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烟草对磷和钾的需求量很大,传统的施肥方法容易使磷、钾元素被土壤固定,导致植物难以利用。此外传统的施肥方法由于一次性大量施肥,肥料经雨水淋冲流入到江河湖海中,容易使水体富营养化,不仅造成了巨大的浪费而且引起环境污染问题。微生物肥料主要是通过微生物自身的生命活动增加土壤中营养元素提供给植物生长利用、产生生长激素调节植物生长并且能够抑制病原菌的定殖生长。此外微生物肥料中的有机质还能够提高土壤肥力。以微生物肥料为代表的微生物农业将成为未来农业可持续发展的重要方向之一。由于自然界中微生物资源丰富,尤其是土壤中微生物种类繁多、数量大、代谢能力强,因此从土壤中分离出具有一定功能的菌种用来制作微生物肥料,方法简单,可行性强。
土壤中虽然含有大量的磷和钾,但是多数不能被植物直接利用,因此具有溶磷和释钾能力的微生物在土壤磷和钾的循环系统中发挥着重要的作用。本文以细菌对难溶性的磷和钾的溶解能力强弱为指标筛选出具有溶磷和释钾功能的菌株,通过对筛选出的功能菌株进行生物学性状研究和16S rDNA序列分析,以确定菌株的生物学地位,最后将筛选出的菌株结合本实验室保存的两株菌共六株应用到烟草石英砂盆栽试验和非耕作土壤盆栽试验中,以验证菌株促生作用及提高烟草体内磷和钾的含量。
从烟草的根际土壤和根内分离出具有溶磷和释钾功能菌四株,通过生物学特性研究和16S rDNA序列分析表明他们为Burkholderia sp.3BT3、Burkholderia sp.5AT11、Pantoes sp.3DT5、Pseudomonas sp.4AG6。
砂培试验表明菌株对烟草的生长及烟草磷和钾的含量有影响。解磷试验接菌4AG6、5AT11烟草的生物量较CK要多,处理Z26、5AT11烟草下部叶、中部叶、上部叶磷含量要比CK平均高18%,效果较明显。从石英砂盆栽释钾试验来看处理3DT5、4AG6、Z26、J62地上部生物量分别比CK高10.0%、8.3%、3.3%、13.6%,但是地下部生物量普遍比CK要低。从烟草体内钾含量看分析处理3DT5、4AG6、J62下部叶、中部叶、上部叶和CK相比平均提高了8%、11%、8%。
非耕作土盆栽试验表明菌株对烟草的生长及烟草磷和钾的含量也有影响。非耕作土壤盆栽试验来验证菌株的溶磷释钾效果,接菌3DT5、4AG6、Z26处理烟草的实际溶磷效果较好,将烟草体内磷含量提高了12%、14%、11%。这与石英砂溶磷处理试验结果不太相符合,可能的原因是土壤相对于石英砂单一的成分来说复杂很多,有很多不确定的因素影响着试验的结果。在释钾试验中处理4AG6、J62相对CK来说提高了烟草地上部钾含量,相对CK提高了7%、8%,但是都未达到显著的水平,这与石英砂释钾处理试验结果相符合。