土默川平原盐碱化区域苜蓿根际促生菌的筛选及应用研究

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内蒙古黄河流域与土默川平原地区土壤盐碱化严重,已成为农牧业生产和生态环境可持续发展的重要限制因素之一。苜蓿(Medicago)不仅是一种优质的豆科牧草,更是盐碱地改良的理想草种,草原3号杂花苜蓿(M.varia Martin.cv.Caoyuan No.3)是在内蒙古中西部地区种植面积较大的品种之一,接种根瘤菌及植物根际促生菌(PGPR)是苜蓿高产栽培的重要措施,本研究以草原3号杂花苜蓿在盐碱地的高效种植及盐碱地改良为研究目标,从内蒙古中西部地区不同盐渍化程度的土壤中筛选高效的PGPR菌株,并与根瘤菌共接种,探究其对草原3号杂花苜蓿生长与土壤理化性质及酶活、根际微生物群落结构功能多样性的影响,为在盐渍化土壤中筛选出有利于苜蓿生长的促生菌群提供理论和实践依据。主要研究结果如下:1.不同盐碱化程度、不同生长年限草原3号杂花苜蓿根际土壤的微生物类群的优势菌门均是变形菌门(Proteobacteria),主要的差异菌是蓝菌门(Cyanophyta);在各分类水平上随着苜蓿生长年限的增加,其根际微生物多样性均逐渐递减、土壤α葡萄糖苷酶和碱性磷酸酶总体上亦呈降低趋势,而脲酶和蛋白酶则随着生长年限增加而增加。2.从草原3号杂花苜蓿根际土壤中分离出12株溶有机磷细菌、13株解无机磷细菌、16株固氮细菌、11株解钾细菌、19株分泌IAA细菌和8株铁载体分泌细菌菌株;按促生能力,各筛选出1株能力较强的菌,经16S r DNA初步鉴定解有机磷细菌SP-6为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium sp),溶无机磷细菌SP-27为土壤杆菌(Agrobacterium sp)、解钾细菌PB-8为胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus sp)、固氮细菌FN-12为假单胞菌(Pseudomonas sp)、分泌IAA细菌IAA-2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis sp)、铁载体分泌细菌SID-4为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium sp)。3.将PGPR与根瘤菌共接种可显著提高草原3号杂花苜蓿的地上与地下部的生长能力;共接种效果优于单接种效果,且单接种PGPR效果优于单接种根瘤菌的效果;PGPR与根瘤菌共接种还可降低土壤p H与其含盐量,显著提高了土壤酶活和速效养分含量。4.PGPR与根瘤菌共接种增加了苜蓿单播根际土壤的变形菌门(Proteobacteria)丰度,而苜蓿与缘毛雀麦(Bromus ciliatus L.)混播则降低了放线菌门(Actinobacteria)的丰度;共接PGPR和根瘤菌将优势属黄杆菌属(Flavoacterium)变为了MND1和RB41,同时共接种增加了草原3号杂花苜蓿土壤碳氮磷硫循环相关基因的绝对丰度。
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