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摘 要：从草地早熟禾(Poa pratensis)根际土壤中筛选得到8株具有较高固氮、溶磷能力的高效固氮菌菌株，研究其培养条件及典型生长曲线。结果表明，本研究筛选得到的菌株对温度的适应范围比较广，在20~40℃的环境条件下可以正常完成新陈代谢及繁殖发育，最适生长温度为25℃；菌株在中性或偏碱性的条件下生长较好，最适生长初始pH值为7.0~7.5；菌株N4、N5、N10、N16、N17、N20的最佳通气量为220 mL，菌株N2、N14的最佳通气量分别为200及100 mL。根据所得数据，进一步试验，得到了固氮菌菌株的典型生长曲线，绝大部分的菌株在培养2 h后就进入了对数生长期，不同的菌株进入延时期、对数期、稳定期、衰亡期的时间及持续时间也不同。

一、 研究背景与目的

草地早熟禾(Poa pratensis)是我国草坪建植的主要冷季型草坪草之一，被广泛应用在我国北方地区，它喜爱温暖潮湿的环境，且抗寒性强，温度域较宽。植物根际微生物的数量变化以及群落结构的变化与植物的生长发育有着密切的联系，一方面可以影响到植物对水分及养分的吸收，另一方面也影响着植物对不良环境的抵抗能力。而其中禾本科植物根际固氮菌更是对其宿主植物的生长具有直接提供氮素、产生植物激素等促进作用，得到了人们的广泛关注与研究。为了获得高效的菌株以促进生物菌肥的研制，植物根际固氮菌生长环境以及培养条件的研究也随之展开，其中重点集中在温度、光照、pH值、需氧量等方面。

一般而言，影响微生物生长的环境条件主要包括物理及化学两个方面的因素，其中，温度、pH和氧气是影响微生物体内多种生物化学反应及细胞生命活动最重要的因素。对根际促生菌(PGPR)而言，适宜的温度有利于提高其生物活性，同时在最适宜的温度条件下，菌株细胞可以最大限度地产生所需要的代谢产物；而pH与微生物的生命活动有着密切联系，不仅能直接影响细菌细胞的生命活动，还可以通过微生物主导的硝化作用降低重金属对根系的毒害，同时对于固氮菌来说，通过pH的调节可以使其表达出较高的固氮酶活性；环境中氧气是否存在或者存在量的多少都会直接影响到微生物的生长过程，在某些情况下，有些微生物的代谢方式会因生长环境中氧气浓度的变化而变化，进而直接影响到微生物的生长速率。

本研究分析温度、pH、通气量对草地早熟禾根际土壤中经过分离纯化、效能测定筛选出的8株固氮菌株的影响，并根据上述研究结果测定固氮菌株的典型生长曲线，进而为禾本科植物根际促生菌最适生长条件的研究以及菌株扩大繁殖、生物菌肥的研制提供一定的理论依据。

二、 材料与方法

2.1 试验材料

供试菌株：菌株从山西晋中地区生长3年的健康纯草地早熟禾的根际土壤中分离纯化而来，经生物效能测定得到具有较高固氮、溶磷、分泌生长素的固氮菌共8株，分别编号为 N2、N4、N5、N10、N14、N16、N17、N20。

培养基及主要仪器：Luria-Bertani培养基(LB)：蛋白胨 10.0 g，酵母膏5.0 g，NaCl 8.0 g，Agar 20 g，蒸馏水 1 000 mL，pH值7.0。

主要仪器：HZO-F160型全温振荡培养箱，LDZX-75KB高压蒸汽灭菌锅，721型分光光度计，便携式CP-401型pH计。

2.2 试验方法

采用比浊法测定不同条件对各供试菌株生长的影响，并设立空白对照。

2.2.1温度条件对菌株生长的影响测定

将固氮菌菌株按2%的接种量，接种至装有LB液体培养基的试管中，每个菌种接种4支试管，分别标记为10、15、20、25、30、35、40、45℃；按照标记温度，在振荡培养箱中在转速180 r·min-1下，培养48 h后测定每管菌株的OD600吸光值。

2.2.2初始pH值对菌株生长的影响测定

用1 mol·L-1的NaOH和1 mol·L-1的HCl调节装有LB液体培养基试管内的pH值，标记pH为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0，将固氮菌菌株按2%的接种量，接种至上述液体试管培养基，每个菌种接种4支试管，按照标记pH，在振荡培养箱中28℃转速180 r·min-1下，培养48 h后测定每管菌株的OD600吸光值。

2.2.3通气条件对菌株生长的影响测定

将固氮菌株按5%的接种量，接种至LB液体培养基5个不同装液量的250 mL三角瓶中，分别为30 mL装液量(设定通气量为220 mL)、50 mL装液量(设定通气量为200 mL)、100 mL装液量(设定通气量为150 mL)、150 mL装液量(设定通气量为100 mL)、180 mL装液量(设定通气量为70 mL)，在振荡培养箱中28℃转速180 r·min-1下，培养48 h后测定每管菌株的OD600吸光值。