油茶根际微生物群落结构特征及其解磷菌的解磷效应

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油茶是我国特有的木本油料作物,近年来国家对其种植力度不断加大,对其生长发育过程的研究也越来越多。根系从土壤中吸收水分和营养物质,是植物地上部更新复壮的物质基础。油茶根系存在不同的生长周期,在根系不同生长期内表现出不同的趋水趋肥特性。根际微生物在促进植物生长和营养吸收方面发挥重要作用。揭示根系不同生长周期内根际土壤养分变化及其微生物群落结构特征,将为油茶林合理的水肥管理提供理论指导。油茶种植区多位于南方红壤区,磷缺乏和累积问题严重,磷元素有效利用率低。油茶正常生长及产量的保障离不开根际微生物,特别是解磷菌的作用。本研究通过采集油茶根系不同生长周期内根际土壤样品,分析土壤养分变化和根际细菌群落结构特征;从油茶根际土壤中分离、筛选及鉴定一批高效根际解磷菌;通过盆栽实验验证高效解磷混合菌群的添加对植物生物量、植物养分含量及土壤磷形态的影响。主要得到以下结论:(1)油茶根际土壤TN、TP、TK等养分含量及多种酶活性均在根系活跃期大于休眠期。不同根系生长周期根际微生物群落结构及其指示微生物显著不同。冗余分析可知,土壤速效元素NO3-N及AK对根际微生物群落结构影响显著。共发生网络分析发现,根际细菌之间的相互作用在根系生长活跃期表现最强,在根系缓慢时期明显减弱。表明根际土壤养分、酶活、微生物群落结构及物种之间相互作用均很大程度上受到宿主根系活力的影响,并表现一致的变化规律。因此,保证地上油茶健康良好的生长状况也是保持地下土壤微生物系统稳定和活性的重要基础。(2)从油茶根际土壤中共分离筛选94株解磷菌,采用定性及定量的方法测定了菌株对无机磷和有机磷的解磷能力,结果发现,所筛选菌株对无机磷的溶解能力大于有机磷。其中CK2解无机磷能力最高,达到74.8 mg/L。挑选12株对无机磷、有机磷解磷能力综合表现较好的菌株进行系统发育学鉴定,其中11株菌株(CK2、CK20、CK25、CK30、CK32、CK34、DG7、DG9、FM13、DF9、DF17)为伯克霍尔德菌(Burkholderia sp.)、1株(FM21)为类伯克氏菌属(Paraburkholderia sp.)。(3)盆栽实验表明在添加难溶性磷的条件下,与不接菌对照相比,不同接菌处理均对玉米植株生物量表现出促生效果。其中混合接菌对植物促生效果更显著。从玉米植株生物量上来看,接菌处理T2(CK2+CK32+FM21)、T3(CK2+FM13+FM21)、F1(CK2+CK32+FM13+FM21)的效果最好;从植物营养吸收来看,T1(CK2+CK32+FM13)、T2、F1对植物营养含量增幅较大;从土壤磷形态来看,T2和F1对土壤有效磷改善效果最佳。综合三部分,其中T2、F1是本次最优组合。由此说明,混合解磷菌群促进植物生长与解磷响应均优于单菌。
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