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玉米根际高效溶磷菌株的分离鉴定、室内溶磷条件和溶磷效果研究

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摘要

溶磷微生物是土壤中一类参与磷循环的重要微生物,它们能够将土壤中难溶性的磷转化为有效态磷。本文从重庆不同农耕地区的玉米根际土壤中初步筛选出高效的溶磷菌株10株,并进行多种难溶磷源的再次筛选,得到4株兼溶多种难溶磷源的菌株,随后对它们进行了初步菌种鉴定、室内培养条件、溶磷能力、溶磷特性研究,以及通过盆钵实验确定它们对玉米的生长影响,得出如下结论:
　　 1.对重庆北碚、涪陵、云阳地区的玉米根际土壤采用改良pvk法和溶磷圈法筛选出相对高效的溶磷菌株(D/d≥1.5)56株,其高效溶磷菌株数目,北碚＞云阳＞涪陵,近根区约等于远根区。并对其中的28株(D/d≥2.0)通过摇瓶培养,利用钼锑抗比色法确定溶磷量(有效磷和全磷),筛选出了10株高效的溶磷菌株。
　　 2.分析平板筛选(D/d)和摇瓶筛选(有效磷和全磷),它们之间存在显著相关(r=0.402和0.531,p＜0.05),两种筛选结果基本保持一致。平板筛选中的溶磷圈大小(D)更多的反应溶磷菌株泌酸的能力;还发现在大规模筛选菌株时不仅以平板筛选(D/d)作指标同时还将菌落(d)也作为筛选指标,可以加快得到潜在的高效溶磷菌株。摇瓶筛选中各菌株溶磷量差异较大,其中有效磷量与全磷量之间的差异,主要体现在各菌株对磷素的吸收量。
　　 3.对10株菌兼容多种难溶磷源的再次筛选表明,各菌株对不同难溶磷源的溶解差异较大,表现出Ca3(PO4)2＞混合难溶磷源＞AlPO4、FePO4＞卵磷脂,其中各菌株之间对FePO4的差异较其余磷源小,对混合磷源的溶解主要体现在菌株对Ca3(PO4)2的溶解。
　　 4.综合兼容多种难溶磷源筛选分析得出,菌株P1、P17、P35、P21对Ca3(PO4)2的溶解能力相对较强,菌株P21、P17、P1和P35对AlPO4的溶解能力相对较强;P21、P17、P35、P22和Pl对FePO4的溶解能力相对较强,P21、P1、P35、P17对卵磷脂的溶解能力相对较强,P21、P35、P17和P1对于混合磷源的溶解能力相对较强;菌株P1、P17、P21、P35共同作为摇瓶筛选所得的兼容多种难溶磷源的高效溶磷菌株,其中P21号菌株在各种难溶磷源筛选中均有较好的溶磷表现。
　　 5.对溶磷菌株P1、P17、P21、P35作22种生理生化方面的鉴定显示,P1为蟑螂埃希氏菌(Escherichia.blattae)、P17为产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)、P21为无花果沙雷氏菌(Serratiaficaria.plymuthiea)、P35为蟑螂埃希氏菌(E.blattae)。
　　 6.溶磷菌室内溶磷条件的研究表明:葡萄糖是最好的碳源,硫酸铵是相对较好的氮源,其中P1、P21较适合碳源为16g·L-1,P35为12g·L-1,P17为8g·L-1;P1较适合氮源为0.4g·L-1,P35、P21为0.2g·L-1,P17为0.6g·L-1。
　　 7.4株实验菌株对NaCl浓度比较敏感,在NaCl浓度为0.1g·L-1时,各菌株溶磷量相对较小,为其余各浓度下的2/3左右,较低NaCl浓度抑制菌株溶磷。4菌株均具有耐盐性,相对较高的NaCl浓度菌株溶磷量依然较高,其中P17号菌株尤为突出,高于50ug·ml-1。各菌株选择较适合NaCl浓度为0.5g·L-1。
　　 8.较高的供氧量是供试4菌株充分发挥溶磷能力的必要条件,其中P1号菌株为兼性好氧型细菌,在较高或者较低的供氧水平下都具有较好了溶磷量,P17对氧的需求相对较小,在一定范围内的供氧水平下,具有较高的溶磷能力。各菌株共同选择较适合装液量为20ml。
　　 9.4株溶磷菌剂接种于实验土壤中均能正常生长,随着时间的增长,各菌剂在第21天左右时达到土壤的最大容菌量,随后大规模死亡而菌数保持相对较低的水平,在此过程中伴随着对磷素的活化作用。灭菌土壤中菌株生长相对较好,而未灭菌土壤对实验菌株选择较强,菌数目较小,两组实验土壤中菌株溶磷效果相似。
　　 10.不加肥料,菌剂接种于带玉米苗的实验土壤中培养41天后,玉米苗生物量、可溶性蛋白、可溶性糖含量增大,其显著高于CK组;同时加强了根系活力;提高植物体内磷的利用率;4菌剂能够促进玉米苗生长和在一定程度下提高它的抗逆性。在灭菌土壤中玉米苗的生长积累较高,未灭菌土壤中菌剂对其的促进作用较强。

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