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高效解磷菌对不同土壤的适用性研究及对桉树生长的影响

张亮  
【摘要】:解磷菌是一种能够将土壤中难溶态磷转化为可供植物吸收利用有效态磷的功能菌。本试验选用福建农林大学后山具代表性的三种森林土壤(分别记为SBL、NBL、SM)和一种未有植被覆盖过的典型的南方红壤(记做H)作为适用土壤,以盆栽巨尾桉幼苗作为研究对象。植株恢复生长后,将已从桉树根际土壤筛选和鉴定的三株高效解磷菌经液体培养并稀释配置好的3种单菌目标悬液和4种混菌目标悬液分别浇施于各土壤中,菌液设置107、0.5*107、106cfu/ml三个浓度梯度,每隔半月浇施一次,共浇施4次,对不同处理下高效解磷菌株在不同土壤的适用性及对巨尾桉生长的影响进行研究,以明确高效解磷菌株与土壤之间的影响相关性并对适应能力较强的菌株进行筛选,为缓解土壤板结等生态污染、土地连栽生长力下降、较高效解磷菌肥的研制、桉树种植范围的扩大等提供理论指导和参考。研究结果表明:1不同的解磷菌及解磷菌群处理下在四种不同的土壤中对桉树的形态指标(苗高、地茎)较对照显示不同水平的促进作用,A菌、D在各土壤中都表现出较佳的促进效果。其中,不同的浓度梯度对苗高和地茎影响的差异均不显著,相比较而言,在b浓度下作用较显著。在b浓度下,A菌种液施加下苗高相较于对照在NBL、SBL、SM 土壤中分别增加48.2%、48.48%、51.17%,地茎分别增加18.58%、47.47%、48.74%,D菌种液处理下在SM和H 土中苗高分别增加70.36%、41.48%,地茎分别增加48.74%、48.74%。对于不同的菌株,在NBL和SBL 土中,单菌A、C菌和混菌AC菌对苗高地茎的影响较佳,在H 土和SM土中,混合菌的效果优于单菌,且三种菌的混合施加对苗高地茎的促进作用较好,其次为A菌,说明A菌有较好的促进桉树苗高地茎生长的能力。2不同菌处理对植株生物量的影响中各浓度之间影响差异不显著,对地上部干重的影响在各土壤中都显示出一定的促进作用,对地下部干重的影响差异不显著但相较于空白有不同程度的增加,AC菌在各土壤中都表现较佳,在NBL、SBL、SM和H 土中,b浓度AC菌处理下较对照分别增加29.87%、51.35%、71.76%、25%。对地上部干重的影响中,在含磷量相对较高的NBL和SBL 土壤中整体表现出单菌处理优于混菌的效果,各浓度之间表现出类似的规律,其中以A、AC、C菌下促进效果较佳,其中在A菌处理下,分别增加39.27%、30.91%。在SM 土和H 土中,表现为混菌优于单菌,其中SM 土中,促进效果较佳的菌株为D、BC、B、AC,在H 土中,促进效果较佳的菌株为D、AC,其中D菌处理增幅分别为243.7%、15.38%。对于地下部分的影响中,整体表现出混菌优于单菌。表明对于生物量的影响不仅受到解磷菌处理的影响,而且与立地条件密切相关。3不同菌种、不同菌浓度处理对气体交换参数中净光合速率(A)、蒸腾速率(E)、气孔导度(GH20)的影响在各土壤当中都显示不同程度的促进作用,其中A、D菌在三种森林土壤中和H 土中都显示对植物净光合速率较佳的促进效果,在NBL、SBL、SM、H 土中,A菌处理下的净光合速率较空白分别增加了 15.25%、13.23%、118.43%、89.96%,D 菌处理下分别增加了 24.72%、21.59%、46.62%、86.9%。在三种森林土壤中,不同菌处理对气孔导度和蒸腾速率影响效果较佳的菌株为A、C、AB,而对胞间二氧化碳浓度均显示影响不显著。对于H土而言,不同菌浓度下除对气孔导度影响显著外,对净光合速率、蒸腾速率及胞间二氧化碳浓度的影响差异皆不显著,除少数菌株外大部分菌处理下对气体交换参数都有比较好的促进作用。说明在较适宜的土壤条件下加施菌液有利于加强光合作用,而在阻碍菌株呼吸代谢的粘重土壤上促进效果不佳。4不同菌种、不同浓度对叶绿素荧光的影响整体表现出促进植物光合作用的效果。在SBL、NBL、SM下植株叶绿素荧光参数表现混菌处理优于单菌,其中对Fv/Fm、qN的影响效果不显著,对qP及Y的影响差异明显,表明菌种的加入不仅未破坏光合系统,而且对光合作用和光能的有效利用起到不同程度的促进作用.其中,SBL 土中影响效果较佳的菌株为A、C、BC,NBL 土中为BC、AB,SM 土中为A、C、BC,综合分析,C、BC、A菌对光能的利用效率较高。H 土下各处理对叶绿素荧光参数的影响均不显著,说明解磷菌效果的发挥还受到土壤质地的影响。气体交换参数与叶绿素荧光之间存在相互消长的关系,说明解磷菌的施加促进了植物的光合作用、提高了光能利用效率。5以各种处理条件下植物叶片中磷含量作为变量,做动态分析,方差分析结果表明,不同菌种、不同浓度、不同时间及它们的交互之间影响差异均显著,在三种森林土壤当中,均显示b浓度、30天时对植物叶片中磷含量的影响较明显,同时相较于正常供磷处理,在含有解磷菌的土壤中生长的植物叶片中磷含量的下降速率相对较低,说明磷肥对磷供应的短暂性及解磷菌对磷供应的持续性,其中,NBL中以A、AC、AB、D菌效果较佳,SBL 土中为A、AC、D、BC,SM中为D、C、BC、AC,综合分析可知,C、A、AC、BC、D菌对磷含量的增加效果较佳,并且混菌普遍优于单菌。即C菌及与其构成的混菌处理下植物磷含量较高,其次为A菌。说明解有机磷菌更能促进解磷作用的发挥,其次为适应能力较强的A菌。在红壤当中的影响效果在c浓度条件下较优,各菌液处理间差异较空白不明显,并存在解磷效果发挥的相对滞后的现象(60天时植物磷含量增加较明显),由此说明解磷菌在土壤中存在动态的消长。6不同解磷菌处理对植物全氮含量的促进效果在四种土壤中促进作用皆显著,并且混菌效果明显优于单菌,D、BC、AC在四种土壤中均表现出较佳的促进效果,而正常磷处理下的全氮含量值较空白无显著差异;不同菌处理下对植物全钾含量的影响差异在四种土壤中皆不显著,其中促进效果较好的菌株为AB、D,其次为BC、C、A。其中D菌处理下,在四种土壤中,全氮含量分别较对照增加65.21%、49.64%、27.48%、17.96%。7不同解磷菌单菌及解磷菌混合菌对土壤有效磷的影响中,除H土壤中影响差异不显著外,在三种森林土壤上都显示解磷菌处理下提高了土壤有效磷含量。在不同浓度处理下,各浓度之间影响差异不显著,相比较而言,NBL和SBL 土中以b浓度下促进效果较佳,而SM 土和H 土中c浓度下表现较佳。不同菌种处理下,各处理除H 土下影响差异较对照不显著外,NBL、SBL、SM 土中均显示土壤有效磷较大的增幅,总体混菌优于单菌。其中在NBL 土中,以BC、B、AC促进效果较佳,在SBL 土中以B、BC、AC促进效果较佳,在SM 土中以AC、D、BC促进效果较佳,在H 土中相较空白差异不显著以A、BC、D影响效果较佳,结果表明解有机磷菌与解无机磷菌的组合对有效磷的促进作用较佳。8对不同处理下土壤及植物酸性磷酸酶活性的变化进行分析,结果表明,各浓度下均显示混菌效果优于单菌并且优于正常供磷,在三种森林土壤中,C、AC、D对磷酸酶活性的增加效果较优,C菌处理下分别增加33.4%、33.04%、56.46%。各土壤中对磷含量影响较优的菌株与植物磷酸酶含量促进效果较优的菌株处理相似,存在相关性。对土壤酸性磷酸酶的影响中,三种森林土壤下各菌处理相较于空白,混菌优于单菌,菌处理与正常供磷的影响差别不明显,不同菌处理下,NBL 土壤中,磷酸酶活性增加幅度较大的菌株为D、AC、BC菌,在SBL中以D、BC、C、AC效果较佳,在SM 土壤中,以BC、D、AB、AC影响效果较佳,其中,D和BC菌在各土壤中均表现出较高的增长,D菌施加下分别增加4.98%、9.19%、1.64%,BC菌处理下分别增加3.53%、1.09%、6.74%。而在H 土壤中,不同处理下对土壤磷酸酶活性的影响较空白不显著,说明解有机磷菌的施加及其解磷菌群对植株磷酸酶活性的促进作用优于其他菌处理,且土壤磷酸酶的变化与植物磷、土壤有效磷之间有相同的变化规律。


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