PGPR菌肥制作及其对燕麦生长和品质影响的研究

利用从牧草根际筛选的优良促生菌株制作PGPR菌肥,并进行田间完全区组随机试验,研究其对燕麦生长和品质的影响。结果表明,本试验研制的PGPR菌肥最好在4个月内使用,液态复合菌肥肥效不如固态复合菌肥。单施PGPR菌肥或PGPR菌肥 半量化肥处理下,燕麦株高、地上植物量、地下植物量、粗蛋白、粗脂肪含量均显著高于CK0,NDF和ADF含量则明显低于CK0。施用固氮(或溶磷)菌肥 半量化肥,各生育期燕麦株高、地上植物量及地下植物量与各全量化肥处理相比无显著差异。单施固氮菌肥或施用固氮(或溶磷)菌肥 半量化肥,能显著提高各生育期燕麦粗蛋白含量。溶磷(或复合)菌肥 半量化肥处理下,燕麦粗脂肪含量显著提高。PGPR菌肥 半量化肥处理,能显著降低燕麦NDF和ADF含量。     

PGPR菌肥制作及其对高寒牧区3种禾本科牧草苗期株高的影响

制作了PGPR菌肥,并利用田间裂区试验研究了其对燕麦,垂穗披碱草和青稞3种禾本科牧草苗期株高的影响。结果表明,3种牧草经PGPR菌肥处理后苗期株高均显著高于对照(P<0.05)。半量化肥各处理下3种牧草的株高均高于全量菌肥处理,但低于全量化肥处理,说明PGPR菌肥可部分替代化肥,对于燕麦和垂穗披碱草,可替代一半的化肥,液态菌肥的促生效果不如固态菌肥。因此,PGPR菌肥可根据实际情况与化肥适量配合施用,且固体PGPR菌肥为首选剂型。     

不同根际促生菌肥复合载体对燕麦产量的影响

以木炭、泥炭、花土、有机肥、菌糠为不同基质载体,利用前期从植物根际分离出的3株溶磷菌和1株联合固氮菌制作PGPR菌肥,并进行田间随机区组试验,研究其对燕麦草产量和籽粒产量的影响。结果表明,除菌肥4以外,其余处理活菌数均符合《微生物肥料》NY227-94质量标准,其中,菌肥1和菌肥2的活菌数最优,适宜作为PGPR菌肥载体;施用不同PGPR菌肥对燕麦的株高、干草产量和籽粒产量具有明显的促进作用,其中,各处理对株高影响不显著,而燕麦草产量的增产效果与作物所处的生育期有关,灌浆期菌肥1的促生效果良好,成熟期菌肥5的促生效果较佳。菌肥1干草产量和籽粒产量较ck分别提高20．4％和10．8％,说明以配方1可作为PGPR菌肥的良好载体。     

微生物专用菌肥与化肥配施对红三叶根系生长的影响

从岷山红三叶植株根际分离纯化得到固氮、溶磷等性能良好的根瘤菌、溶磷菌和生防菌并制成微生物专用菌肥,进行小区试验,研究菌肥与化肥配施对红三叶根系特性的影响。在不同比例化肥与菌肥组合处理下(CK组:100%化肥+不加菌肥;A组:0%化肥+菌肥;B组:25%化肥+菌肥;C组:50%化肥+菌肥;D组:75%化肥+菌肥),连续两年测定了岷山红三叶的根长、结瘤数量、分支数、地下生物量、根冠比等指标。结果表明:75%化肥+微生物复合菌肥对岷山红三叶根系的促进作用最好,50%化肥+微生物复合菌肥促进作用次之,这两个组合均能显著促进根系生长及结瘤,提高结瘤率,从而有效降低了施用化肥的经济成本。微生物菌肥单一使用和25%化肥+微生物复合菌肥对岷山红三叶根系的影响不明显。     

玉米专用菌肥研制及其部分替代化肥施用对玉米生长的影响

通过对前期分离自玉米根际优良促生菌（PGPR）菌株生长速度、固氮酶活性、溶磷量及分泌IAA 能力的测定,筛选获得7株优良 PGPR 菌株,将其制成玉米专用菌肥,于2013年进行田间试验,测定菌肥配施化肥对玉米叶面积与干物质积累的影响。结果表明,研制的玉米专用菌肥符合《微生物肥料》NY227-94标准。菌肥配施化肥减量15%~30%,在开花期前对玉米单株叶面积影响表现为全量化肥（A）〉85%化肥＋菌肥处理（B）〉70%化肥＋菌肥（C）〉100%菌肥（D）〉不施肥（E）;开花期后表现为：B〉A〉C〉D〉E。对干物质积累量影响在开花期前表现为：A〉B〉C〉D〉E,开花期后表现为：B〉A〉C〉D〉E。在玉米整个生育期菌肥配施减量化肥对玉米叶面积和干物质积累的影响变化是一致的。成熟期经济产量表现为：处理 B 显著高于其他处理（P 〈0.05）,比全量化肥显著提高2.7%;干草产量处理 A、B、C 间差异不显著,表现为：B〉A〉C,处理 B 比全量化肥干草产量提高2.1%;经济产量及干草产量处理 C 与 A 相比均有所下降,但差异不显著。     

播期、肥料种类及其配比对燕麦生长及产量的影响

以陇燕3号为试验材料,在甘肃省甘南州夏河县研究不同播种时期、微生物菌肥和化肥的不同配比对燕麦生长及其产量的影响.结果表明:播期、肥料种类不同配比对燕麦的叶绿素含量、株高、干草和种子产量及其构成因素均有显著影响.燕麦在高海拔地区不宜早播,4月中旬播种有利于燕麦生长和产量提高.与全部施用化肥相比,菌肥+75％化肥和菌肥+50％化肥更能促进燕麦生长和干草及种子产量的提高,并降低了化肥用量和生产成本,因此,在高寒地区燕麦生产中可用微生物菌肥替代25％～50％的化肥.     

岷山红三叶根际优良促生菌对其宿主生长和品质的影响

从岷山红三叶根际分离出高效溶磷菌,并对其分泌生长激素、拮抗病原菌特性进行测定,筛选出优良促生菌6株,根瘤菌1株,按照一定比例混合制成复合菌肥,进行盆栽试验,研究复合菌肥对岷山红三叶产量、品质及异黄酮含量的影响。结果表明:利用筛选的优良促生菌和根瘤菌研制的复合微生物菌肥符合《微生物肥料》标准(NY227-94)。75%化肥+PGPR菌肥处理使岷山红三叶干草总产量较CK增加4.76%,同时,该处理可提高红三叶粗蛋白、粗灰分、钙、磷含量,降低中、酸性洗涤纤维含量;50%化肥+PGPR菌肥处理对岷山红三叶的总干草产量、营养品质以及4种异黄酮的含量均没有显著影响。     

若尔盖高寒补播草地燕麦根际促生菌的筛选及促生特性研究

筛选若尔盖高寒补播草地燕麦根际的植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR),可为生产适宜其微生物菌肥提供优良菌种资源。本研究采用选择性培养基筛选具不同功能的PGPR,并测定菌株的固氮酶活性、溶磷量、植物激素分泌量，16S rDNA基因序列与系统发育分析确定菌株的分类地位，促生试验检验菌株的促生效果。结果表明，从燕麦根际初步筛选出12株促生特性优良的PGPR,其中，7株具有多种促生特性，占总细菌数的58.33%,以假单胞菌属(Pseudomonas)为主，最终筛选出4株促生效果最好的PGPR,其中，菌株NCRS21、PCRS14对燕麦生长的促进作用显著(P<0.05),菌株NCHP9、MCRS16对土壤速效磷含量的促进作用显著(P<0.05)。因此，菌株NCHP9,MCRS16,PCRS14,NCRS21的促生能力稳定，在生产适宜若尔盖高寒补播草地的微生物菌肥方面具有应用潜力。     

根际促生菌微胶囊剂研发及对苜蓿、燕麦促生效果评价

为研制促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR）微胶囊剂,探究其对苜蓿、燕麦的促生效果,本研究以海藻酸钠（Sodium alginate,SA）为包埋剂,CaCl₂为交联剂,对单一菌株和复合菌株进行包埋,以微胶囊操作性和成球性为评价指标,并进行包埋率、活菌数及增殖倍数测定,确定最佳配比。以液体剂型为参比,测定微胶囊菌剂的耐盐和耐碱性,并对微胶囊菌剂进行盆栽试验,测定PGPR微胶囊剂对苜蓿和燕麦株高、总根长、根表面积、根平均直径和根体积的影响。结果表明：处理SA 3%-CaCl₂ 4%制作的微胶囊菌剂机械强度较好,包埋率达到91.70%,增殖后的微胶囊活菌数达到1.08×10¹⁰ cfu·g^-1,增殖9.19倍。不同盐碱浓度下微胶囊菌剂菌液浓度均高于液体菌剂,显著提高了菌株对盐碱胁迫的耐受能力。PGPR微胶囊剂对苜蓿和燕麦的促生效果显著,施用微胶囊菌剂使苜蓿株高增加31.79%,总根长、根表面积和根体积增加35.25%,40.02%和30.43%;使燕麦株高增加11.60%,总根长、根平均直径和根体积增加41.56%,25.01%和105.83%。确定PGPR微胶囊剂最佳配方为SA 3%-CaCl₂ 4%,施用PGPR微胶囊剂可明显提高苜蓿和燕麦的株高,以及不同根直径下的总根长,并改善根系形态,对苜蓿和燕麦根系生长的促生效果好于液体菌剂和固体菌剂。     

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。     

植物根际促生菌菌肥在高寒草甸替代化肥效应研究

为探究青藏高原高寒草甸退化问题,从施肥可以改良草地退化的角度出发,本研究以青海省高寒草甸为研究对象,通过设置不同施肥处理,即对照不施肥（CK）、施加氮肥250 kg·hm^-2（N）、磷肥400 kg·hm^-2（P）、氮磷肥300 kg·hm^-2（NP）、有机肥2 000 kg·hm^-2（O）、植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）菌肥7.5 kg·hm^-2（J1）,15 kg·hm^-2（J2）,22.5 kg·hm^-2（J3）、PGPR菌肥+70%氮肥（J1+N）、PGPR菌肥+70%磷肥（J1+P）,对不同施肥处理高寒草甸的改良效果、PGPR菌肥的适用性以及菌肥替代化肥的效果进行分析。结果表明：NP显著提高地上生物量（P<0.05）,J1+N处理不仅增加了地上生物量,还可缓解施用N肥造成的物种丰富度下降,同时增加土壤水分和全氮含量（P<0.05）,又不会引起盐渍化。综上所述,J1+N处理能够部分替代化肥,减少无机化肥对生态环境的危害,推荐在高寒草甸施用。     

氮素水平对不同氮效率基因型苎麻根系性状的影响

根系是苎麻(Boehmeria nivea)吸收氮素的主要器官,开展苎麻根系对不同氮素水平的响应研究对其品种改良和农艺调控具有重要意义。针对以往研究的不足,本研究设置了0、6、9、12和15 mmol·L~(-1)氮素水平处理进行盆栽试验,分析了不同氮效率苎麻根系性状对氮素水平的响应特征,及其与氮素利用效率的关系。结果表明,增施氮素可显著提高苎麻根系总吸收面积、活跃吸收面积及比表面积(P0.05),但对根长影响不显著(P0.05)。增施氮肥可显著促进苎麻根系体积与活力的增长,其中氮高效基因型苎麻H2000-03根系体积在12mmol·L~(-1)处理时达到最大,为未施处理的3.06倍,氮低效基因型苎麻册亨家麻根系体积在9mmol·L~(-1)时达到最大,为未施处理的2.38倍;而过量施氮则会导致指标下降,其中旺长期册亨家麻根系活力下降达67.5%。各性状的综合表现导致苎麻氮素回收率在9mmol·L~(-1)时达到最大值。氮高效苎麻H2000-03较氮低效苎麻册亨家麻具有显著较高的根长、根系体积、总吸收面积、活跃吸收面积,且能够随生长发育维持较高水平。但二者根系比表面积和根系活力没有显著差异,是其根系性状改良的重点。影响苎麻氮素回收率、地上部氮素累积量的关键时期为生长中后期,且关键因素为根量及根系表面特性。     

沙打旺根部入侵真菌的研究

以甘肃省环县微温微干温带典型草原区种植的不同年限的沙打旺植株为研究材料,在2003年整个生长季内,于返青期、分枝期、盛花期和枯黄期分别对1龄,3龄和5龄沙打旺植株进行4次取样,并对样本根部入侵真菌进行了系统研究。研究结果表明:3个年龄沙打旺植株在分枝期和盛花期的根部带菌率均显著高于返青期,且随着沙打旺种植年限的增加其根部带菌率也不断增加;试验自沙打旺根部共分离到31种真菌,1龄23种,3龄23种,5龄22种;燕麦镰孢,腐皮镰孢和青霉3种真菌在3个年龄沙打旺各生育期植株根部均有分离。     

紫花苜蓿/玉米间作对紫花苜蓿结瘤固氮特性的影响

试验采用根系分隔法将根系按不同方式进行分隔,并在不同氮素水平和生育时期下采用营养液沙培法对紫花苜蓿结瘤固氮、紫花苜蓿和玉米地上生物量以及氮积累量进行测定,以研究紫花苜蓿/玉米间作下根系互作对结瘤固氮特性的影响。结果表明紫花苜蓿结瘤固氮各指标、玉米及单位面积地上干物质重和氮积累量在各生育期和氮素水平下均表现为不分隔>尼龙网分隔>塑料分隔。其中,总根瘤数、单株根瘤重及单株固氮潜力在各生育期以及有效根瘤数、有效/总根瘤数及固氮酶活性在现蕾期和盛花期均表现为不分隔显著高于尼龙网分隔显著高于塑料分隔和紫花苜蓿单作(P<0.05)。总根瘤数在各生育期均表现为N₂₁>N₂₁₀,且在不同根系互作间的差距于盛花期最大;其他结瘤固氮指标在分枝期时表现为N₂₁210,现蕾期和盛花期为N₂₁>N₂₁₀,并且N₂₁₀下单株根瘤重及单株固氮潜力在不同根系互作间的差距于盛花期最大,而N₂₁时各指标均在盛花期前最大。同时,结瘤固氮及氮代谢产物相关指标均呈极显著正相关关系,其中单株根瘤重与单株固氮潜力相关系数最大(0.993)。由此可见,紫花苜蓿与玉米的根系互作越紧密越有利于紫花苜蓿结瘤固氮;紫花苜蓿根瘤的形成随氮素浓度的降低而增大,而根瘤生长发育在分枝期时适当的氮素对其有促进作用;促进根瘤形成的氮素阈值也较根瘤生长发育的低;根系互作是结瘤固氮的主要影响因素。     

不同促生菌株组合对紫花苜蓿产量和品质的影响

利用前期从苜蓿和小麦根际分离的3株溶磷菌(Bacillus sp.,Pseudomonas sp.和Azotobacter sp.)和1株根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)的不同组合研制苜蓿根际专用菌肥,并进行田间随机区组试验,测定其对苜蓿产量和品质的影响。结果表明,单一菌株制作的菌肥处理替代半量磷肥处理后,苜蓿的干草产量和品质较CK(全量磷肥)有所下降,但差异不显著;菌株组合制作的菌肥处理替代半量磷肥处理后,苜蓿的干草产量、粗蛋白(CP)、Ca、P和粗脂肪(EE)含量分别较CK提高10.6%,16.4%,14.1%,11.9%和4.2%,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量分别下降10.9%和7.7%。单一菌株的效果不及菌株组合,经分析比较后推荐S7和Jm170+Jm92+Lx191+S7与半量磷肥配施可代替全量磷肥。     

利用根管法对油菜和冬小麦苗期根系形态的研究

快速、准确的根系原位观测方法是根系研究中的重要技术,本研究介绍了一种根管盆栽方法,该方法在透明PVC管内种植作物,通过遮光膜保持管内黑暗环境,以实现在作物生长过程中对其根系生长的原位动态观测,且根系生长环境更接近田间实际情况,并可通过改变根管长度、半径等将其应用于田间深根作物的研究中。利用此方法、结合根系扫描技术分析了油菜和冬小麦从发芽到出苗后16 d时的根系生长情况。结果表明,出苗后7和16 d冬小麦根系和地上部干物重均大于油菜,出苗后16 d冬小麦和油菜根冠比分别为0.513和0.372。大部分根系分布在0~16 cm表层土壤中,出苗后16 d冬小麦和油菜表层土壤中的根长在总根长中的比例分别为62.60%和67.76%,根系总表面积、总体积和一级侧根数均为表层土壤中占比最多,在出苗后7 d,总根长、总表面积、总体积和一级侧根数均为冬小麦显著高于油菜,而在出苗后16 d,两种作物的总根长和总表面积差别不大,说明油菜根系生长呈先缓后快趋势。表层土壤中根系平均直径小于底层土壤,油菜根系平均直径小于冬小麦,油菜和冬小麦的根系直径均大部分在0~0.50 mm之间,随着根系生长,较细的侧根逐渐增多,根系平均直径变小。出苗后16 d内的冬小麦根系伸长速率为1.83 cm/d,大于油菜的1.51 cm/d。因此,冬小麦苗期根系生长快于油菜,油菜根系呈先缓后快的生长特性。本研究介绍的根管法是一种原位研究根系的有效方法。