玉米根际高效溶磷菌的筛选、鉴定及溶磷特性研究

研究作物根际土壤环境中解磷菌株资源并在实验室条件下进行解磷试验,优选高效解磷菌种,为微生物肥料研发、生产提供优良菌种和实践依据。以玉米根际土壤为供试土壤,从土壤样品中进行解磷菌株的筛选,再利用溶磷圈法优选高效解磷菌株,通过液体培养条件下对Ca3(PO4)2、磷尾矿的分解试验及土壤解磷试验进一步对优选菌株的溶磷特性进行研究,并对优选菌株的16SrDNA序列进行分析、鉴定。分离筛选获得19 株解磷菌株,利用溶磷圈筛选法得到一株高效溶磷细菌PS-1,对菌株PS-1 的溶磷性能研究表明：菌株PS-1 对Ca3(PO4)2、磷尾矿粉有较强的溶解能力,35℃培养条件下在以Ca3(PO4)2为唯一磷源的无机磷液体培养基中培养6 天水溶磷含量可达到429.2 mg/L,是对照组的45.95 倍。菌株PS-1 发酵7 天对贵州磷尾矿粉的溶磷量为61.72 mg/L,溶磷率高达21.2%。在土壤中培养50 天,有效磷含量升高19.28 mg/kg。通过对菌株PS-1 的16SrDNA序列分析、比对,PS-1 菌株鉴定为地衣芽孢杆菌。研究结果表明,解磷菌PS-1具有较强的解磷能力及应用前景,可以继续进行促生效果评价及应用研究。     

大豆根际溶磷真菌的筛选、复配及包埋固定化回用效果

为获得具高效溶磷能力的溶磷真菌,本研究从大豆根际土壤中分离筛选出5株具有溶解Ca3(PO4)2、AlPO4、FePO4及磷矿粉能力的高效菌株,分别命名为Z2、Z3、Z8、T4和Y2,分析了其对不同磷源的溶解能力,复配了最优溶磷组合同时评价了最优组合固定化回用的效果。结果表明:菌株Z2为黄色蓝状菌(Talaromyces flavus),Z3为绳状篮状菌(Talaromyces funiculosus),Z8为黑曲霉(Aspergilus niger),T4为嗜松蓝状菌(Talaromyces pinophilus),Y2为糙刺蓝状菌(Talaromyces trachyspermus)。培养11 d内,Z2、Z3、Z8、T4及Y2对Ca3(PO4)2的最大溶磷量分别为610.51 mg/mL、674.39 mg/mL、687.10 mg/mL、667.06 mg/mL和629.08 mg/m L,对Al PO4的最大溶磷量分别为485.76 mg/mL、505.59 mg/mL、559.72 mg/m L、495.97 mg/mL和540.02 mg/mL,对FePO4的最大溶磷量分别为504.60 mg/mL、511.57 mg/m L、553.21 mg/mL、508.23 mg/m L和520.42 mg/mL以及对磷矿粉的最大溶磷量分别为139.78mg/mL、135.31mg/mL、159.03mg/mL、154.61mg/m L和154.43mg/mL。溶磷过程中,溶磷量与pH值呈现极显著的负相关性,并测得5株真菌释放有机酸含量分别为228.6 mL/L、91.5 mL/L、7 254.1 mL/L、314.4 mL/L和284.6 mL/L。对无拮抗反应的菌株进行随机复配组合,发现菌株Z3、Z8和Y2组成的复配组合溶磷能力最强,其对Ca3(PO4)2溶磷量高达779.94 mg/m L。最优复配组合包埋固定回用至土壤后,土壤中有效磷含量得到明显提升,最高效磷含量可增长至113.5 mg/kg,增长率为127.3%。本研究为微生物溶磷菌肥的开发提供菌种资源,也可为今后的进一步应用研究提供科学依据。     

大麦根际高效溶磷菌的筛选、鉴定及促生效果研究

为得到高效溶磷、促生菌株,对大麦根际土壤的溶磷细菌进行筛选,将筛选得到的高效解磷菌PSM进行分子生物学鉴定,并进行溶磷性能及促生效果研究,为解磷微生物肥料的研发提供依据。结果表明,通过16S r DNA序列分析鉴定表明菌株PSM为枯草芽孢杆菌,35℃在以Ca3(PO4)2为唯一磷源的无机磷液体培养基中培养6 d水溶磷含量达到449.1 mg/L。盆栽试验表明PSM解磷菌对小白菜的促生作用明显,显著提高小白菜的叶绿素、生物产量和叶片数,以添加5.0×108cfu/g PSM解磷菌剂的处理增产效果最好,鲜质量、干质量与单施复合肥处理(CK1)相比差异极显著,鲜质量增幅达到16.72%,干质量增幅达到18.68%,与单施草炭载体的处理(CK2)相比,施加菌剂的T4处理鲜质量增幅达到11.77%,干质量增幅达到11.70%,有明显的促生作用。     

樟子松根际土壤解磷细菌的筛选、鉴定及解磷能力

以磷酸钙为难溶态磷,从樟子松根际土壤分离筛选高效解磷细菌,采用透明圈法分离解磷细菌,以解磷效率为指标定量筛选高效菌株,通过生理生化指标测定结合16S rRNA序列系统发育树构建鉴定菌株,并利用单因素方法分析研究不同碳源、氮源及 C/N比值对菌株解磷能力的影响。结果表明:分离筛选得到11株解磷细菌,筛选得到2株高效解磷细菌A43和A54,初步鉴定菌株A43和A54均为Pseudomonas koreensis,A43在碳源为葡萄糖,氮源为硫酸铵,A54在碳源为蔗糖,氮源为硝酸钠,C/N比均为20:1条件下,菌株解磷效果最佳。试验筛选的高效解磷细菌为进一步制备樟子松促生微生物菌肥打下良好基础。     

马尾松根际土壤溶磷菌分离筛选、鉴定及其溶磷效果研究

为了筛选出优良的溶磷菌株,为进一步研制生物复合肥提供基础资料和理论、实践依据,采用NBRIP培养基从马尾松不同林龄根际土壤中分离出具有溶磷能力的菌株431株,不同林龄溶磷菌数量分布有差异,其数量为15年＞20年＞25年＞10年＞2年。用溶磷圈法初筛出11株D/d比值较大的菌株,经钼锑抗比色法测定其溶磷量,最后复筛出1株解有机磷能力较强的菌株yL14。结合形态特征、生理生化特性及16S rDNA序列分析表明,yL14菌株属于黄褐假单胞菌(Pseudomonas fulva),该菌溶磷能力达65.14 mg/L。试验表明,相对于对照试验培养液的pH值,溶磷菌培养液pH值均略有下降,但是pH值与溶磷量之间无线性关系。该试验获得了溶磷能力较强的菌株,可作为下一步研制生物复合肥的优良菌种。     

共培养提高解磷菌解无机磷能力及解无机磷基因(pqqE)的克隆

在土壤磷循环相关的生态学系统中,解磷微生物担任着重要的角色,它能将难溶性磷转化为可溶性磷,从而提高磷肥的利用率。通过磷钼蓝比色法对9株解磷菌的解磷能力进行检测,从中选取3株解磷能力较强的菌株并按不同的接种量比例两两共培养,测定共培养后发酵液中可溶性磷含量并比较解磷能力。结果表明,在共培养过程中,当将苏云金芽胞杆菌HDBP2与蜡状芽胞杆菌HDBP5以2:1比例混合培养时,混合物解磷能力最强,培养液中可溶性磷含量最高可达到90.25μg/mL。为了进一步了解解磷菌解无机磷的能力,同时对苏云金芽胞杆菌HDBP2、蜡状芽胞杆菌HDBP4和HDBP5中可促进细菌溶解利用无机磷的吡咯喹啉醌合成基因(pqqE)进行克隆,进而从分子生物学角度阐明解磷菌解无机磷的机理。苏云金芽胞杆菌HDBP2与蜡状芽胞杆菌HDBP5共培养有助于提高菌株解磷能力。     

耐盐碱番茄内生菌的筛选鉴定及功能研究

研究旨在挖掘耐盐碱内生菌资源,为后期开发内生菌菌肥及生防菌剂提供新的菌种资源。以‘金棚8号’番茄为植物材料,通过模拟5种不同类型盐碱环境,分离筛选内生菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定,采用平板法研究其促生和生防功能。研究共获得耐盐碱内生菌14株,其中5株具有解无机磷能力,2株具有解钾能力,2株具有固氮能力,4株具有产生长素的能力;6株具有产铁载体能力,直径比值(D/d)最高为2.95;10株具有产蛋白酶能力,直径比值(D/d)最高为2.97。拮抗试验结果显示,8株耐盐碱内生菌对苹果树腐烂病病原菌有抑制作用,抑菌率为13.70%～68.56%;芽孢杆菌BFG 3-3、BFG 5-1和浅紫链霉菌BFY 2-2可分别对6～7种常见果蔬病原菌产生拮抗,具有广谱抑菌性。本研究获得了具有促生和生防潜力的功能性耐盐碱内生菌菌株,可为应用植物内生菌改良盐碱地提供理论依据。     

一株巨大芽孢杆菌发酵培养基的优化及解磷效果研究

对巨大芽孢杆菌进行发酵培养基优化及解磷效果研究,旨在为巨大芽孢杆菌的深入研究和生产应用奠定理论基础。以巨大芽孢杆菌为试材,用正交实验优化其发酵培养基条件,用钼锑抗比色法测定其解磷效果。确定最佳培养基及条件为：麸皮1%,豆粕粉0.5%,氯化钠1%,MnSO4 0.05%,pH 7.0,温度30℃,接种量8%,转速200 r/min,发酵有效活菌数达到29×108 cfu/mL;50 L发酵罐26 h基本达到终点,有效活菌数达到48×108 cfu/mL,芽孢率≥95%;其分别在卵磷脂和磷酸钙液体培养基中培养5天后,上清液中有效磷含量为1.67 mg/L和83 mg/L,分别是对照组的26倍和17倍;田间试验处理2周后,土壤有效磷含量为165.3 mg/kg。通过本研究,其有效活菌数比原配方提高7倍,能够有效降解有机磷和无机磷,可以明显提高土壤有效磷含量。     

一株灰潮土解磷菌的解磷特性及其对花生的促生作用

为研究解磷菌能使土壤中被铁、铝等吸附固定的难溶性的非有效态磷转化为易于被植物吸收利用的有效态磷,促进农作物的生长。从南京长江南岸的潮土中分离筛选获得了一株解磷效果好、性状稳定的解磷细菌Y1。观测了菌株Y1形态及生理生化性状,测定其16S rDNA的保守序列。通过菌株生长和发酵条件试验,研究了该菌株在不同培养条件下的解磷能力。通过设置盆栽实验,研究了Y1菌株对花生生长的作用。实验结果初步确定菌株Y1为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens),该菌株在碳源为葡萄糖、氮源为硝酸铵、初始pH 6~8、装液量为50/250 mL时,解磷效果最好。盆栽试验结果表明,接种菌株Y1的花生根长、根表面积、根直径分别比对照增加159.0%、133.0%、18.9%,植株对N、P、K的吸收量分别比对照高73.6%、26.6%、41.0%,差异均达显著水平。本实验从灰潮土中筛选出一株高效解磷菌Y1,不仅能够促进花生的生长、产量,而且能够增加花生植株对N、P、K的吸收。该研究结果为菌株Y1在农业生产中的应用提供了理论依据和实验基础。     

盐碱改良剂与洗盐压碱对盐碱土改良效果对比分析

传统的改良盐碱地的方法有灌水洗盐压碱,施用粪肥、腐植酸肥、有机肥、生物菌肥,拉沙改土及施用化学改良剂等,各种方法均有一定的改良效果。为探索不同改良方法对盐碱地的改良效果,一三三团开展了酸碱平衡护理剂与洗盐压碱改良盐碱土对比试验,结果表明,2种方法均有一定的降盐效果,酸碱平衡护理剂改良盐碱土效果较好。     

杨树根际土壤磷吸附特性的研究

对滨海脱盐土壤上11年生1-69杨根际、非根际土壤磷吸附特性进行了研究。结果表明,I-69杨根系活动能抑制根际土壤对磷的吸附,抑制能力与培养溶液起始磷浓度相关,当培养溶液起始磷浓度为30 mg／L时,抑制能力最大,根际、非根际土壤磷吸附量之差为-15．57 mg／kg;I-69杨根际、非根际土壤磷恒温吸附数据都能很好地用一元 Langmuir方程、Freundich方程和Temkin方程拟合,其中一元Langmuir方程拟合最好;根际土壤磷吸附容量参数Xm,k, k1,k2的值明显低于非根际土壤,相关分析表明,它们与土壤有效磷含量呈显著负相关。     

微晶化磷矿粉对杨树幼苗根际土壤微环境特征的影响

通过盆栽试验,研究了CK(不施磷肥)、SP(过磷酸钙)、普通磷矿粉(MP0)、平均粒径为7.26 μm的微晶化磷矿粉(MP1)和平均粒径为4.04 μm微晶化磷矿粉(MP2)等处理对鲁林1号杨树幼苗根际土壤微生态环境特征的影响。结果表明： MP2处理的有机酸总量与SP处理无显著性差异,但明显高出CK、MP0和 MP1处理43.55%、21.89%和10.15%;MP1、MP2和SP处理的总糖含量差异不显著,但均显著高于CK和MP0处理;而各处理的氨基酸总量均未达差异显著水平。MP2处理的pH值分别较CK、MP0和MP1处理降低0.31、0.17和0.12个单位;SP与MP2处理的EC值差异不显著,但明显高于其他处理;同时,SP和3个磷矿粉处理的CEC值均显著高于CK,而SP与MP0、MP1、MP2处理间差异未达显著水平。此外,MP2处理的速效磷含量分别比CK、MP0和MP1处理显著提高35.19%、14.45%和7.85%,而3个磷矿粉处理对速效钾、交换性Ca和Mg含量并未表现出明显的影响作用。以上分析认为,两个微晶化磷矿粉处理相比对照和普通磷矿粉处理均能明显提高杨树苗根系分泌物中有机酸总量,显著提高根际土壤中速效磷含量,且粒径越小,其提高幅度越大。说明微晶化磷矿粉的粒径变小能提高土壤的供磷能力。     

不同牧草种植模式对退化农田土壤养分的影响

为了筛选出牧草最优种植模式,为退化农田地力提升和土地可持续利用提供理论和技术支撑,以敖汉苜蓿和老芒麦为材料,设置3种不同种植模式：单播敖汉苜蓿(Ms)、单播老芒麦(Es)和混播牧草（敖汉苜蓿+老芒麦,In）,以休闲处理为对照(CK)。结果表明：随种植年限增加,土壤速效磷含量先降后升;有机质、速效钾、全氮、全钾含量上升。与CK比较,第1年,各种植模式均提高了土壤有机质、速效钾、碱解氮和全氮含量;Ms和In提高了土壤全磷、全钾含量。第2年,Ms、Es和In土壤碱解氮含量在10~20 cm土层显著降低20.91%~40.05%,速效磷含量在20~40 cm土层显著降低32.19%~39.65%;土壤有机质、全钾含量总体呈升高趋势,速效磷、速效钾含量呈下降趋势,全磷含量在20~40 cm土层显著降低。     

盐碱地引种沙枣根瘤内生菌及根际土壤AM真菌的多样性

为了揭示黑龙江省盐碱地引种沙枣根瘤内生菌及根际土壤丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizal,AM)真菌的多样性,采用根瘤切片法和湿筛法并结合分子生物学手段对沙枣根瘤内生菌及根际土壤中的AM真菌进行分离、鉴定和多样性分析。研究结果表明:从沙枣根瘤内成功地分离和鉴定出了27个纯菌株,其中放线菌4株、细菌14株、真菌9株,内生细菌的多样性指数最为丰富,与根瘤形成有关的内生放线菌多样性指数最低,但放线菌类群中Frankia sp.(代号H01)菌株优势度指数和均匀度指数最高;从沙枣根际土壤中共分离和鉴定出5属8株AM真菌,Glomus属有3株,Funneliformis属有2株,Septoglomus属有1株,Rhizophagus属有1株,Acaulospora属有1株。Rhizophagus intraradices在样品中的分离频度达到了100%,孢子密度高达48.5个/50 g土,是典型的优势菌株。在沙枣苗木菌根化及根瘤化培育过程中,Frankia sp.(H01)和Rhizophagus intraradices可作为重要的候选菌株。     

长期小麦秸秆还田对壤质潮土磷素含量及磷盈亏的影响

明确长期小麦秸秆还田壤质潮土土壤中磷素演变特征,可为潮土区土壤磷素管理和磷肥高效施用提供理论依据。利用壤质潮土长期定位试验（1992-2015年）,比较单施化肥处理（NP、NPK）和小麦秸秆还田配施化肥处理（NPS、NPKS）土壤有效磷、全磷含量变化,量化土壤磷盈亏和累积磷盈亏,并解析土壤有效磷变化量与累积磷盈亏之间的关系。结果表明,长期施用磷肥和小麦秸秆还田显著提高了土壤有效磷和全磷含量,提升了磷活化系数（PAC）,其年增量分别为0.68~0.78mg/kg、0.0031~0.0047g/kg和0.07%~0.09%,且小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的增加速率有抑制作用,对全磷含量的增加有促进作用,但效应不显著。小麦秸秆还田增加土壤磷盈余。在土壤磷盈余时,土壤每盈余100kg/hm²磷,有效磷增加9.7~10.0mg/kg,小麦秸秆还田对其影响不大;在土壤磷亏缺时,土壤每亏缺100kg/hm²磷,秸秆不还田土壤有效磷含量降低12.6mg/kg,小麦秸秆还田土壤降低1.95mg/kg,小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的维持有缓冲作用。小麦秸秆配施磷肥是提高和维持壤质潮土土壤磷素水平、增强土壤供磷潜力的重要措施。