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有机磷降解菌对大豆根际土壤微生物的影响

孙薇  
【摘要】:磷是植物生长所必需的大量元素之一,而土壤磷素多以不溶或难溶的形态存在,不溶或难溶态磷的生物有效性较低。有机磷属于不溶态磷,它是土壤磷的重要组成部分,一般占土壤全磷的20%-50%,其中植酸磷约占有机磷的10%-50%,是土壤有机磷的主要存在形式。本研究以采自果园、菜地、草地的植物根际土壤以及农药厂排污口污泥为研究对象,筛选有机磷降解菌,研究其解磷能力,从中选择解磷能力强的菌株进行分子生物学鉴定,并将其接入大豆盆栽试验,研究其对大豆植株及根际土壤微生物的影响。取得了以下主要研究成果: 1.有机磷降解菌筛选及其生长特性研究 用解磷圈和钼锑抗比色法,分别以植酸钙和卵磷脂为唯一磷源,筛选分离有机磷降解菌。经菌株复筛,植酸钙降解菌有4株解磷率较高的菌株,即Z3-5、Z3-8、Z2-3及Z4-1。卵磷脂降解菌仅L7-1和L5-2解磷率较理想。生化特征测定和16S rDNA分析表明,6株解磷能力强的菌株依次为变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、成团泛菌(Pantoea agglomerans)与土壤短芽孢杆菌(Brevibacillus agry)。28℃时菌株解磷率均较高。Z2-3在初始pH=8.5时解磷率最高;Z3-5在初始pH值为8.5和8.0时解磷率均较高;Z3-8与Z4-1解磷率受初始pH值影响不大。L5-2与L7-1解磷率最高值均出现在初始pH值为7.5时。 2.有机解磷菌对盆栽大豆生长、土壤磷素及酶活性的影响 接种菌株Z2-3(T1)可以显著提高鼓粒期根系活力,Z3-8(T2)和Z4-1(T3)可以使成熟期根系活力显著增加(p<0.05)。接菌Z4-1显著提高苗期叶片叶绿素含量;其他生长期接菌处理叶片叶绿素含量均高于对照。T1与T3处理开花期植株全磷含量显著高于CK;Z4-1和L7-1显著提高成熟期植株全磷含量。Z2-3和Z3-8提高苗期土壤速效磷含量;T1、T3和T4处理成熟期土壤速效磷含量均高于CK。苗期、开花期和鼓粒期,T3和T4处理土壤有机磷含量显著低于对照;成熟期T4处理土壤有机磷含量低。 菌株Z2-3与Z3-8可提高开花期土壤蔗糖酶活性,Z4-1提高了鼓粒期土壤蔗糖酶活性。花期T1、T2处理碱性磷酸酶活性显著高于对照;成熟期T2、T3、T4处理碱性磷酸酶活性均显著高于对照。整个生长期间,接菌Z2-3处理土壤过氧化氢酶活性均为最高值。Z2-3与Z3-8的接种使苗期过氧化氢酶活性显著高于对照。 3.有机解磷菌对大豆盆栽土壤微生态的影响 Z2-3与Z4-1处理有助于提高鼓粒期和成熟期土壤微生物整体代谢活性。由土壤微生物群落多样性指数来看,接菌Z2-3改善了大豆苗期土壤微生物群落功能结构。接菌改变了各时期土壤微生物对6大类碳源的利用,对微生物群落结构造成一定影响。主成分分析显示,菌株的接入在很大程度上改变了土壤微生物群落功能结构。 接种的菌株Z2-3和L7-1均能够在土壤中存活,其在土壤中的丰度保持在3.4%-5.1%。接种菌株Z2-3与L7-1会影响土壤中一些微生物的丰度,导致部分微生物的富集或减少,但对土壤微生物群落多样性和均匀度无显著影响。


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