土壤微生物数量测定
(一)培养基的制备:
Ⅰ测定微生物总量培养基:
1. 细菌培养基(牛肉膏蛋白胨琼脂培养基)
牛肉膏Beefextract 5.0g
蛋白胨Peptone 10.0g
NaCI 5.0g
蒸馏水H20 1000m1
PH 7.2~7.4
2. 放线菌培养基 (高氏1号琼脂培养基)
可溶性淀粉 20g
KNO3 1g
K2HPO4 0.5g
MgSO4• 7H2O 0.5g
NaCl 0.05g
FeSO4• 7H2O 0.01g
pH 7.2-7.4
注:配制时,先用少量冷水,将淀粉调成糊状,倒入少于所需水量的沸水中,在火上加热,边搅拌边依次逐一溶化其他成分,溶化后,补足水分到1000ml,调pH。
另:倒平板之前,在溶化的培养基中加重铬酸钾溶液,每300mL培养基加3%重铬酸钾1mL(l00ppm)。
3. 真菌培养基(马丁(Martin)-孟加拉红琼脂培养基)
葡萄糖 10.0g
MgSO4.7H2O O.5g
蛋白胨 5.0g
孟加拉红 33.4mg (或者每升加1%溶液3.3mL)
K2HPO4 1g
蒸馏水H20 1000m1
PH 自然(4~5)
注:⑴灭菌前加卡那霉素20μg/ml,或者倒平板之前加链霉素。
⑵倒平板之前加乳酸,每100mL培养基加0.lmL。
以上培养基皆加琼脂15g/L。
Ⅱ测定功能菌所用培养基:
1.亚硝酸细菌培养基(改良的斯蒂芬逊(Stephenson)培养基A)
(NH4)2SO4 2.0g
NaH2PO4 0.25g
MnSO4·4H2O 0.01g
MgSO4·7H2O 0.03g
K2HPO4 0.75g
CaCO3 5.0g
蒸馏水 1000ml
PH 7.2
注:CaCO3最后加,不需要溶解,直接调PH,培养基中有这个成分是为了缓冲pH。因为硝化细菌的生长会产生酸化效应,使得氢离子过剩,到了一定程度硝化作用将无法继续,
所以要碱性物质平衡酸碱。下同。
2.硝酸细菌培养基(改良的斯蒂芬逊(Stephenson)培养基B)
NaH2PO4 0.25g
K2HPO4 0.75g
MgSO4·7H2O 0.03g
MnSO4·4H2O 0.01g
CaCO3 1.0g
Na2CO3 1.0g
NaNO2 1.0g
蒸馏水 1000ml
PH 7.2
3. 反硝化细菌培养基
柠檬酸钠 5.0 g
KNO3 2.0 g
KH2PO4 1.0 g,
K2HPO4 1.0 g
MgSO4·7H2O 0.2 g
蒸馏水 1000 ml
pH值 7.2~7.5
4.好气性自生固氮菌培养基(改良阿须贝(Ashby)无氮培养基)
苯甲酸钠 1.5 g
K2HPO4 0.2 g
MgSO4·7H2O 0.2 g
NaCl 0.2 g
CaSO4·2H2O 0.1 g
PH 7.4—7.6
注:在培养基分装入试管时,每管加入一1cm滤纸长条,要露出液面。
5.氨氧化细菌培养基(蛋白胨氨化培养基)
K2HPO4 0.5 g
KH2PO4 0.5 g,
MgSO4·7H2O 0.5 g
蛋白胨 5.0 g
蒸馏水 1000ml
PH 7.0~7.2
6. 好气性纤维素分解菌培养基(依姆歇涅茨基纤维素分解菌培养基)
KH2PO4 1.0 g
FeCl3·6 H2O 0.1 g
MgSO4·7H2O 0.3 g
CaCl2·6H2O 0.1 g
NaCl 0. 1 g
NaNO3 2.5 g
pH 7.2~7.4
注:在培养基分装入试管时,每管加入一1cm滤纸长条,需露出液面。
(二)试剂的配制
1.格里斯试剂(Griess Reagent)第一、第二液:
第一液:将0.5g的对氨基苯磺酸(Sulfanilic Acid)溶于150ml的20-30%稀醋酸溶液中,保存于棕色瓶中。
第二液:将0.5gα-萘胺(α-naphthylamine)加入50ml蒸馏水中,煮沸后,缓缓加入150ml的20-30%稀醋酸溶液中,保存于棕色瓶中。
2. 纳氏试剂
甲液:将20.0g碘化汞和10.0g碘化钾溶于100ml蒸馏水中。
乙液:将20.0g氢氧化钾溶于100ml水中。
分别配制甲、乙二液,待冷却后混合,放置2天后使用。保存于棕色瓶中。取上清液使用,保存期三周,随着沉淀增加会影响测定结果。
3.二苯胺试剂:
溶1.0g无色的二苯胺(Diphenylamine)于20ml蒸馏水中,然后徐徐加入100ml浓硫酸(相对密度1.84)中,保存于棕色瓶中。
(三)实验器材:
1.仪器设备
4℃冰箱、立式自动电热压力蒸汽灭菌器、恒温培养箱、电子天平、电热恒温水浴锅、超净工作台、微量移液器、全温空气摇床、旋涡混合器、磁力搅拌器、微波炉等。
2.器材准备
⑴将90ml水装入250ml三角瓶中,并装有15-20个玻璃珠,灭菌。
⑵将9ml水装入试管,灭菌。
⑶试管架,1ml无菌吸管,记号笔,白瓷比色板,接种环,酒精灯等。
(四)实验方法:
1.样品采集
在靠近植株根系部, 去除表层0-5cm的表土,采集5~20 cm土壤剖面,多点采集, 混匀后四分法取1 kg, 装无菌塑料袋带回,4℃冰箱保存。
2.悬液制备
称取10g土壤样品,放入盛有90ml无菌水的三角瓶中,置于摇床上室温振荡20min,
使土样与水充分混合,将土壤中的微生物细胞充分分散,从土壤中分离出来。此为10-1土壤悬液,吸取lml此土壤悬液于9ml无菌水中,另用无菌吸管吹吸3次混匀,制成10-2土壤悬液。以此类推依次制成10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8不同稀释度的土壤悬液。
3.土壤悬液稀释度选择
⑴细菌:10-4~10-6
⑵放线菌:10-3~10-5
⑶真菌:10-2~10-4
以上采用稀释平板法,分别设置三个浓度梯度,二次重复。
⑷亚硝酸细菌:10-3~10-6
⑸硝酸细菌:10-3~10-6
⑹反硝化细菌:10-4~10-7
⑺好气性自生固氮菌:10-3~10-6
⑻氨氧化细菌:10-5~10-8
⑼好气性纤维素分解菌:10-2~10-5
以上采用最大或然法(MPN),分别设置四个浓度梯度,三次重复。
4.接种
⑴液体培养基
将六种功能菌培养基分装于试管中,每管5ml,每个菌需培养基12支试管。按照纵3横4的方阵排列于试管架上,标签示之。
用1ml无菌吸管依次从低浓度到高浓度吸取土壤稀释液,放入各自对应编号的管中。
另取一管培养基接种1ml无菌水作为对照。
⑵琼脂培养基
将细菌、放线菌、真菌琼脂培养基采用混菌法进行接种,每个培养皿接种lml土壤稀释液,二次重复。接种后,倒入15-20ml培养基迅速混匀。
5.培养
将所有试管和平板置于25-28℃黑暗条件下避光培养。培养时间由短到长分别为:
⑴真菌:2~3d;
⑵细菌:3~4d;
⑶放线菌:5~7d。
⑷氨氧化细菌:7~8d;
⑸好气性自生固氮菌:7~8d;
⑹亚硝酸细菌:10~14d;
⑺硝酸细菌:10~14d;
⑻反硝化细菌:10~14d;
⑼好气性纤维素分解菌:10~14d;
6.结果观察
⑴亚硝酸细菌:取出培养液5滴于白瓷比色板上,加入格里斯试剂(Griess Reagent)第一、第二液各两滴,如有亚硝酸盐存在,则呈红色。
⑵硝酸细菌:取出培养液5滴于白瓷比色板上,加入格里斯试剂(Griess Reagent)第一、第二液各两滴,如不呈红色,表示亚硝酸均已经完全消失。此时,另取培养液5滴于白瓷比色板上,加二苯胺试剂2滴,如呈蓝色,则表示亚硝酸已经被氧化成硝酸,说明有硝酸细菌的存在。
⑶反硝化细菌:加入格利斯亚硝酸试剂,观察颜色变化,确定正负反应。
⑷好气性自生固氮菌:观察试管培养液表面与滤纸接触处有无褐色或黏液状菌膜生成,或有无圆晕混浊出现。
⑸氨氧化细菌:取出培养液5滴于白瓷比色板上,加入纳氏试剂两滴,如有氨氧化细菌存在,则呈棕色或褐色。
⑹好气性纤维素分解菌:观察滤纸条是否成团,有无黄色或橘黄色菌斑出现及滤纸断裂情况。