茶树根际土壤氨氮转化菌的分离、鉴定及效应研究

【摘要】：茶树是一种喜欢铵态氮的植物，由于北方土壤硝化作用明显，一部分铵态氮被硝化，N素损失量较大。同时，在茶树生长季节茶农重施有机肥，而有机态氮转化成无机氮的速度慢，氮素供给量不足，不能够满足茶树对氮肥的需求。因此，如何在降低化肥使用量的同时，提高氨氮微生物转氨的能力，增强土壤有机肥转化速率，同时利用固氮微生物固定氮素，从而起到提高土壤铵态氮含量的作用，成为目前生态茶园建设中的一个重要课题。本研究拟从山东茶树根际土壤中筛选氨化菌和固氮菌等促生菌，并对其特性进行研究；同时，将筛选出的高活性氨化菌（T1）、固氮菌（T2）和两者的混合菌（T3）接种茶园土壤，以不接种（CK）为对照，研究接种对根际微生物种群及多样性、土壤化学性质、茶苗生长及N代谢的影响，探讨土壤微生物与茶树生长发育的关系，为茶园土壤管理和茶树可持续生产提供依据。其主要研究结果如下： 1.从茶园根际土壤中分离纯化获得33株氨化细菌菌株。从中筛出三株不同种属的高活性菌株，经鉴定菌株SNT3属于芽孢杆菌属，菌株SNT6属于微小杆菌属，菌株SNT33属于不动杆菌属。三株菌株的最适宜生长温度均为35℃；在pH适宜范围和氨化能力方面，三株菌株存在明显差异，其中SNT3的菌株pH适宜范围最大，氨化能力最强。 2.从茶园根际土壤中分离纯化得到6株固氮菌株。从中选出两株不同种属的菌株，经鉴定菌株GD5为褐球固氮菌，菌株GD15为恶臭假单胞菌。两菌株生长最适宜的pH7，最适宜生长温度为30℃；GD5具有溶磷作用和分泌生长素的能力，而GD15仅具有分泌生长素的能力。 3.接种处理对茶园根际土壤微生物种群及土壤化学特性有显著影响。接种后微生物群落多样性指数、均匀度指数、丰富度指数上升，优势度指数下降，根际微生物多样性增加，物种之间更趋于稳定。同时接种后细菌和放线菌数量增多，真菌总量有所减少。细菌中氨化细菌和自生固氮菌的数量呈现增长趋势，硝化细菌的数量受到抑制。接种试验后根际土壤的pH都有所下降，T1和T3接种处理pH较高。在有机质方面，各处理含量变化不大，但接种处理促进了有机碳的积累。在速效养分方面，铵态氮、速效P、速效K接种处理显著高于对照处理。T1、T2、T3处理铵态氮浓度比CK分别提高40%、42%、65%；硝态氮浓度接种处理显著低于对照。在酶活性方面，接种处理酶活性高于对照。经分析细菌与铵态氮和4种土壤酶活性呈极显著正相关；真菌与铵态氮呈负相关，与硝态氮呈显著正相关，与土壤酶活性呈正相关；放线菌与脲酶和天门冬酰胺酶呈极显著正相关；特征性细菌与无机氮和土壤酶之间相关性明显且有一定的差异性。 4.接种后茶苗生物量和新梢全N量显著高于对照。叶片中硝酸还原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶的活性相似，均以处理20d最高。接种处理酶活性高于CK，枯草芽孢杆菌处理和褐球固氮菌处理无差别，与混合菌处理有差别但不显著。根系中NR活性变化不大。