干旱区玉米专用菌肥对玉米生长特性的影响

利用前期筛选出的优良根际促生菌株,研制玉米专用菌肥,进行大田试验,测定其替代部分化肥对玉米生长特性的影响。结果表明:利用筛选的优良促生菌研制的玉米专用菌肥符合微生物肥料NY227-94标准。菌肥替代15%~30%化肥的玉米叶片数及植物产量与当地高产栽培方式最佳施肥量之间差异不显著。替代15%化肥的玉米生长特性(株高、干物质积累、农艺性状、产量构成因素及经济产量、植物产量等)与当地高产栽培方式最佳施肥量差异不显著,且个别指标有不同程度提高;替代30%化肥除在植物产量与最佳施肥量相比差异不显著外,其他各项指标均有所下降。专用菌肥替代15%~30%化肥,可以减少化肥投入,其直接经济效益分别为416.4和1058.4元·hm~(-2)。     

5株植物根际促生菌功能特性及培养条件

功能特性和培养条件研究是植物根际促生菌(PGPR)工业化潜力挖掘和开发的关键。为了进一步对菌株开发利用,选取前期研究中从珠芽蓼(Polygonum viviparum)、洽草(Koeleria glauca)、红三叶(Trifolium pratense)及草地早熟禾(Poa pratensis)根际获得的5株菌株为材料,测定菌株溶磷、固氮、分泌吲哚乙酸(IAA)能力等特性,利用16S rRNA分子生物学技术,确定菌株分类学地位;测定菌株生长特性、温度耐受性、pH耐受性、产气特性、产酸特性,确定菌株适宜的培养条件。结果表明:菌株M1溶有机磷量最高,为170.37μg·mL^?1,菌株Y3溶无机磷量最高,为308.50μg·mL^?1;菌株Y1、Y3、Y5、M1、M6均具有分泌IAA的能力,分泌量在24.23~164.74μg·mL^?1。菌株Y1和Y3具有固氮能力,固氮酶活性分别为175.30和255.55 nmol·(h·mL)^?1(C₂H₄)。通过对菌株生长特性测定,5株菌株在40 h均已进入生长稳定期,适宜的生长温度在25~31℃,适宜的生长pH范围为6.50~7.50,在LB培养基中生长无产气现象,生长过程中pH稳定在6.23~7.52,具有作为工业化发酵菌种的潜力。16S rDNA鉴定确定菌株Y5与Y3为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),Y1为蕈状芽孢杆菌(Bacillus mycoides),M1为产黄假单胞菌(Pseudomonas synxantha),M6为猴假单胞菌属(Pseudomonas simiae)。本研究为菌株的工业化生产研究奠定了基础。     

高寒草地耐低温植物根际促生菌的筛选鉴定及特性研究

为获得优良植物根际促生菌（PGPR）并明确其促生特性,以红原地区广泛分布的3种高寒草地优势植物为材料,采用选择性培养基从3种高寒植物根际分离、筛选具有固氮、溶磷、分泌植物激素能力的耐低温植物根际促生菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定。结果表明：毛稃羊茅、洽草、紫穗鹅观草植物根际分布着大量根际细菌,且PGPR在根际不同部位的数量呈现出根系表面（RP）>根表土壤（RS）>根内（HP）的分布规律。经筛选共获得76株PGPR菌株,其中固氮菌30株,其固氮酶活性为124.61~311.04 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1;溶解无机磷菌株24株,溶解有机磷菌株22株,溶磷量分别为249.85~558.07 μg·mL^-1和52.25~158.77 μg·mL^-1。挑选固氮酶活性较高、溶磷能力较强的27株PGPR菌株进行分泌植物激素能力测定,26株菌株具有分泌赤霉素（GA₃）的能力,分泌量为0.60~52.91 μg·mL^-1,分泌吲哚-3-乙酸（IAA）菌株18株,分泌量为0.11~1.53 μg·mL^-1,分泌玉米素（t-Z）含量均小于0.31 μg·mL^-1。筛选出综合性能优良的菌株14株,经鉴定分别属于假单胞菌属、不动杆菌属、假节杆菌属、贪噬菌属。研究结果可为研制适合高寒地区植被恢复的微生物肥料提供宝贵的菌种资源及理论基础。     

欧李(Cerasus humilis)内生固氮细菌筛选、鉴定及特性研究

为探究荒漠草原灌木欧李(Cerasus humilis)根系内生细菌固氮能力和其它特性。采用无氮培养基,从欧李根内分离获得20株内生固氮菌,并结合乙炔还原法测定固氮酶活性,钼锑抗比色法测定溶磷特性,Salkowski法测定分泌植物生长素(Indole acetic acid,IAA)能力,对筛选出固氮酶活性较高的菌株进行16S rDNA序列比对,确定其分类地位。结果表明,分离的内生固氮细菌均具溶磷和分泌IAA能力。所分离菌株固氮酶活性在31.45~424.81 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1之间(NS 25最高),解有机磷量在26.62~99.18 μg·mL^-1之间(YNS 4最高),溶无机磷量在1.10~20.31 μg·mL^-1之间(WNS 21最高),分泌IAA量在3.86~47.00 μg·mL^-1之间(NS 22最高)。10株固氮酶活性较高菌株经初步鉴定NS1 14-1和NS1 14-2为Bacillus pumilus,NS 25和NS 26为Bacillus paralicheniformis,YNS 1为Brevibacterium frigoritolerans,菌株WNS 21和NNS 15为Bacillus velezensis,NS 8为Paenibacillus catalpae,YNS 6为Cytobacillus firmus,NNS 19为Bacillus sp.。研究分离的内生固氮细菌具有溶磷和分泌IAA的能力,有望通过后续研制微生物菌剂为干旱地区植被恢复与生态重建发挥积极作用。     

燕麦根腐病拮抗菌的筛选及抑菌特性研究

本研究采用平板对峙法从健康燕麦根际筛选能够拮抗燕麦根腐病致病菌(禾谷镰刀菌)的菌株,同时,将早期研究获得的生防菌株纳入筛选范围。采用透明圈法测定菌株产蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶以及产铁载体的能力,对菌株进行复筛,并将产酶能力优良的菌株进行定量测定;利用酸沉淀法进行脂肽类物质粗提并验证其抑菌能力,对生防特性优良的菌株进行16S rRNA分析鉴定。结果表明,共得到4株综合特性优良的菌株,抑菌率均达到65%以上;铁载体活性34.33%～59.57%、蛋白酶活性36.88～70.12 U·mL^-1、纤维素酶活性7.68～22.28 U·mL^-1、淀粉酶活性80.56～167.26 U·mL^-1;菌株分泌的脂肽类物质对病原菌抑菌率最高为68%。通过16S rRNA鉴定,4株菌分别为枯草芽孢杆菌、贝莱斯芽孢杆菌、萎缩芽孢杆菌和皮尔瑞俄类芽孢杆菌。本研究筛选的4株生防细菌均可分泌多种抑制菌物质,具有进一步开发为生物杀菌剂的潜力。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量季节性变化的影响

采用氯仿熏蒸浸提法测定了4种不同管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳、氮和磷季节变化,结果表明:(1)相同月份,相同土层,不同管理措施,土壤微生物量表现为:围栏+补播围栏+施肥围栏不围栏;(2)相同月份,不同土层,相同管理措施,土壤微生物量表现为:0~20cm20~40cm,且前者为后者的1.16~3.13倍;(3)不同月份,相同土层,相同管理措施,土壤微生物量的季节变化均呈先增后降的趋势,7月出现最大值,各月间呈不同的显著性差异;(4)不同月份,不同土层,相同管理措施,0~20cm土层土壤微生物量季节变化幅度高于20~40cm。土壤微生物量季节变化与气温变化呈极显著正相关(P0.01),与降水量呈正相关。运用综合指数法计算不同管理措施下土壤质量综合指数,其排序为:围栏+补播(0.193)围栏+施肥(0.096)围栏(-0.059)不围栏(-0.231)。围栏+补播对土壤的改善效果最佳,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。     

5株植物根际促生菌对紫花苜蓿生长和品质的影响

以前期研究中分离的5株植物根际促生菌(PGPR)为试验材料,采用盆栽试验的方式,将植物根际促生菌制剂接种到紫花苜蓿幼苗的土壤中,测定不同处理下苜蓿株高、茎粗等生长指标以及粗蛋白、粗脂肪和粗纤维等品质指标的变化,研究其对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长和品质的影响。结果表明:选用的5株植物根际促生菌均能够有效促进紫花苜蓿生长,改善品质,但不同菌株的促生效果不同。促生菌株处理后,紫花苜蓿的株高、茎粗分别增加了11.2%~75.2%和4.1%~22.2%;粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了6.0%~20.1%、3.8%~12.7%,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量分别降低了1.8%~3.8%、1.4%~4.4%。以菌株Gnyt1促生效果最佳,具有进一步开发利用的潜力。     

红三叶根际溶磷菌的筛选与培养基优化

为从岷山红三叶根际土壤中筛选出大量高效溶磷菌株,本研究采用Pikovaskaia’s、PKOC1和PKOC2三种溶磷培养基进行溶磷菌株的初步筛选和优良溶磷菌株16S rRNA基因序列鉴定,并对分离筛选效果较好的PKOC2培养基进行响应面优化。结果表明:采用Pikovaskaia’s、PKOC1和PKOC2三种溶磷培养基,从红三叶根际分离出26株溶磷菌株;经16S rRNA基因序列对7株优良溶磷菌株进行初步比对鉴定,初步鉴定结果为:菌株MHS4为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus);菌株MHS7和MHS19为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis);菌株MHS27为苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis);菌株MHS30为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens);菌株MHS31为盖氏假单胞菌(Pseudomonas gessardii);菌株MHS49为产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca)。PKOC2溶磷培养基优化配方为:葡萄糖18.19 g·L^-1,Ca₃(PO₄)₂ 5 g·L^-1,MgCl₂·6H₂O 3.21 g·L^-1,MgSO₄·7H₂O 0.25 g·L^-1,KCl 0.2 g·L^-1,(NH₄)₂SO₄ 0.08 g·L^-1。红三叶根际溶磷菌资源丰富,优化后的溶磷培养基为高效溶磷菌资源筛选提供资源支持。     

红三叶根际溶磷菌株分泌有机酸与溶磷能力的相关性研究

为初步探究红三叶根际溶磷菌株分泌有机酸与溶磷能力的相关性。利用改良PKOC2液体培养基对筛选自红三叶根际的4株优良溶磷菌进行液体培养,采用钼蓝比色法和高效液相色谱法动态监测溶磷菌培养期间发酵液pH、溶磷量及分泌有机酸的种类和数量。结果表明:菌株MHS7、MHS27、MHS30和MHS49均能分泌乳酸、草酸、苹果酸、富马酸和丁二酸,其中菌株MHS30还能够分泌酒石酸;菌株MHS7溶磷量与pH呈负相关(P>0.05);菌株MHS27溶磷量与pH呈正相关(P>0.05),与分泌乳酸量呈显著正相关(P<0.05);菌株MHS30溶磷量与pH呈显著负相关(P<0.05),与分泌有机酸总量呈极显著正相关(P<0.01),与分泌酒石酸呈显著正相关(P<0.05);菌株MHS49溶磷量与分泌丁二酸呈显著正相关(P<0.05);各菌株分泌有机酸的种类和数量差异较大,溶磷菌的溶磷量与总有机酸量存在一定相关性,但有效磷增量并不完全由总有机酸量来决定,有机酸的种类和数量对溶磷量也有一定的影响。不同菌株溶磷能力与其分泌的有机酸种类和含量之间的关系存在多样性,不同溶磷菌株存在不同的溶磷途径。     

高寒地区禾草混播草地杂草防除研究

研究高寒地区多年生禾草混播草地建植当年的杂草种类、危害程度及所用除草剂的最佳和最大剂量。结果表明,混播草地杂草有10种,均为阔叶型,杂草草情指数高(74.08),危害严重。采用高效低毒、具有较强选择性和内吸传导性的2,4-D丁酯进行防除,其最佳剂量(按有效成分)为1188g/hm²;最大剂量为1622g/hm²。