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小麦根际解磷菌的筛选及其解磷效果的研究

赵辉  
【摘要】:磷不仅是植物体内各种物质的重要组成部分,同时也参与植物体内众多的代谢反应,是植物生命活动必需的营养要素。目前农业土壤中的磷素主要以不易被植物利用的难溶性有机或无机化合物形式存在,有效磷含量较低,成为限制农业生产的重要因素。解磷微生物(phosphate solubilizing microorganism,PSM)是土壤中的一大微生物类群,它可将土壤中难溶性磷酸盐转化成植物可以吸收利用的有效磷。因此本试验的研究目的是从小麦根际土壤中筛选出具有高效解磷活性的解磷菌,通过解磷菌的作用来减缓土壤有效磷的固定速度,溶解难溶磷,提高土壤中的有效磷含量,以此来满足作物的磷素需求。本试验所用小麦根际土壤样品分别采自滨州无棣渤海粮仓试验示范基地和山东农业大学桓台小麦试验基地,以磷酸三钙、羟基磷灰石和植酸钙为唯一磷源,在28℃的培养条件下,筛选出了磷酸三钙解磷菌26株,羟基磷灰石解磷菌41株,植酸钙解磷菌113株。其中发现了两株同时具有降解磷酸三钙和羟基磷灰石的解磷菌Q-13-3-3和G-15-5-5,并通过解磷圈法,液体培养法和室外盆栽试验对其解磷效果进行研究。具体试验结果如下:(1)Q-13-3-3解磷菌在含有磷酸三钙和羟基磷灰石的NBRIP培养基上的解磷指数分别为2.597和2.087。G-15-5-5在含有磷酸三钙和羟基磷灰石的NBRIP培养基上的解磷指数分别为1.375和1.872。(2)通过液体培养,Q-13-3-3在含有磷酸三钙的NBRIP培养基中可溶磷增溶量最高达到了676.616μg/mL,菌体磷含量为5.92μg/mL,解磷率达到67.89%,pH由7.3降至4.21。在菌体达到稳定期时菌体数达到3.97×10~8CFU/mL。在含有羟基磷灰石的NBRIP培养基中可溶磷增溶量最高达到了563.491μg/m L,菌体磷含量为7.522μg/m L,解磷率达到54.26%,pH由7.3降至4.32。该菌在羟基磷灰石解磷培养基中达到稳定期时菌体数达到4.58×10~8CFU/mL。pH值的变化与发酵液中的可溶磷增溶量呈反比。(3)通过液体培养,G-15-5-5在含有磷酸三钙的NBRIP培养基中可溶磷增溶量最高达到了684.42μg/mL,菌体磷含量为9.36μg/m L,解磷率达到69.42%,pH由7.3降至4.04。该菌在磷酸三钙解磷培养基中达到稳定期时菌体数达到1.78×10~8CFU/m L。在含有羟基磷灰石的NBRIP培养基中可溶磷增溶量最高达到了617.549μg/mL,菌体磷含量为8.822μg/mL,解磷率达到60.20%,pH由7.3降至4.24。该菌在羟基磷灰石解磷培养基中达到稳定期时菌体数达到1.80×10~8CFU/mL。pH值的变化与发酵液中的可溶磷增溶量呈反比。(4)以小麦为试验材料对Q-13-3-3进行了室外盆栽验证。试验结果表明:与只添加难溶磷的处理相比,同时添加难溶磷和Q-13-3-3处理的生物量包括株高、根和茎叶的鲜重及干重都显著提高,差异显著。同时小麦对磷的吸收量也显著提高。其中,与只添加了磷酸三钙的处理相比,同时添加磷酸三钙和解磷菌的处理,根磷含量增加了88.78%,茎叶磷含量增加了89.39%。与只添加了羟基磷灰石的处理相比,同时添加羟基磷灰石和解磷菌的处理,根磷含量增加了52.75%,茎叶磷含量增加了52.86%。说明Q-13-3-3可以促进土壤中难溶磷的分解,释放出有效磷,供给植物生长。(5)经过形态学、生理生化实验和16S rDNA分子生物学鉴定,Q-13-3-3和G-15-5-5均为Pseudomonas spp.。


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