论文部分内容阅读
磷是作物生长发育所必需的主要营养元素之一。所施磷肥当季利用率一般只有5%～10%,再加上后续的其利用率也不会超过25%,其它大部分转换成无效态在土壤中积累,使土壤中形成了大量的磷库。作物根际土壤中的解磷微生物由于能将土壤中无效态转换成能被作物直接吸收的速效磷得到了大量的应用。本研究从玉米根际土壤中筛选得到一株高效解磷菌,考察了其解磷特征、优化发酵工艺并和实验室保存的两株高效解磷菌(恶臭假单胞菌L13和巨大芽胞杆菌Z6)进行了小规模的玉米大棚和烟草大田示范应用效果评价,为解磷菌的进一步的开发和应用奠定了基础。本研究以难溶性磷为培养基唯一磷源,从玉米根际土壤中通过初筛、复筛步骤获得一株高效解有机(植酸钙)和无机(磷酸钙)难溶性磷的解磷菌L5,经16SrDNA鉴定为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),其对磷酸钙解磷量达到554.06 mg/L,对植酸钙解磷量可达566.33 mg/L。进一步考察了解淀粉芽胞杆菌L5在改良PKO液体培养基中解磷特征以及分泌促生长物质的能力,结果发现解磷量的变化与菌体的变化具有良好的相关性(p<0.05);植酸酶主要在生长前期产生;发酵液中能检测到40多种有机酸,主要是月桂酸、丙酸、丁酸和乙酸;发现L5同时具有分泌吲哚乙酸(IAA)和嗜铁素能力。推测解淀粉芽胞杆菌L5对难溶性磷的溶解在生长前中期以植酸酶和有机酸的分泌为主,在后期中伴随着菌体自溶也会向胞外释放部分可溶性磷。为了提高解磷菌L5的芽胞产量,对其发酵培养基和培养条件进行了优化,优化后的培养基和发酵条件:糖蜜15g/L,酵母粉10g/L,豆粕10g/L,NaCl3g/L,K2HPO4 1g/L,CaCO3 2g/L,发酵温度为为37℃,种龄龄001,初始pH7.0,接种量2%,装液量20mL/250mL。优化后的L5芽胞产量达到了 141.33×108CFU/mL,较初始培养基中芽胞产量提高了 9.2倍,芽胞形成率达到90%以上。固体菌肥吸附载体选择实验中,经过90 d的考察,L5、Z6都是以草炭作为吸附载体的存活效果最好。考察了解磷菌L13、L5、Z6与复合肥在大棚玉米种植中搭配施用效果:解磷菌的定殖呈一直下降趋势,成熟期解磷菌维持在(6.21～44.28)X1O4CFU/g;解磷菌可以显著提高成熟时期的玉米植株茎围,最高提升17.25%;玉米粉中淀粉、可溶性蛋白、总糖、还原糖相对于CK(空白对照)最高可提升21.04%、15.24%、11.82%和27.27%;在玉米整个生长时期中,施加解磷菌肥的玉米根际土壤中速效磷含量相对于CK有显著提高,速效磷呈先增长后下降趋势,至施加菌剂后的50 d,速效磷含量提高1.5～11.5 mg/kg;在玉米根际土壤中IAA和嗜铁素含量相对于CK都有显著提高;施加L13、L5、Z6的玉米植株磷肥利用率分别提高16.18%、24.89%、22.22%。以上数据表明解磷菌在玉米根际土壤中具有良好的定殖、能促进玉米的生长、提高玉米品质以及磷肥利用率,其中解淀粉芽胞杆菌L5与巨大芽胞杆菌Z6的效果相差甚微,且都优于恶臭假单胞菌L13。进一步考察了解磷菌L5、L13、Z6与烟草专用肥在大田烟草种植中搭配应用效果:解磷菌可以显著提高成熟期烟草的株高、最大叶长、茎围,相对于CK(空白对照)最高分别提高21.30%、14.81%、23.19%;在成熟期,烟叶总糖、还原糖以及总氮最高分别提高11.01%、14.96%、11.80%;可显著提高烟草根际土壤中的速效磷含量,在生长周期中速效磷提高20.85～37.65 mg/kg;可显著提高成熟期中烟叶中总磷含量,总磷含量最高为2.02‰,较CK的1.77‰可提高14.12%;可以显著提高烟叶产量,产量相对于CK提高3.5%～6.9%,产值提高9.8%～13.5%。结果表明解磷菌能促进烟草的生长、提高根际土壤速效磷含量、烟叶品质以及烟草产量产值,且3株菌株与大棚玉米应用结论类似:解淀粉芽胞杆菌L5、巨大芽胞杆菌Z6与烟草专用肥在大田烟草搭配使用效果相差不大,且都优于恶臭假单胞菌L13。