植物根际促生菌(PGPR)对非宿主植物猫尾草和小黑麦生长的促生作用

为了探究根际促生菌(PGPR)对非宿主植物[猫尾草(Uraria crinita)、小黑麦(×Triticale Wittmack)]生长的影响,本研究采用甘肃农业大学草业学院微生物实验室提供的10株具有固氮、溶磷、分泌激素和生防特性的PGPR菌株为供试菌株,筛选最佳菌种组合,并按一定比例混合制作微生物复合菌肥,在盆栽条件下,研究菌肥对非宿主植物小黑麦、猫尾草生长的影响。结果表明:1)通过试验筛选出的最佳菌种组合为NCRP2+PPRS3+G+ZKRP2;2)宿主植物菌肥(NF_1)处理对小黑麦地上生物量鲜重影响显著(P0.05),施用非宿主植物菌肥(NF_2)后与施用NF_1相比,猫尾草茎粗增加33.74%,且差异显著(P0.05);3)NF_2处理影响小黑麦根平均直径、根体积,与对照相比分别增加22.54%和125%,差异显著(P0.05),NF2处理对根直径0.5~1.0和1.0~1.5 mm小黑麦根长影响显著(P0.05)。PGPR菌肥对非宿主植物猫尾草和小黑麦生长具有明显的促生效果。     

微生物肥料对青梗花椰菜生长和土壤微生物特性的影响

以微生物肥料不同施用方式[A(不施肥,CK);B(施微生物肥料);C(70%化肥+微生物肥料);D(100%化肥)]进行田间试验,研究其对青梗花椰菜(Brassica oleracea)生物指标和土壤微生物学指标的影响,为寻找合理的施肥方案提供理论依据。结果表明,与CK相比,处理B、C、D可不同程度地提高青梗花椰菜株高、茎粗、叶片数等生物指标和土壤微生物学指标。不同处理下土壤微生物数量、微生物生物量均随土层的加深而降低。不同施肥处理下微生物数量表现为细菌放线菌真菌。其中,处理C效果最佳,与处理D相比,青梗花椰菜株高、茎粗、叶片数、地上鲜重、地上干重、地下鲜重、地下干重、细菌数量、放线菌数量、微生物总数、土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮和土壤微生物生物量磷分别增加了6.82%、11.53%、11.76%、9.68%、33.33%、62.5%、33.33%、34.04%~37.61%、8.42%~15.87%、32.53%~33.86%、13.56%~18.6%、3.99%、12.81%~17.99%,真菌数量减少了26.23%~32.89%。不同施肥处理下土壤微生物生物量与微生物数量存在一定程度的正相关关系。因此,70%化肥+微生物肥料对青梗花椰菜生长具有良好的促进效果。     

饲用玉米根际促生菌资源筛选及其特性研究

为获得玉米根际促生菌(PGPR)菌株并明确其功能特性;以玉米根系及根际土壤为材料,利用选择性培养基分离筛选溶磷菌与固氮菌,测定所选菌株溶磷能力和固氮酶活性,并测定其产IAA的能力,从中筛选综合性能优良的菌株,在此基础上,运用生理生化鉴定和16SrDNA分子生物学鉴定相结合的方法鉴定优良菌株的种属。结果表明:玉米根际有大量PGPR菌,分布特征表现出根表(RP)根表土(RS)远根土(NRS)根内(HP)的数量分布规律,呈根际效应。最终获得262株PGPR菌,其中固氮菌48株,溶解无机磷细菌108株,溶解有机磷细菌106株,有分泌IAA能力的菌株15株。筛选出综合性能优良、有进一步开发应用潜力的菌株7株。经鉴定其中3株为Pseudomonas fluorescens;2株为Bacillus subtilis;Klebsiella oxytoca和Bacillus megaterium各1株。     

干旱区微生物肥料替代部分化肥对玉米生长及土壤微生物的影响

通过在甘肃河西绿洲灌区大田试验,利用微生物肥料替代部分化肥,研究其对玉米生长及土壤微生物的影响。结果表明:和对照相比(不施肥),85%化肥+菌肥显著提高玉米在收获期的农艺性状和产量构成,使株高、地上生物量、百粒重、穗重分别达到358.32cm、1019.63g、39.68g、369.50g;使玉米的经济产量提高21.6%;使土壤微生物生物量碳、氮含量分别提高了40%、18.5%;同时该处理显著提高了土壤中细菌和放线菌数量,分别达到2.6×10~6cfu/g和1.4×10~6cfu/g。微生物肥料替代15%化肥对玉米的生长及土壤影响与当地最佳施肥水平无显著差异,即利用微生物肥料替代15%部分化肥是可行的,同时可以改善土壤微生物环境。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物量的影响研究

采用氯仿熏蒸浸提法对玛曲高寒草甸4种管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)和磷(SMBP)连续4年(2011-2014年)变化动态进行研究,结果表明,1)同一年份,不同管理措施,相同空间层次,土壤微生物量表现为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏(0~20 cm)和围栏+施肥>围栏+补播>围栏>不围栏(20~40 cm);同一年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),土壤微生物量表现为0~20 cm>20~40 cm, 一般前者为后者的1.22~3.39倍。2)不同年份,相同管理措施,相同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),除不围栏(0~20 cm)SMBC外,土壤微生物量年际变化表现为2011至2012年上升至最大值,之后下降;不同年份,相同管理措施,不同空间层次(0~20 cm,20~40 cm),0~20 cm土壤微生物量年际变化幅度大于20~40 cm。土壤微生物量与气温呈负相关关系,土壤微生物量与降水量呈显著正相关关系。运用综合指数法计算出不同管理措施下土壤质量综合指数,其值排序为:围栏+补播>围栏+施肥>围栏>不围栏。围栏+补播对土壤的改善效果明显优于其他3种措施,是玛曲高寒草甸生态恢复的重要途径。     

东祁连山高寒草地几种禾本科牧草根际促生菌研究

本研究以东祁连山高寒草地常见的7种禾本科牧草为材料,通过分离培养的方法研究了其根际细菌的数量和分布,重点研究了其有固氮作用的细菌数量和分布。结果发现,7种植物根际均存在大量的细菌,总数在2.50×10⁶~17.07×10⁶ cfu/g,不同植物根际细菌的数量和分布不同,以高原早熟禾根际细菌数量最多,冰草和赖草根际细菌最少,其余禾草居中;根际固氮菌的数量和分布也因牧草种类不同而不同。7种供试植物根际分离到固氮菌201株。且细菌和PGPR菌株的数量均呈现“根系表面(RP)>根际土壤(RS)>根内(HP)”的分布趋势,表现出强烈的根际效应。     

无脉苔草根际优良促生菌鉴定及其作用研究

采用钼蓝比色法(molybdenum blue colorimetry, MBC)、乙炔还原法(acetylene reduction assay, ARA)及高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)测定了分离自无脉苔草根际的6株根际促生菌溶磷、固氮及分泌激素的特性,并利用16S rDNA序列分析技术对筛选出的2株优良促生菌进行鉴定。结果表明,6株促生菌的溶磷量在298.17~554.67 mg/L之间,其中菌株TPRS3的溶磷能力最强(554.67 mg/L);6株促生菌中有4株具有固氮能力,固氮酶活性在170.19~456.87 nmol C₂H₄/(mL·h)之间,菌株TPRS19的固氮能力最强,固氮酶活性为456.87 nmol C₂H₄/(mL·h),菌株TRPS3和TPRS12无固氮能力;6株促生菌均具有分泌植物激素的能力,其中3-吲哚乙酸(IAA)分泌量在8.20~86.36 mg/L范围内,赤霉素(GA₃)在26.36~135.90 mg/L范围内,反-玉米素(t-Z)在9.55~141.68 mg/L范围内,菌株TPRS19分泌IAA的能力最强,为86.36 mg/L,菌株TPRS5分泌GA₃的能力最强,为135.90 mg/L,菌株TPRS2分泌t-Z的能力最强,为141.68 mg/L,菌株TPRS3、TPRS5、TPRS12和TPRS19兼具分泌3种激素能力。经鉴定,菌株TPRS5为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),菌株TPRS19为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae),这2株菌有望作为研制微生物肥料的优良菌株。     

高寒草地不同退化程度下土壤微生物及土壤酶活性变化特征

为探讨不同退化程度对高寒草地土壤微生物及土壤酶活性的影响,以青藏高原东北缘祁连山3种不同退化程度(轻度退化、中度退化、重度退化)高寒草地为研究对象,测定和分析土壤3大类微生物(细菌、真菌、放线菌)和氮素生理群(氨化细菌、好气性固氮菌、嫌气固氮菌、硝化细菌、反硝化细菌)数量、微生物量(碳、氮)及土壤酶活性(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶)变化特征。结果表明:(1)相同土层不同退化程度,土壤3大类微生物数量、氮素生理群、微生物量以及土壤酶活性随退化程度的加重总体呈减小的趋势,重度退化程度下各指标含量最小,中等退化程度可增加10—20cm土壤放线菌、氨化细菌及反硝化细菌数量和20—30cm土壤细菌、真菌、放线菌、好气性固氮菌、反硝化细菌数量;(2)不同土层相同退化程度,土壤3大类微生物数量、氮素生理群、微生物量以及土壤酶活性随土层深度的加深均逐渐减小。研究结果对评价草地退化程度提供了新思路,同时为高寒草地的恢复和重建提供了重要的理论依据。     

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。     

不同管理措施对高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量影响研究

从微观视野认识土壤氮素形成机理,为高寒草甸微生物生长和恢复提供科学依据。本研究采用平板表面涂抹法和稀释法对玛曲高寒草甸4种不同管理措施(不围栏、围栏、围栏+施肥、围栏+补播)土壤微生物氮素生理群数量进行了测定分析,结果表明,1)同一管理措施下,不同空间层次土壤微生物氮素生理群数量变化较大,具有明显的垂直分布规律,0~10 cm和10~20 cm土层的数量均显著高于20~30 cm土层(P<0.05),一般前者是后者的1.23~4.03倍和1.11~2.25倍;且不同土壤微生物氮素生理群之间数量差异显著,氨化细菌>反硝化细菌>硝化细菌>好气性固氮菌>嫌气性固氮菌。2)同一空间层次,不同管理措施土壤微生物氮素生理群间数量差异较大。土壤微生物氮素生理群数量以围栏+施肥和围栏+补播草地最高,围栏草地次之,不围栏草地最少。3)不同管理措施,土壤铵态氮和硝态氮含量随着土层深度增加逐渐减少,但围栏+施肥和围栏+补播处理均显著高于其他处理(P<0.05)。可见,围栏+施肥和围栏+补播措施对玛曲高寒草甸土壤微生物氮素生理群数量和不同形态氮素含量有提高效果。