【摘要】：以寧夏銀北地區(qū)鹽漬化土壤中生長的六種耐鹽植物苜蓿(Medicago sativa)、枸杞(Lycium barbarum)、柳枝稷(Panicum virgatum)、芨芨草(Achnatherum splendens)、苦豆子(Sophora alopecuroides)和檉柳(Tamarix chinensis)的根際土壤為材料,采用國標法測定了土壤理化性質(zhì)及酶活性,運用Biolog微孔板法和高通量測序?qū)ΩH土壤細菌代謝特征多樣性和群落結(jié)構(gòu)組成進行分析,分離篩選植物根際促生菌,通過研究菌株的生物學特性和促生活性,選擇生長快、促生活性廣且互不拮抗的促生菌,構(gòu)建PGPR復(fù)合菌群,并對其促生效果進行了驗證。該項目的研究為制備出適合我區(qū)特定氣候、能夠在鹽漬化土壤中穩(wěn)定發(fā)揮作用的生態(tài)菌肥提供菌種資源,也為有效利用植物根際促生菌改良鹽堿土壤提供堅實的理論基礎(chǔ)。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)根際土壤酶活性及微生物群落代謝特征結(jié)果分析顯示,不同植物根際土壤理化性質(zhì)不同,與裸地相比,六種植物能顯著提高鹽堿地土壤酶活性,苜蓿根際土壤三種酶活性顯著高于其他植物。土壤平均顏色變化率(average well color development,AWCD)隨培養(yǎng)時間的延長而逐漸增加,土壤微生物群落代謝多樣性指數(shù)均以苜蓿根際土壤最高,芨芨草次之,二者較其他土壤差異顯著(P0.05)。不同植物根際土壤微生物碳源利用能力存在差異,苜蓿根際土壤微生物的利用率顯著高于其他土壤(P0.05),碳水化合物類是根際土壤微生物的主要碳源。主成分分析顯示,對PC1和PC2起分異作用的主要碳源為碳水化合物類和羧酸類。(2)根際細菌群落結(jié)構(gòu)分析表明,六種土壤樣品共檢測到31門(亞門)67綱253科400屬細菌類群,不同植物根際細菌群落組成相似,但豐度各有差異,厚壁菌門(Firmicutes)、變形菌門(Proteobacteria)和放線菌門(Actinobacteria)為主要優(yōu)勢類群;在綱水平芽孢桿菌綱(Bacilli)相對豐度最高,其次為α-變形菌綱(Alphaproteobacteria)、γ-變形菌綱(Gammaproteobacteria)和梭菌綱(Clostridia)等;在屬水平上,芽孢桿菌屬(Bacillus)以極高的豐度(15.57%-53.85%)占據(jù)絕對優(yōu)勢,其次為鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonas)、不動桿菌屬(Acinetobacter)和節(jié)桿菌屬(Arthrobacter)等。六種植物根際細菌的群落結(jié)構(gòu)組成表現(xiàn)為芨芨草和檉柳相似,柳枝稷、苜蓿與枸杞相似,苦豆子則與另外五種差別最大。(3)從六種根際土壤中共分離純化得到110株細菌,對其進行促生能力的篩選和鑒定。結(jié)果表明多數(shù)菌株具有一種以上生物學活性和較強的鹽堿耐受性,其中有11株在含15%NaCl的培養(yǎng)基中仍能生長,54株菌在pH 12.0的條件下仍然長勢良好。分別隸屬于5個屬,芽孢桿菌屬、假單胞菌屬、鞘氨醇桿菌屬、節(jié)桿菌屬和中華根瘤菌屬,在屬水平上多樣性單一,芽孢桿菌屬和假單胞菌屬是六種根際土壤的共有屬。(4)選擇相互不拮抗的菌株構(gòu)建了 9組復(fù)合菌群,經(jīng)促生功能的測定和評價,篩選促生能力較好的C3和C8復(fù)菌群進行盆栽驗證。結(jié)果顯示,接種2組復(fù)合菌都能明顯促進苜蓿和柳枝稷幼苗生物量的增長。C3復(fù)合菌群對促生效果尤為顯著,與對照相比,苜蓿和柳枝稷幼苗株高分別增長了 54.95%和50.96%,地上鮮重增加了113.33%和125.00%,具有開發(fā)為微生物復(fù)合菌劑的潛能。
【圖文】：

２．３．２不同植物根際土壤微生物群落總碳源利用結(jié)果分析逡逑采用Ｂｉｏｌｏｇ微平板法對耐鹽植物根際土壤與裸地土壤微生物進行了分析，利用不同土壤逡逑ＡＷＣＤ值的３次重復(fù)平均值，繪制ＡＷＣＤ值隨時間變化的動態(tài)曲線（圖２－１）。平均顏色變化率逡逑（ＡＷＣＤ）曲線反映土壤細菌在Ｂｉｏｌｏｇ微孔中的生長情況，通常認為，曲線變化幅度較大的土壤樣逡逑品中微生物利用碳源的能力較高，也具有比較高的豐富度。如圖２－１所示，隨著培養(yǎng)時間的延長，逡逑土壤微生物利用碳源的量也隨之增加，不同植物根際土壤平均顏色變化率存在較大差異。在４８邋ｈ逡逑之前，ＡＷＣＤ值較低，說明土壤微生物在剛開始階段對碳源利用程度不高。４８邋ｈ以后，不同土壤逡逑的ＡＷＣＤ值出現(xiàn)變化，苜蓿根際土壤的ＡＷＣＤ值增速明顯，表明其土壤微生物利用碳源的能力逡逑加強，生物活性增加。在培養(yǎng)１６８邋ｈ時，所有曲線斜率達到最大，其中苜蓿和芨芨草根際土壤的逡逑增長速率最高，其他四種植物根際土壤增長率相近且低于苜蓿和芨芨草根際土壤，裸地最低，說逡逑明此時苜蓿和芨芨草的根際土壤微生物對碳源的利用遠遠高于其他植物和裸地

可深入了解土壤微生物群落代謝特征。Ｂｉｏｌｏｇ微平板中３１種碳源按化學基團的性質(zhì)逡逑可以分為碳水化合物類、氨基酸類、羧酸類、胺類、酚酸類和聚合物類。隨著培養(yǎng)時間的延長，逡逑微生物對六類碳源的利用率也在逐漸增加，如圖２－２所示，Ｂｉｏｌｏｇ微平板培養(yǎng)１６８邋ｈ時，不同植逡逑物根際土壤微生物對六類碳源利用能力的大小存在差異。苜蓿根際土壤微生物對六類碳源的利用逡逑率顯著高于其它土壤，芨芨草根際土壤微生物對胺類和酚酸類的利用很小，但對另外四類碳源的逡逑利用率顯著高于柳枝稷、檉柳、苦豆子和枸杞根際土壤微生物。總體上看，，碳水化合物類是六種逡逑耐鹽植物根際土壤微生物的主要碳源，其次是羧酸類和氨基酸類，胺類的利用率最低，除去對每逡逑一類碳源利用程度的高低，裸地土壤顯示同樣的規(guī)律。逡逑０．４５「邐１邋０．０９逡逑□苜蓿逡逑０－４０邐－邋■＇邐Ｓ邋友茨草邐－０．０Ｓ逡逑ｄ邐Ｂ柳技稷逡逑ｃ邋°３５邐■邐Ｊ邐０＾逡逑辜邋０．３０邐－，邋ｇ邋ｆ邋目邐□R蒎危埃埃跺澹掊義希渝危苠澹椋耄戾危蒎澹沐危罌嘍棺渝危渝義蟰B邋０．２５邋＿邋；邋ｊ邋；邐｜邐１邐□裸激邐－0．0５邋￥逡逑孕；ｂ邋：丨ｇ邐丨；邐爭逡逑＾邋０．２０邋－邋！
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S156.4

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本文編號：2707141