个主要因素,即装液量、培养温度和时间;在此基础上使用最陡爬坡路径逼近最大响应区域;再利用Box-Behnken试验设计及响应面分析法进行回归分析;最后通过比较预测值与实测值验证模型可靠性。利用优化结果制备菌液,将制备好的菌液调节为低(10 cfu/mL)、中(1×105 cfu/mL)和高(1×109 cfu/mL)3种菌液浓度拌入基质(分别为T1、T2、T3处理)进行盆栽试验,设置不加菌液的处理为空白对照(CK),研究不同浓度菌液对矿物风化、植物和根系生长的促进作用。【结果】 模型准确可靠,菌株NL-11的最佳发酵培养条件为:装液量19.51 mL,接种量2%(体积分数),初始pH 7.0,培养温度30.30 ℃,培养时间22.07 h,在此优化条件下发酵液中活菌数达到1.47×1010 cfu/mL,是未优化前的2.03倍。盆栽试验结果表明,菌株NL-11能够促进矿物风化,以高浓度菌液效果最显著;NL-11能够促进矿质养分溶解,以高浓度菌液效果最显著;NL-11能够促进植物及根系生长,以中浓度效果最显著。【结论】 通过优化试验显著提高了菌株NL-11的发酵活菌产量,为菌株在边坡治理中的应用提供技术支持,综合评价菌株的应用效果并考虑生产成本等因素,喷播实践中的合适菌液浓度为1×105 cfu/mL。

来源：2024年第3期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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