【摘要】：磷是植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一,其重要性僅次于氮。我國(guó)有2/3的土壤缺磷,有效磷較低。此外,磷肥的當(dāng)季利用率僅10%~35%。無(wú)機(jī)磷細(xì)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(wú)機(jī)磷轉(zhuǎn)化為可溶磷,提高土壤磷的生物有效性。外源物質(zhì)如農(nóng)藥、重金屬和植物化感物質(zhì)等對(duì)土壤PSB生長(zhǎng)和功能的影響需要評(píng)估。為此,本研究以3株溶解無(wú)機(jī)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(shù)比較了它們的溶磷能力,并研究了重金屬鎘(Cd)、常用殺蟲(chóng)劑吡蟲(chóng)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(duì)PSB生長(zhǎng)、有機(jī)酸和氫離子分泌以及溶磷作用的影響,旨在評(píng)估外源物質(zhì)對(duì)PSB生長(zhǎng)和溶磷功能的影響,為科學(xué)施用PSB和改善植物磷素營(yíng)養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)Cd對(duì)PSB生長(zhǎng)及溶磷作用的影響供試菌株溶磷能力B07B09B05,溶磷指數(shù)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(xiàn)為B05PSB09B07,并與培養(yǎng)液中的無(wú)機(jī)磷含量(y)呈顯著負(fù)相關(guān)(y=-83.148 pH+581.96,R~2=0.9052,n=25)。在固體培養(yǎng)時(shí),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(shù)量較無(wú)Cd~(2+)對(duì)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(zhǎng)、有機(jī)酸和氫離子分泌及溶磷作用,不益于土壤供給磷素。(2)EAR對(duì)PSB的負(fù)化感效應(yīng)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(zhǎng)。在固體培養(yǎng)時(shí),隨EAR濃度提高,PSB的菌落直徑、透明圈直徑和溶磷指數(shù)降低;在液體培養(yǎng)基中,EAR不同程度地抑制PSB繁殖生長(zhǎng),數(shù)量減少48.13%~73.03%。此外,有機(jī)酸分泌總量和氫離子分泌量分別與溶磷量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)依次為0.836和0.947(p?0.05,n=12)。EAR顯著抑制PSB分泌有機(jī)酸和氫離子,與此同時(shí)溶磷量降低11.41%~47.32%。因此,EAR對(duì)PSB呈負(fù)化感效應(yīng),不同程度地抑制PSB繁殖生長(zhǎng)、有機(jī)酸和氫離子分泌及無(wú)機(jī)磷溶解。(3)ERC對(duì)PSB的負(fù)化感效應(yīng)黃連(C.chinensis)是我國(guó)人工栽培的傳統(tǒng)大宗中藥材,種植面積大,連作障礙嚴(yán)重。在固體培養(yǎng)時(shí),隨ERC濃度提高,PSB的菌落直徑、透明圈直徑和溶磷指數(shù)降低。在液體培養(yǎng)基中,ERC不同程度地抑制PSB繁殖生長(zhǎng),數(shù)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(shí)間(x)的關(guān)系可用y=x/(a+bx)描述,B07則可用y=y_(0+)a(1-e~(-bx))~c反應(yīng)。有機(jī)酸和氫離子分泌總量分別與溶磷量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)依次為0.877和0.604(p?0.05,n=12)。在ERC抑制PSB分泌有機(jī)酸和氫離子的同時(shí),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(zhì)可能影響PSB的種群結(jié)構(gòu)和功能,降低土壤無(wú)機(jī)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(chóng)啉對(duì)PSB生長(zhǎng)和溶磷作用的影響在固體培養(yǎng)時(shí),吡蟲(chóng)啉不同程度地抑制3株P(guān)SB生長(zhǎng),菌落直徑顯著降低,最大降幅26.67%?55.45%;但吡蟲(chóng)啉對(duì)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(shù),但B05和B07則相反,溶磷圈直徑和溶磷指數(shù)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(chóng)啉,抑制PSB生長(zhǎng),菌密度的最大降幅為45.80%?65.00%。隨吡蟲(chóng)啉濃度提高,B05的溶磷量增加;高濃度的吡蟲(chóng)啉促進(jìn)B07溶解無(wú)機(jī)磷,中、低濃度則無(wú)顯著影響;低濃度吡蟲(chóng)啉對(duì)B09的溶磷量無(wú)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(jī)酸分泌總量的67.00%?83.00%。有機(jī)酸分泌總量和氫離子分泌量分別與溶磷量呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.823和0.876(p?0.05,n=12)。因此,吡蟲(chóng)啉不同程度地抑制PSB繁殖生長(zhǎng),但對(duì)溶磷作用的影響因菌株不同而異,表現(xiàn)出抑制和促進(jìn)作用,PSB分泌的有機(jī)酸和氫離子促進(jìn)無(wú)機(jī)磷溶解,吡蟲(chóng)啉對(duì)有機(jī)酸和氫離子分泌的促抑作用影響PSB溶解無(wú)機(jī)磷。在防治作物蟲(chóng)害過(guò)程中,施用吡蟲(chóng)啉對(duì)土壤PSB活性、數(shù)量和功能的影響因土壤PSB的種群結(jié)構(gòu)不同而異常。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S154.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2644763