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高效解磷解钾菌株NX-11的分离筛选鉴定及作用效果分析

麻瑞阳  
【摘要】:我国耕地土壤中农作物可直接利用的磷钾养分严重匮乏,大量施用化肥的同时也对生态平衡和环境保护造成了影响,制约了农业的发展。微生物肥料不仅能够将土壤中不能被农作物直接利用的固态磷钾转化为可吸收的养分,还具有无毒无污染等优点,可以弥补过量施用化肥产生的负面影响。因此继续寻找和开发高效的微生物肥料具有很大的科学和实践意义。 尽管很多学者对解磷解钾细菌的研究进行了很多,但本研究所筛选的解磷解钾菌株其解磷能力和解钾水平远高于所报道的菌株,同时该菌株对很多病原微生物具有拮抗作用(研究中)。同时本研究还进行了接种试验,研究了其对土壤酶活力的提高和促生长作用,因而本研究所筛选出的菌株具有工业化生产和农业上的应用潜力,有很好的应用前景。 本试验从全国不同地域的不同作物土壤中分离得到的243株芽孢杆菌中,利用平板筛选法获得了34株具有解磷或解钾作用的菌株,经过钼锑抗比色法和四苯硼钠法测定其溶磷解钾量,选取解磷解钾活性较标准菌AC10012K-1高的菌株,其中获得3株高效解有机磷菌:NX-11、CX-14、BY-4;15株高效解无机磷菌:BY-3、CX-9、SS-14、SS-9、BY-4、CC-14、CX-7、CX-24、SS-8、NX-11、NX-42、CX-8、CX-21、SS-12、CC-34;12株高效解钾菌:NX-11、NX-43、CX-9、CX-8、CX-7、BY-4、SS-12、NX-23、CX-14、BY-3、NX-12、NX-42。从以上34株菌中筛选出解磷解钾能力最高的菌株NX-11,并通过生理生化反应及16S rDNA基因序列分析对NX-11菌株进行了鉴定。生理生化反应显示菌株NX-11特征与枯草芽孢杆菌枯草亚种相似。将16S rDNA序列在NCBI网站中进行同源性比较,利用Neigllbor-Joining法绘制系统发育树,结果显示NX-11菌株与Bacillus subtilis subsp. Subtilis的16S rDNA序列同源性达到99.71%,结合生理生化反应及16S rDNA基因序列分析鉴定NX-11菌株为Bacillussubtilis subsp. Subtilis。 在液体摇瓶条件下高效解磷解钾菌株NX-11,解磷解钾活性分别为有机磷8.06mg/L、无机磷62.35mg/L、钾长石9.61mg/L,该菌株对有机磷的分解效果达到参比菌株K-1的1.38倍;对无机磷的分解效果达到参比菌株K-1的1.35倍;对难溶性钾的分解效果达到参比菌株K-1的6.41倍。 本文对NX-11菌株产芽孢条件进行研究,为其进入工业化生产及应用提供了理论依据。通过正交试验得到其培养基最佳配比为:葡萄糖0.2%,豆饼粉0.5%,NaCl0.05%,MgSO40.07%,K2HPO40.05%,酵母膏0.05%;最佳培养条件为:种龄20h、接种量10%、培养基初始pH值6.0、装量100mL/250mL。通过优化使芽孢生成率大幅提高,优化后芽孢生成率达到97.78%,同时缩短了发酵时间,为其工业化生产提供了依据。 通过玉米盆栽试验验证了NX-11菌株的应用效果,结果表明:叶面积增加5.6%,株高增高8.0%,干湿重增加率分别为21.6%和68.3%,土壤中速效钾和有效磷的含量高于对照。通过测定玉米盆栽试验中不同生育期土壤酶活力和磷钾养分含量,研究了NX-11菌株对酶活力和土壤养分的影响。其中土壤速效磷含量测定采用钼锑抗比色法,速效钾含量测定采用火焰光度计法;蔗糖酶活性测定采用3,5-二硝基水杨酸比色法;过氧化氢酶活性采用0.1mol/L高锰酸钾滴定法测定;脲酶活性采用靛酚蓝比色法测定;磷酸酶活性测定采用磷酸苯二钠比色法。生长到五叶期土壤各种酶活性均高于对照,其中蔗糖酶活性增加了0.33mg/g;过氧化氢酶活性增加了0.40mg/g;磷酸酶活性增加了1.22mg/g;脲酶活性增加了0.14mg/g;且随着土壤酶活力的提高,土壤速效磷和速效钾含量也发生了变化,速效钾含量提高29.5%,速效磷含量提高122.2%。研究结果表明玉米接种NX-11菌株后,生长到五叶期土壤各种酶活性均高于对照,NX-11菌株有较好的解磷解钾应用效果,具有很好的开发前景。


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