喀斯特环境中硅酸盐细菌在农业中的应用研究

硅酸盐细菌在农业生产中具有广泛的应用前景.主要探讨硅酸盐细菌的解钾作用,以及使难溶性矿物态钾转化为速效性钾的作用机理;同时在研究硅酸盐细菌解钾作用机理问题的基础上,重点探讨了喀斯特环境中利用硅酸盐细菌活化土壤中的矿物钾元素的问题,特别是硅酸盐细菌在喀斯特环境中农业上的利用.     

硅酸盐细菌对两种不溶性含钾岩石的释钾研究

以Z1、Z9、S5等3株硅酸盐细菌菌株为研究对象,对含钾岩石和海绿石两种不溶性含钾矿物进行发酵解矿,对其解矿释钾能力及发酵过程"菌-液-矿"各组分解钾动态过程进行研究。结果表明,3株硅酸盐细菌均有一定程度的解矿能力,解含钾岩石最优的为Z9菌株,解海绿石最优的为S5菌株,3株菌对2种供试矿的种类没有明显特异性。海绿石解钾率普遍高于含钾岩石解钾率,发酵过程速效钾浓度的差异主要由发酵液液相组分所含的速效钾决定。     

硅酸盐细菌对矿粉和土壤的解钾作用研究

以含钾矿粉和土壤为材料,用硅酸盐细菌进行解钾试验。结果表明,硅酸盐细菌对不同类型矿粉的解钾能力不同：炭渣＞石骨子＞绿豆岩＞正长石。解钾量与矿粉粒径密切相关,随矿粉粉径的减小而增加：ｙ＝９．６７５ｘ－０．７２１,ｒ＝－０．９９２＊＊。硅酸盐细菌接到土壤后长期培养,可增加土壤中的速效钾,但其增加量不稳定。土壤的营养条件对硅酸盐细菌的解钾效果有一定影响。     

钾细菌对钾长石胶体吸附特性的影响研究

土壤硅酸盐细菌能够分解含钾硅酸盐矿物,可有效缓解我国农田土壤有效钾不足的问题.对硅酸盐细菌与含钾矿物表面的交互作用的研究有助于了解土壤硅酸盐细菌解钾的作用机制与效率.选取硅酸盐矿物钾长石和硅酸盐细菌,通过DLVO理论和扩展DLVO理论分别计算出钾长石胶体体系、钾长石-钾细菌混合体系颗粒间的相互作用力,探讨钾细菌对钾长石胶体吸附特性的影响.研究结果表明:钾长石-钾细菌混合体系对亚甲基蓝的吸附量明显大于钾长石对亚甲基蓝的最大吸附量.细菌比表面积大,加入钾长石胶体中,形成的钾长石-钾细菌复合物的比表面积增大,导致钾长石-钾细菌混合体系吸附反离子的能力增大,屏蔽电场的强度增强,静电斥力减弱,吸引力增加,从而提高了吸附强度.     

硅酸盐细菌培养及解钾解硅能力的研究

通过对2株硅酸盐细菌的培养特性的研究表明:2株硅酸盐细菌的最佳培养时间为24h,pH随培养时间呈逐渐下降的趋势,36h达到5.9。最佳培养温度为30℃。pH为7.0,高容氧量有利于2株细菌的生长。结果显示L1菌株的解钾能力是16%,提高有效硅含量8.86%,L2菌株的解钾能力是9%,提高有效硅含量9.30%,L1+L2解钾能力为18%,提高有效硅含量10.68%。2株硅酸盐细菌的溶钾能力较弱而解硅能力较强。     

硅酸盐细菌菌株的分离及其解钾解硅活性初探

[目的]研究硅酸盐细菌在不同供氧条件下解硅、解钾的能力。[方法]参照硅酸盐细菌菌株形态特征,从河北地区玉米田土样中分离得到1株h-3菌株。通过对其进行菌落形态、生理生化特征鉴定和16S rDNA全序列分析,鉴定其种属。并对h-3菌株进行解钾及解硅能力的测定。[结果]结果表明,h-3菌株为硅酸盐细菌,属于胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）;通过将其解钾及解硅能力与市售生物钾肥k-7菌株比较发现,h-3菌株活性较高,具有作为生物钾肥和硅肥进一步研究的潜力。[结论]该研究结果为生物肥料用于旱田作物提供一定的理论依据。     

硅酸盐解钾菌对含钾矿物的选择性风化机理

从棉花根际土壤中筛选、分离、纯化了硅酸盐解钾菌,进行了硅酸盐解钾菌与7种含钾矿物在厌氧密闭系统中的生物风化解钾试验,探讨了硅酸盐解钾菌对不同含钾矿物生物风化作用的规律。试验结果表明,生物风化反应释放出K+最多的前3个组合是白云母和QY17、黑云母和QY19、白云母和QY19,反应释放出K+的量分别为1 235.76、1 010.71、916.61μg/g。生物风化反应固定K+最多的4个组合是黑云母和QY4、蒙脱石和QY3、黑云母和QY10、高岭石和QY17,反应中含K矿石固定K+的量分别为78.35、39.92、32.71、22.56μg/g。形成差异的原因可能是硅酸盐解钾菌(包括其次生代谢物)与含钾矿物的晶体结构之间的双向选择过程。硅酸盐解钾菌浓度越大,硅酸盐解钾菌类群对矿物生物风化作用有选择性倾向越明显。造成硅酸盐解钾菌的解钾数量、速率的差异的原因是界面交换过程的不同,机理是硅酸盐解钾菌(次生代谢物)与含钾矿物之间空间构效关系(CQSAR)。风化作用是硅酸盐细菌剥蚀作用、机械破碎、次生有机酸解钾过程交替循环所产生的。腐殖酸的加入促进了硅酸盐解钾菌解钾的过程,延长了解钾时间,同时向硅酸盐解钾菌提供C、N养分。     

重庆烟区硅酸盐细菌的分离鉴定及生理生化特性

采用土壤稀释平板法从重庆市彭水县的植烟土壤样品中分离出8株具有解钾能力的细菌,通过测定其对含钾矿石中有效钾的释放能力,筛选出两株具有较强的解钾能力的硅酸盐细菌,运用分子生物学方法对这两株硅酸盐细菌的16~23S rDNA序列进行扩增并鉴定。结果表明,一株细菌属于胶质类芽孢杆菌(Paenibacillus mucilaginosus),另一株细菌属于短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis),并且研究了这两株细菌的生理生化特性。     

离子束注入硅酸盐细菌诱变选育研究

硅酸盐细菌能分解铝硅酸盐类矿物中的钾、磷、硅等元素,直接供植物生长利用。采用低能N离子束注入技术对硅酸盐细菌进行诱变,然后经有氮培养基初筛、缺钾培养基复筛,获得解钾能力强的硅酸盐细菌S-05突变株,扫描电镜观察菌株的形态。进行盆栽试验,研究S-05菌株对水稻根际土壤速效钾含量的影响。结果发现,发酵液50倍稀释处理组速效钾含量最高,比原菌株处理组(CK1)和空白对照组(CK2)分别提高55.79%和260.84%。     

不同磷钾水平对硅酸盐细菌解钾溶磷能力的影响

中国土壤中钾矿含量丰富,但多以缓效态存在,不能被作物直接吸收利用。尤其在广大东北地区,土壤全钾水平较高,而速效态含量较低。因此,有效提高土壤中可给态钾的转化,对于减少施肥量,改善土壤微域环境具有重要的理论和实际意义。本研究通过土壤培养和液体培养,研究了不同磷、钾水平对硅酸盐细菌解钾溶磷能力的影响。结果表明,向土壤中添加0.2%钾矿粉接种钾细菌后,生物释钾率最大为38.7%。液体培养中磷矿粉含量0.1%时,生物释磷率最大为32.0%。随添加钾、磷矿粉含量的增加,硅酸盐细菌解钾溶磷有降低趋势。说明施入过量的钾矿粉,容易造成钾胁迫,抑制钾细菌的繁殖和矿化。