PGPR复合菌剂的制备及对辣椒的田间促生研究

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辣椒是贵州的主要农作物,种植面积居全国之首;大量施用化肥虽可提高产量,但也导致了农业污染,利用微生物肥料部分替代化肥可以减少环境污染。植物根际促生菌是从植物根际分离、可以促进植物生长及提高植物抗性的一类细菌。基于根际促生菌的微生物肥料可通过固氮、溶磷、解钾、分泌植物激素等方式促进植物生长。本文以Pseudomonas putida HGD3、Bacillus velezensis HP9、Burkholderia cepacian P10、Bacillus flexus HGD12等4株茶树根际促生菌为研究菌株,通过构建复合菌剂的发酵体系,对辣椒进行田间接种实验,探讨PGPR复合菌剂对辣椒的促生效应及促生机制,主要研究结果如下:利用不同组合的复合菌进行辣椒幼苗的盆栽实验,发现4株菌制备的复合菌剂促生效果显著,确定了辣椒复合菌剂的组成。通过4株菌的生长曲线确定了复合菌发酵的接种顺序为:接种P10菌株5 h后接入HP9、再间隔2 h后同时接种HGD3和HGD12;利用单因素及正交实验优化了培养基配方,即:蔗糖18.65 g,酵母浸出物12.53 g,Na2HPO44.0 g,Na H2PO42.0 g,Mg SO40.5 g,Ca Cl20.2 g,蒸馏水1000 m L;利用单因素实验结合响应曲面法获得最佳的发酵条件为:温度29.7°C,培养基p H值7.045,接种比为3.19%,装液量为50 m L/250m L。对2种复合菌剂进行盆栽实验促生评价,结果发现,利用复合发酵制备的菌剂显著地促进了辣椒株高、根重、鲜重及叶绿素含量的增加,较单菌混合菌剂组分别提高了8.01%、50.22%、43.66%和6.94%。利用复合菌剂进行辣椒的田间促生研究,分别设置了100%化肥+PGPR复合菌剂组、80%化肥+PGPR复合菌剂组等2个处理及100%化肥对照组,综合评价了PGPR复合菌剂配施对2个品种辣椒生长发育、结实及根际土壤微生物的影响。结果发现,相较于100%化肥对照组,艳椒425及遵辣9号等2个品种菌剂处理组的株高及茎粗在坐果期及盛果期均有不同程度增长;艳椒425的单株挂果数较对照分别提高了32.17%和52.55%、单株产量提高34.14%和38.76%;遵辣9号的单株挂果数分别提高14.82%和7.24%,单株产量提高了28.74%和22.10%,且遵辣9号的单果重明显增加。显然,PGPR复合菌剂的配施均显著促进了辣椒的生长和产量提高,减量20%化肥时对艳椒425的增产效果更明显。根际土壤微生物数量的动态监测结果表明,PGPR复合菌剂处理后,微生物总量和细菌数量显著提高、真菌数量显著降低,盛果期放线菌数量显著提高;溶磷、解钾及固氮菌等功能菌群的数量总体上升,增幅不一致。土壤细菌多样性分析表明,PGPR复合菌剂的配施改善了遵辣9号根际土壤细菌的物种多样性和群落结构,提高了根际土壤芽孢杆菌目、伯克霍尔德氏菌目、鞘氨醇杆菌目等的相对丰度。Pearson指数表明,辣椒产量和单果重与根际土壤细菌多样性和丰度正相关。此外,进行了复合菌系颗粒剂型的初步研究,以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为主要材料进行包埋试验,考察了包埋剂不同浓度及配比对颗粒菌剂基本指标的影响,确定了包埋材料的组成为2%PVA-3%SA-4%Si O2-0.3%Ca CO3,该配比所制得颗粒菌剂成球性、机械强度较好,包埋率最高,且活菌持续释放能力稳定;以泥炭为主要材料制备了固体剂型,配方为泥炭250 g-1%SA溶液73 m L,此条件下固体菌剂的储存稳定性较好,为下一步复合菌剂微生物肥料的研制奠定了基础。
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