【摘要】：磷是植物生長的必需營養(yǎng)元素之一,其重要性僅次于氮。我國有2/3的土壤缺磷,有效磷較低。此外,磷肥的當季利用率僅10%~35%。無機磷細菌(phosphorus solubilizing bacteria,PSB)是重要的土壤有益微生物,能將植物不能吸收的難溶性無機磷轉化為可溶磷,提高土壤磷的生物有效性。外源物質如農藥、重金屬和植物化感物質等對土壤PSB生長和功能的影響需要評估。為此,本研究以3株溶解無機磷的伯克霍爾德氏菌(Burkholderia Yabunchi B05、B07和B09)為材料,利用固、液培養(yǎng)技術比較了它們的溶磷能力,并研究了重金屬鎘(Cd)、常用殺蟲劑吡蟲啉、植物化感物空心蓮子草根系分泌物(Exudates of Alternanthera philoxeroidesroots,EAR)和黃連須根浸提液(Extracts from fibrous roots of Coptis chinensis,ERC)等對PSB生長、有機酸和氫離子分泌以及溶磷作用的影響,旨在評估外源物質對PSB生長和溶磷功能的影響,為科學施用PSB和改善植物磷素營養(yǎng)提供科學依據。主要研究結果如下:(1)Cd對PSB生長及溶磷作用的影響供試菌株溶磷能力B07B09B05,溶磷指數和溶磷率最高值是最低值的2.37倍和2.80倍。搖瓶培養(yǎng)120 h后,培養(yǎng)液pH表現為B05PSB09B07,并與培養(yǎng)液中的無機磷含量(y)呈顯著負相關(y=-83.148 pH+581.96,R~2=0.9052,n=25)。在固體培養(yǎng)時,PSB的溶磷圈和菌落直徑隨培養(yǎng)基中Cd~(2+)濃度提高而降低。在Cd~(2+)濃度0.5?2.0 mg/L液體培養(yǎng)基中,PSB數量較無Cd~(2+)對照減少22.09%?68.18%;此外,草酸、乙酸、檸檬酸和氫離子分泌量顯著下降,溶磷量降低5.27%?38.45%。高濃度Cd~(2+)抑制PSB生長、有機酸和氫離子分泌及溶磷作用,不益于土壤供給磷素。(2)EAR對PSB的負化感效應空心蓮子草(A.philoxeroides)是全球難以根除的惡性雜草,能在有效磷較低的土壤中生長。在固體培養(yǎng)時,隨EAR濃度提高,PSB的菌落直徑、透明圈直徑和溶磷指數降低;在液體培養(yǎng)基中,EAR不同程度地抑制PSB繁殖生長,數量減少48.13%~73.03%。此外,有機酸分泌總量和氫離子分泌量分別與溶磷量呈顯著正相關,相關系數依次為0.836和0.947(p?0.05,n=12)。EAR顯著抑制PSB分泌有機酸和氫離子,與此同時溶磷量降低11.41%~47.32%。因此,EAR對PSB呈負化感效應,不同程度地抑制PSB繁殖生長、有機酸和氫離子分泌及無機磷溶解。(3)ERC對PSB的負化感效應黃連(C.chinensis)是我國人工栽培的傳統(tǒng)大宗中藥材,種植面積大,連作障礙嚴重。在固體培養(yǎng)時,隨ERC濃度提高,PSB的菌落直徑、透明圈直徑和溶磷指數降低。在液體培養(yǎng)基中,ERC不同程度地抑制PSB繁殖生長,數量減少35.98%~52.98%。供試菌株均能分泌氫離子、草酸和檸檬酸,B05和B09還分別能分泌乙酸和蘋果酸,B07能分泌乙酸和丁二酸。PSB菌株不同,在培養(yǎng)液中的溶磷量也不一樣,平均值(mg/L)分別為228.31(B05)、311.64(B07)和174.89(B09)。B05和B09的溶磷量(y)與培養(yǎng)時間(x)的關系可用y=x/(a+bx)描述,B07則可用y=y_(0+)a(1-e~(-bx))~c反應。有機酸和氫離子分泌總量分別與溶磷量呈顯著正相關,相關系數依次為0.877和0.604(p?0.05,n=12)。在ERC抑制PSB分泌有機酸和氫離子的同時,溶磷量降低21.68%~60.55%。因此,在集約化種植黃連的土壤中,其根系分泌的化感物質可能影響PSB的種群結構和功能,降低土壤無機磷的生物有效性,可視為發(fā)生連作障礙的原因之一。(4)吡蟲啉對PSB生長和溶磷作用的影響在固體培養(yǎng)時,吡蟲啉不同程度地抑制3株PSB生長,菌落直徑顯著降低,最大降幅26.67%?55.45%;但吡蟲啉對PSB溶磷能力的影響因菌株不同而異,降低B09的溶磷圈和溶磷指數,但B05和B07則相反,溶磷圈直徑和溶磷指數的最大增幅分別為3.57%?16.28%和28.89%?51.68%。在液體培養(yǎng)基中加入吡蟲啉,抑制PSB生長,菌密度的最大降幅為45.80%?65.00%。隨吡蟲啉濃度提高,B05的溶磷量增加;高濃度的吡蟲啉促進B07溶解無機磷,中、低濃度則無顯著影響;低濃度吡蟲啉對B09的溶磷量無顯著影響,中、高濃度降低溶磷量。供試菌株均能分泌氫離子、草酸和檸檬酸。其中,B05和B07能分泌乙酸,B09分泌蘋果酸,B07分泌丁二酸,草酸和檸檬酸共占有機酸分泌總量的67.00%?83.00%。有機酸分泌總量和氫離子分泌量分別與溶磷量呈顯著正相關,相關系數分別為0.823和0.876(p?0.05,n=12)。因此,吡蟲啉不同程度地抑制PSB繁殖生長,但對溶磷作用的影響因菌株不同而異,表現出抑制和促進作用,PSB分泌的有機酸和氫離子促進無機磷溶解,吡蟲啉對有機酸和氫離子分泌的促抑作用影響PSB溶解無機磷。在防治作物蟲害過程中,施用吡蟲啉對土壤PSB活性、數量和功能的影響因土壤PSB的種群結構不同而異常。
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S154.3

【參考文獻】

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本文編號：2644763