油茶根际土壤高效溶磷细菌的筛选、鉴定及其促生效应

来源 :江西农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:whp6356
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油茶(Camellia oleifera Abel)是我国特有的木本油脂食用经济林种,具有重要的经济价值和生态效益,对我国林业发展和生态建设具有十分重要的意义,特别是对提高红壤区农业经济水平具有积极的作用。而红壤对磷有强的吸附固定力,土壤磷缺乏和积累问题较为严重,很难满足植物生长所需。因此,施肥尤其是磷肥的施用已成为增加油茶产量必不可少的基本技术措施。然而,随着化肥使用量的增加,负面影响也日益凸显。因此,研究者们开始寻找新型肥料,通过近年来的研究,利用微生物化肥代替传统化学肥料已成为研究者们关注的方向。目前,关于溶磷菌株的研究大部分都集中在玉米、水稻、小麦等农作物上,有关多年生经济林根际土壤溶磷菌株系统详细的研究报道甚少,且国内外未见关于红壤区(江西、湖南等)油茶根际溶无机磷细菌的研究。本研究以江西、湖南两地油茶主产区10年生油茶根际土壤为材料,进行高效溶无机磷细菌的分离、筛选,并同通过形态特征、生理生化特性及16SrDNA进行鉴定菌株,优化高效溶磷细菌的溶磷条件,探究高效溶磷细菌的安全性,同时将2株高效溶磷菌剂回接至1年生油茶幼苗盆栽土壤中,探讨了溶磷菌剂对油茶幼苗植株生长、养分吸收、土壤养分含量、土壤微生物数量及土壤酶活性的影响,获得以下主要研究结果:1、利用溶磷圈法和钼锑抗比色法分离筛选出20株具有高效溶磷能力的溶磷细菌,并对其溶磷机理和菌株种属进行初步研究。结果表明:(1)D/d与溶磷细菌的有效磷含量间没有显著的相关性;发酵液pH值(X)与有效磷含量(Y)呈极显著负相关(R2=0.5011**,P<0.01),线性回归方程为Y=-131.71X+1090.3;发酵液OD600值(X)与有效磷磷含量(Y)呈极显著负相关(R2=0.4249**,P<0.01),线性回归方程为Y=-584.85X-79.05。(2)筛选获得的20株具有高效溶磷能力的溶磷细菌各处理发酵液中有效磷含量均显著高于对照(54.33 mg/L),且各处理间差异显著。溶磷细菌处理发酵液有效磷含量在385.92 mg/L-494.78 mg/L之间,增涨幅度为331.59 mg/L-440.45 mg/L,溶磷率介于8.84%-11.75%。而其中菌株JX285发酵液中的有效磷含量最高(494.78 mg/L),为CK的9.10倍,溶磷率为11.75%。HN038次之,其发酵液中的有效磷含量为475.01 mg/L,为CK的8.74倍,溶磷率为11.22%。(3)通过形态特征、生理生化特性、Biolog系统及16SrDNA对6株高效溶磷进行菌株鉴定,最终鉴定菌株HN038、JX285、JX039(HN075)、HN053(JX068)分别为耳假单胞杆菌(Pseudomonas.Auricularis)、Bacillus aryabhattai、杓兰果胶杆菌(Pectobacterium cypripedii)、路德维希果胶杆菌(Enterobacter ludwigii)。2、利用正交试验设计优化高效溶磷细菌JX285、HN038的最适溶磷条件。结果表明:(1)溶磷菌株JX285最适碳源和氮源分别为葡萄糖和(NH42SO4,最佳溶磷条件为A2B2C1D3,即温度28℃,初始pH值7.5,接种量1%,溶氧量100 mL。其影响因素依次为:温度>pH>溶氧量>接种量。经优化后的培养液的有效磷含量为586.73 mg/L,比普通溶磷培养液的有效磷含量(404.20 mg/L)高出45.16%。(2)溶磷菌株HN038最适碳源和氮源分别为葡萄糖和NH4NO3,且最佳培养条件为A2B1C1D1,即温度28℃,初始pH值6.5,接种量1%,溶氧量25 mL。其影响因素依次为:温度>pH>溶氧量>接种量。经优化后的培养液的有效磷含量为520.96 mg/L,比普通溶磷培养液的有效磷含量(352.57 mg/L)高出47.76%。3、利用苜蓿模型和毒力基因测定来对筛选出的高效溶磷菌株JX285、HN038进行简捷有效的安全性检测,发现JX285和HN038均无致病性,安全性较高。4、采用盆栽试验系统研究了溶磷细菌对1年生油茶幼苗生长发育、光合特性、土壤养分、土壤微生物区系及酶活性的影响,结果表明:(1)接种3种溶磷菌剂均可不同程度地促进油茶植株的株高、生物量、净光合速率、叶绿度、氮含量和磷含量。(2)接种3种菌剂后,油茶根际土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量均有不同程度的提高。(3)接种3种菌剂均能增加油茶根际土壤中细菌和放线菌的数量,减少真菌的数量,提高土壤蔗糖酶和脲酶活性。(4)溶磷菌剂在土壤低磷胁迫情况下,能更好的发挥溶磷作用和促生效果。(5)在接种不同溶磷菌剂和施磷水平下,混合菌剂促生效果优于单一菌剂,试验对照CK1和CK2对所有试验指标结果均无影响。
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