蚯蚓及植物促生根际细菌对土壤中氮和钾有效性的影响

采用室内试验的方法研究不同接种方式接种威廉环毛蚓(Pheretima guillelmi)、植物促生根际细菌(钾活化细菌(Bacillus mucilaginous PDSK-1)和固氮细菌(Azotobacter chroococcum PDSN-5))对土壤中固氮细菌和钾活化细菌的生长、土壤脲酶的活性以及土壤钾有效性的影响.7种接种方式均明显增加了土壤中固氮细菌和钾活化细菌的生长.蚯蚓活动对土壤中固氮细菌生长的影响有限,但明显增加了钾活化细菌的生长.接种蚯蚓、接种固氮细菌、接种蚯蚓和固氮细菌均明显增加了土壤中脲酶的活性.土壤中脲酶活性和速效钾的浓度分别与土壤中固氮细菌与钾活化细菌的数量成显著正相关关系(P＜0.05).试验结果表明,混合接种方式是一种有潜力的生物技术,可以用来减少农业生产中化肥的施用量.     

植物根际促生菌的促生机理与影响因素

植物的根际中有大量的微生物,其中一部分根际细菌能够对植物的生长产生促进作用,这一类细菌被称作根际促生菌(PGPR)。PGPR可通过产生植物激素,解磷固氮,抑制植物病原真菌,提高植物抗逆性等方式促进直接或间接地促进植物的生长。植物能产生各类分泌物,影响根际微生物组的结构,土壤碳氮含量,酸碱度等非生物因素对根际微生物组也具有影响。PGPR通常作为微生物肥料运用在农林业上,如解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等促生菌已经得到广泛使用。笔者对植物根际促生菌的促生作用机理,植物与非生物环境对根际微生物组的影响以及发展前景展开综述,为根际促生菌的进一步开发利用提供参考。     

PGPR复合菌系对花生生长及根际土壤微生物的影响

【目的】为4株植物根际促生菌(PGPR)的复合菌肥制备提供指导,促进植物根际促生菌在农业生产上的应用。【方法】将4株植物根际促生菌根据固氮、解磷及解钾的功能互补配制成4种复合菌系(P_9+GD_3、P_9+GD_(12)、P_(10)+GD_3和P_(10)+GD_(12)),对盆栽花生幼苗进行灌根试验,30 d后测定花生幼苗的生长指标、土壤理化性质、根际土壤功能菌群数及酶活性。【结果】4种复合菌系的灌根处理均显著增加花生的株高和鲜重,有效提高土壤的氮磷钾含量,增加根际土壤氮循环功能菌群、溶磷菌及解钾菌的数量,显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性,尤以P_(10)+GD_(12)菌株组合最显著,其对照(未进行PGPR复合菌系处理)的花生株高和鲜重分别高37.60%和63.90%,土壤碱解氮和速效钾分别高64.36%和1.38倍,根际土壤的氨化细菌、自生固氮菌及解钾菌分别增加36.98、8.25和13.23倍,根际土壤脲酶增加2.48倍。【结论】利用根际促生菌的功能构建多功能复合菌系可有效促进花生幼苗生长,提高土壤养分含量,改善根际土壤环境,为下一步复合菌剂的应用奠定理论基础。     

植物根际促生细菌与AMF菌的协同作用研究

[目的]通过已筛选到植物根际促生细菌和AMF菌的协同实验说明两种菌混合的促生作用.[方法]从番茄、黄瓜、茄子、辣椒四种蔬菜作物的根际土壤中分离得到的菌株LJ20-2和HG5进行16S rDNA鉴定,通过营养钵实验,将其和AMF菌混合作用在作物上测定其促生能力.[结果]PGPR和AMF共同作用在黄瓜和番茄上的作用较为显著,而在茄子上只有LJ20-2+AMF和单纯的加AMF菌的要比其他长势更好些,辣椒上是单加PGPR的长势最好.[结论]此根际促生细菌和AMF菌共同施用对黄瓜和番茄幼苗有显著促生作用,对其他作物的促生作用不太显著.     

植物根际促生细菌(PGPR)分离筛选与鉴定

[目的]从不同作物根际土壤中筛选对黄瓜和番茄有明显促生效应的植物根际促生细菌(PGPR).[方法]从番茄、黄瓜、茄子、辣椒四种蔬菜作物的根际土壤中进行分离,测定菌株的促生能力,获得优势广适菌株,再根据菌体形态、培养特征及16S rDNA部分序列分析进行鉴定.[结果]共分离得到24株细菌菌株,经平皿初筛,分别筛选出对黄瓜幼苗、番茄幼苗生长有显著促生作用的细菌11和5株,再经营养钵促生实验筛选出2株对黄瓜、番茄幼苗均具有显著促生作用的PGPR菌,经16S rDNA序列分析,分别为芽孢杆菌属(Bacillus)和布克霍尔德氏菌属(Burkholderia).[结论]所筛选细菌对黄瓜和番茄幼苗有显著促生作用,为进一步构建PGPR广适菌群提供了菌株资源.     

PGPR混合菌对马尾松幼苗的综合效应

[目的]用PGPR混合菌液接种马尾松幼苗,以了解它们对幼苗生长和根际微生物的综合效应。[方法]接种6个月后,测定苗高、地径、根际细菌、真菌、固氮菌、解无机磷菌、解钾菌7个指标对接种效应进行综合评价。[结果]接菌对马尾松苗高、地径生长的影响差异达显著性水平。其中第8、10、11、12、19、20处理的苗高生长量增幅达18%以上;1、3、8、19、21处理的地径增幅超过20%。接种促生菌后马尾松苗木根际微生物总数增加的有13个处理。固氮菌增加的有9个处理,解磷菌增长的有9个处理,解钾菌增长的有13个处理。各类根际微生物数量都比对照增加的有第9、10、11、13处理。综合效应排在对照之前的共有15个处理,前3位的是第10、11、和19处理。[结论]以固氮菌N11或N13为主菌,P3和K8为副菌的混合液接种综合效果最好。     

金禾山牌生物磷钾肥在农作物上应用效果试验

金禾山牌生物磷钾肥是由黑龙江农垦金禾农业科技有限责任公司研制的新型高效复合型生物肥，含有解磷菌、钾细菌(硅酸盐细菌)、固氮菌和根际促生菌等有益微生物，具有解磷、解钾、固氮和促进植物生长等多种功能。该生物磷钾肥施入土壤中后，固氮菌能将土壤空气中的氮素固定转化成植物能够吸收利用的无机氮，解磷和解钾菌能将土壤中植物不能直接吸收利用的磷、钾转化成植物能够吸收利用的可溶性磷、钾。该生物磷钾肥适用于粮食作物、经济作物和蔬菜，能为作物提供营养元素，促进作物对营养物质的吸收利用，能产生多种生理活性物质，刺激和调节作物生长发育，提高作物抗性。2003年黑龙江省浓江农场进行了金禾山牌生物磷钾肥在小麦、大豆、水稻上应用效果小区对比试验。     

豌豆根际土壤中细菌的鉴定及其对黄豆幼苗促生作用研究

从豌豆根际土壤分离具促生潜力的显著植物促生菌,鉴定种属并探究其促生机制。以豌豆根际土壤为研究材料,采用连续稀释的方法分离菌株,Salkowski比色法测定产IAA能力,2,4-二硝基苯肼法测定ACC脱氨酶活性,结合16S rDNA序列分析和生理生化试验结果鉴定细菌种属,改良的Belimov的方法确定根际细菌的植物促生活性。结果表明,分离得到18株菌株,其中S70对黄豆幼苗表现出较好的促植物生长特性;本研究中接种菌株S70的黄豆幼苗生物量与对照组相比根长增加56.81%、茎长增加48.44%、叶面积增加33.33%、鲜重量增加51.11%。豌豆根际土壤中分离出的细菌作为潜在的促生菌资源,可用于粮食、蔬菜多功能生物菌肥的研发。     

植物促生根际菌减轻农作物盐胁迫研究进展

盐胁迫降低许多农作物生长和产量。植物促生根际菌通过多种途径减轻盐胁迫对植物的不利影响,主要包括根际细菌接种植物有较好的根苗生长、营养吸收、叶绿素含量和抗病力,根际细菌通过产生植物激素和1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶、促进植物根际养分循环和对植物病原微生物的控制赋予植物对胁迫不同程度的耐受,根际细菌通过提高植物渗透调节物质的积累、增加K+浓度和维持高K~+/Na~+比减轻盐胁迫。     

施氏假单胞菌在玉米根际的固氮效率和促生效果研究

非豆科植物根际联合固氮作用广泛存在于水稻、玉米等根际,在农作物节肥增产方面具有巨大的应用潜力。施氏假单胞菌A1501是一株分离自水稻根际的模式联合固氮菌,接种该菌对水稻和玉米均具有良好的促生效果。为了进一步研究根际固氮与促生效果的关系,利用突变型泌铵固氮菌株（1568/pVA3）和转基因氮高效利用玉米品系共同构建高效固氮体系,并在温室条件下进行促生及生物固氮量评价。播种60 d后对玉米生长量和微生物固氮量进行分析,结果表明：固氮施氏假单胞菌接种后氮高效利用和对照玉米品系的地上和地下部生物量都显著高于不接种对照,但是固氮菌接种对氮高效利用玉米和对照玉米的总生物量没有显著影响。氮高效利用玉米接种1568/pVA3菌株后,植株生物量较施肥处理提高25.5%,全氮含量较不接种对照增加39%,15N同位素稀释法测定生物固氮量为0.8 g·株^-1;接种野生型后植株生物量较施肥处理提高24.8%,生物固氮量为0.64 g·株^-1。研究结果表明,通过将固氮菌尤其是泌铵工程菌与氮高效利用玉米建立联合固氮体系可以显著提高根际固氮量和植株生物量,据估算每公顷可节省化肥约23%,而对照体系为7.5%。     

蚯蚓对铁尾矿植被恢复中2种植物生长的影响

[目的]研究蚯蚓活动对铁尾矿中植物生长的影响。[方法]通过室内盆栽方法,研究蚯蚓对铁尾矿中高粱和紫花苜蓿生长的影响。[结果]结果表明,蚯蚓可以改善铁尾矿中高粱和紫花苜蓿的生长,包括植物的株高、地上部和根系的生物量等,对紫花苜蓿生物量的增加作用好于对高粱的作用。同时,蚯蚓的活动可明显增加高粱和紫花苜蓿根际微生物的数量,与对照相比,细菌数量分别增加了22.7%~50.0%和90.0%~163.3%;真菌数量增加了36.8%~47.3%和8.2%~93.4%;放线菌数量增加了4.3%~52.2%和1.1%~177.8%。随着蚯蚓数量的增加,微生物数量呈现增加的趋势。[结论]蚯蚓可明显促进铁尾矿中高粱和紫花苜蓿的生长,增加铁尾矿中植物根际微生物数量,利于铁尾矿中植被的恢复。     

Effect of Bacillus subtilis and Pseudomonas fluorescens on Growth of Greenhouse Tomato and Rhizosphere Microbial Community

Bacillus subtilis(B. subtilis) and Pseudomonas fluorescens(P. fluorescens) are two of the most important plant growth promoting rhizobacteria(PGPR) in agriculture. An in situ trial was conducted on greenhouse tomato(Lycopersicum esculentum Mill.) to examine the effect of two bacterial strains, Bacillus subtilis(CGMCC 1.3343) and Pseudomonas fluorescens(CGMCC 1.1802), on tomato growth, gray mold disease control, catabolic and genetic microbial features of indigenous rhizosphere bacteria under lownitrogen conditions. A commercial inoculant(ETS) was also tested as a comparison. Both B. subtilis and P. fluorescens promoted growth and biomass of seedlings, while only B. subtilis was effi cient in reducing gray mold incidence in greenhouse tomato. The two bacterial strains could colonization in tomato rhizosphere soil at the end of experiment(10 days after the last inoculation). Different AWCD trends and DGGE patterns were got in different bacterial treatments; however, analyses of microbial diversities showed that indigenous soil microbes did not seem to have signifi cant differences at either the catabolic or genetic level among treatments. ETS, as a commercial microbial agent, promoted plant growth and gave a higher microbial diversity in rhizosphere soil.     

沼液对蚯蚓生长和繁殖的影响

[目的]研究在蚯蚓养殖过程中使用沼液作保湿液对蚯蚓生长的影响,为沼液废物资源化利用、蚯蚓养殖使用沼液提供参考。[方法]用赤子爱胜蚓为试验种,在经发酵处理的和未经发酵处理的牛粪2个组中养殖,定期施加沼液保持湿度,以施加清水作对照,分别就沼液对蚯蚓生长、繁殖及孵化的影响进行研究。[结果]在经发酵处理的牛粪组中施加沼液,蚯蚓的日增重倍数增加明显;再用挑出的蚓茧试验,发现施加沼液对其孵化有负影响。表明在蚯蚓的生长阶段,沼液的添加对于成蚓和幼蚓的生长都有明显的促进作用;但在蚯蚓的繁殖阶段,沼液的添加不利于其繁殖以及蚓茧的孵化。[结论]在实际应用沼液养殖蚯蚓时,应将沼液的使用范围限制在蚯蚓的生长阶段,繁殖与孵化阶段不宜使用。     

接种菌根菌和/或根瘤菌对紫花苜蓿的生长及N·P的吸收效果研究

研究了接种菌根菌(Glomus Intraradics)和/或根瘤菌(Bradyrhizobium Japonicum)对紫花苜蓿(Alfalfa)的生长及N、P的吸收效果。试验设4个处理[对照(CK);接种菌根菌(M);接种根瘤菌(R)及同时接种菌根菌和根瘤菌(M+R)],样品的分析是在紫花苜蓿的生长初期(播种后60 d)和开花初期(播种后120 d)分2次进行。随着作物的生长,在各处理区土壤总N量减少了,其中,M和M+R区的减少量相对比CK和R区显著,但作物的生长效果明显优于CK。在第120天进行的土壤有效P含量的分析中,M(65.5 mg/kg)和M+R(62.3mg/kg)区显著高于CK(39.1 mg/kg),而R(42.6 mg/kg)区没有明显变化。此时,在CK中作物的总N、P的吸收量分别为32.1和2.39mg/株,M、R和M+R区总N的吸收量比CK分别高20%、49%和50%,总P的吸收量比CK分别高28%、11%和45%。结果表明,接种菌根菌和/或根瘤菌显著提高作物吸收利用土壤中N、P的能力,以至提高其产量和质量。     

生土条件下施肥对小黑麦生长状况及生理功能的影响

[目的]为了解小黑麦对N、P、K、有机肥的原始反应。[方法]采用地表2 m以下的非耕作生土,研究不同肥料对生产上正在推广的饲料小黑麦中饲237各生育期植株生长状况、生理功能及成熟期生物产量、经济产量的影响。[结果]结果表明,NP、NPK、M、NPK＋M处理的小黑麦各生育期株高、叶面积、干物质量、倒二叶叶绿素含量及籽粒产量均明显高于单施N、P、K处理及CK,而各生育期倒二叶SOD、POD活性明显低于单施N、P、K处理及CK,而且最终以N、P、K、有机肥配施小黑麦生物产量及籽粒产量最高。单施N、P、K肥处理对小黑麦生物产量和籽粒产量的作用表现次序为N〉P〉K。[结论]小黑麦对NP配合施用反应敏感,同样对优质有机肥反应很敏感,同时表现出在逆境中生长的适应性。     

甘蓝型油菜与野生芥菜型油菜杂交子代的遗传分析

[目的]分析甘蓝型油菜与野生芥菜型油菜杂交子代的性状遗传。[方法]选用1个甘蓝型油菜种（湘油15号,编号138）与2个野生芥菜型油菜品系（编号153和154）作为试材,进行正反杂交并获得了杂交种子。对杂种F1、F2代的发芽率、叶片大小及形状、株高、花粉育性、籽粒颜色等性状进行了分析。[结果]芥甘杂交较易获得杂交种子,F1代种子发芽率、成苗率及花粉育性均相对较高,平均株高低于双亲;而甘芥杂交较难获得杂种,且F1代自交亲和性差,结实率低,平均株高介于双亲之间;不论正反交,F1代营养生长优势和叶形母本效应明显,F2代株高出现明显分离,呈正态分布,未获得黄籽品系。[结论]为将甘芥杂交子代进一步应用于油菜遗传育种与品质改良提供了理论依据。     

植物根际促生菌（PGPR）对缓解水稻受土壤锌胁迫的作用

为解决农田重金属污染的严重环境问题,提出利用植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)来缓解农作物受重金属胁迫的科学设想.研究从大宝山污染土壤中筛选出的pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+耐性菌株,经鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.DBM),菌株DBM具有产吲哚乙酸(IAA)和ACC脱氨酶能力,但无产铁载体能力.盆栽试验结果表明,菌株DBM在水稻受重金属Zn(600 mg· kg-1)胁迫时能有效保护并促进水稻的生长,使其地上部和地下部干重比不加菌处理对照分别提高97.8％和77.2％.另外,菌株DBM可以增加土壤中Zn的有效态含量,但不能增强水稻对土壤Zn的吸收能力.相反,在Zn600处理下,水稻地上部和地下部Zn浓度分别比不加菌处理对照减少15.1％和19.9％.但由于促生效果也极为显著,其地上部和地下部Zn总量仍分别比不加菌处理对照增加74.2％和48.6％.     

不同水分条件下NO3--N供应对水稻生长·氮吸收速率的影响

[目的]研究不同水分条件下NO3--N供应对武育粳3号水稻生长及氮素吸收速率的影响。[方法]采用室内营养液培养试验,聚乙二醇(PEG6000)模拟水分胁迫处理的方法。[结果]在正常水分条件下,硝态氮供应量达60 mg/L时,水稻幼苗植株生物量最大,而NO3--N供应量对水稻幼苗的株高无显著影响,NO3--N的吸收速率均随着NO3--N供应量的增加而增加。水分胁迫条件下,水稻幼苗植株生物量随着NO3--N供应量的增加而下降,水稻幼苗株高随NO3--N供应量的增加而减少,水稻幼苗根长、平均直径、体积、表面积、根尖数均随着NO3--N供应量的增加呈下降趋势。[结论]水分胁迫影响水稻生长对NO3--N供应的响应,降低水稻对NO3--N的吸收速率。