【摘要】：鹽堿土是土壤退化的一個(gè)重要問題,危害著生態(tài)環(huán)境及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,改良并資源化利用鹽堿土是世界性的重大課題之一。隨著世界人口快速增長、土壤退化與糧食需求之間矛盾的日益凸顯,利用微生物菌劑與工業(yè)副產(chǎn)品配套施用進(jìn)行鹽堿土改良,不但能夠提高作物產(chǎn)量,而且具有高效經(jīng)濟(jì)、節(jié)約能源、對(duì)環(huán)境無污染的優(yōu)點(diǎn)。解磷菌是一類可以將難溶性磷源轉(zhuǎn)化成植物可吸收利用磷素的一種促生菌,對(duì)于提高土壤有效磷含量、緩解植物鹽堿脅迫損傷及改良鹽堿土具有重要作用。本論文從生態(tài)環(huán)境安全性及微生物菌劑改良鹽堿土角度出發(fā),分離鑒定耐鹽堿解磷菌,對(duì)其環(huán)境適應(yīng)性及植株促生作用進(jìn)行研究,考察了其與磷石膏聯(lián)合施用對(duì)鹽堿土的改良作用,并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行分析。分別采集黃河三角洲東營地區(qū)和新疆內(nèi)陸地區(qū)鹽堿土樣,測定理化性質(zhì)。利用優(yōu)化的磷酸三鈣無機(jī)磷培養(yǎng)基(Tricalcium phosphate medium,TPM)和蛋黃有機(jī)磷培養(yǎng)基(Yolk medium,YM)分離純化解磷菌。16S rDNA鑒定后,平板法和液體培養(yǎng)法對(duì)其溶磷特性進(jìn)行測定。從黃河三角洲地區(qū)純化出解磷細(xì)菌40株,主要分布在Bacillus,Pseudomonas,Arthrobacte,Acinetobacter,Enterobacter,Providencia rettgeri菌屬。解磷放線菌2株,均為Streptomyces。其中,解無機(jī)磷細(xì)菌26株,解有機(jī)磷細(xì)菌16株。解磷真菌10株,主要是Aspergillus和Penicillium菌屬。菌株溶解磷酸三鈣量為2.25~442 mg/L,溶解磷酸鋁量為0.2~14.6 mg/L,溶解磷酸鐵量為0.3~19.72 mg/L,溶解卵磷脂量在0.8~8.7 mg/L之間。從新疆地區(qū)分離純化出解磷細(xì)菌23株,分別屬于Bacillus,Acinetobacter,Brevibacillus,Pseudomonas,Paemibacillus,Gordonia,Ensifer adhaerenss,Chryseobacterium菌屬。其中,解無機(jī)磷細(xì)菌17株,解有機(jī)磷細(xì)菌6株。解磷真菌6株,屬于Aspergillus、Penicillium和Talaromyces flavus菌屬。溶解磷酸三鈣量為65~496 mg/L,溶解磷酸鋁量在0.4~11.4 mg/L之間,溶解磷酸鐵的量為0.1~28.5 mg/L,溶解卵磷脂量在2.1~10.3 mg/L之間。其中,Providencia rettgeri和Gordonia sp.首次發(fā)現(xiàn)具有溶磷能力。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)所分離解磷菌溶磷機(jī)理及鹽堿耐受性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,解磷菌溶磷過程伴隨著培養(yǎng)基內(nèi)pH值的下降而下降。液相色譜測定分析發(fā)現(xiàn),解磷菌能夠分泌草酸、檸檬酸、葡萄糖酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸、甲酸和丙酸,其中丙酸和草酸是耐鹽堿解菌溶解磷酸三鈣的主要有機(jī)酸。分離自鹽堿環(huán)境的土著解磷菌具有較強(qiáng)的鹽堿耐受性。其中,Bacillus(YM-9、YM-16、TPM-26、YMX5、TPMX18、TPMX19)、Providencia retteri(TPM-23)、Enterobacter sp.(YM-14)、Acinetobacter sp.(YMX11)、Ensifer adhaerens(TPMX5)和Gordonia sp.(TPMX16)在1.5 mol/L NaCl條件下仍可以生長,所有菌株最高Na_2CO_3耐受性為50 mmol/L,最高pH耐受性為10。以經(jīng)濟(jì)作物-花生作為考查對(duì)象,分析優(yōu)勢(shì)耐鹽堿解磷菌巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium)、腸桿菌(Enterobacter sp.)、雷氏普羅威登斯菌(Providencia retteri)和粘著劍菌(Ensifer adhaerens)的生理特性及對(duì)花生的促生作用。結(jié)果表明,菌株在1.4 mol/L NaCl條件下仍具有溶磷能力,對(duì)不濃度的碳、氮源具有較好的適應(yīng)性。盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,土壤中鹽堿成分能夠抑制植株的生長,接種四種解磷細(xì)菌緩解了這種抑制作用,不同程度的促進(jìn)了植株生長。其中,解磷菌Providencia rettgeri為最優(yōu)菌株,顯著增加植株根長、莖長、葉片數(shù)及生物量。耐鹽堿解磷菌能夠定殖于植物根際土壤,通過溶磷作用,增加土壤速效磷含量,促進(jìn)植物生長。另外,解磷菌通過分泌植物激素、胞外多糖及鐵載體等促生因子,改變植株葉片激素含量,增加鹽堿脅迫抗性,促進(jìn)其在鹽堿環(huán)境條件下的生長。以黃河三角洲鹽堿土為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,從理化性質(zhì)、土壤酶活性及微生物特性方面考察了解磷菌Providencia rettgeri和磷石膏聯(lián)合施用對(duì)鹽堿土的改良作用。結(jié)果表明,處理組不同程度的降低土壤pH值和鹽離子含量,pH最高下降0.62個(gè)單位。土壤中鹽堿成分得到優(yōu)化,Na~+和Cl~-含量降低,Ca~(2+)和SO_4~(2-)含量增加。土壤中速效氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)含量增加量分別為189.71 mg/kg、19.57 mg/kg、873.34 mg/kg和23.06 g/kg。解磷菌菌懸液的施入顯著增加土壤酶活性與土壤微生物數(shù)量,促進(jìn)微生物群落富集與土壤營養(yǎng)元素循環(huán)相關(guān)的菌屬Acidobacteria、Chloroflexi和Planctomycetes,全面改善鹽堿土性質(zhì),促進(jìn)了植株的生長。本研究經(jīng)過培養(yǎng)基的優(yōu)化,分離篩選出土著高效耐鹽堿解磷菌,為解磷菌劑的制備提供了菌種資源;通過盆栽實(shí)驗(yàn)研究耐鹽堿解磷菌對(duì)植株生長的促進(jìn)作用,明確了其促生機(jī)理;通過其與磷石膏和秸稈的共同施用,改良了鹽堿土土質(zhì),為利用耐鹽堿微生物與改良劑聯(lián)合施用改良鹽堿土提供了理論支持。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S156.4
【圖文】：

論文技術(shù)路線圖

第 2 章 實(shí)驗(yàn)材料與方法KB 培養(yǎng)基（5 g 蛋白胨、15 mL 甘油、2.5 g K2HPO4,、2.5 g MgSO4和 1000餾水）中，搖床培養(yǎng) 48 h（150 rpm，30 ℃）。以鐵載體活性單位（Siderophnit，SU）表示鐵載體的量[122]。 100% ArArAsSU （2-中，SU——鐵載體的活性單位（%）；Ar——對(duì)照的吸光度值（Abs）；As——分離物的吸光度值（Abs）。.3.3.6 解磷菌分泌有機(jī)酸能力測定（1）有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 本實(shí)驗(yàn)選以下 8 種低分子量有機(jī)酸制作酸標(biāo)準(zhǔn)曲線：草酸、檸檬酸、葡萄糖酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸、甲酸和。八種有機(jī)酸的混合標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖 2-1 所示。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文碳酸鹽和重碳酸鹽。由于土壤是微生物生長的良好場所，不同土壤類作物根際中的解磷菌的差異很大。因此本部分實(shí)驗(yàn)選取這兩處鹽堿土象進(jìn)行耐鹽堿解磷菌的分離。采樣點(diǎn) 1 位于山東省東營市（經(jīng)度：1：37.5），屬于濱海鹽堿土地區(qū)。采樣點(diǎn) 2 位于新疆尉犁（經(jīng)度：8：41.3），屬于內(nèi)陸鹽堿土地區(qū)。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王金滿;白中科;葉馳驅(qū);許晨;;脫硫石膏與微生物菌劑聯(lián)合施用對(duì)鹽堿化土壤特性的影響[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào);2015年06期

2 潘潔;王立艷;肖輝;程文娟;楊勇;;濱海鹽堿地不同耐鹽草本植物土壤養(yǎng)分動(dòng)態(tài)變化[J];中國農(nóng)學(xué)通報(bào);2015年18期

3 李學(xué)平;劉萍;李甲亮;;一株耐鹽解磷真菌的篩選及生物學(xué)特性研究[J];環(huán)境污染與防治;2014年12期

4 趙國杰;牛世全;達(dá)文燕;胡嬌龍;王蓓;陳學(xué)林;;四株無機(jī)解磷菌處理堿化土壤的理化性質(zhì)及質(zhì)量評(píng)價(jià)[J];土壤通報(bào);2014年04期

5 孫軍娜;董陸康;徐剛;邵宏波;;糠醛渣及其生物炭對(duì)鹽漬土理化性質(zhì)影響的比較研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2014年03期

6 李海云;孔維寶;達(dá)文燕;牛世全;;土壤溶磷微生物研究進(jìn)展[J];生物學(xué)通報(bào);2013年07期

7 張煥仕;秦超琦;欽佩;;海濱鹽土接種不同比例AM真菌和解磷真菌對(duì)蓖麻磷吸收和根際土壤酶活性的影響[J];中國農(nóng)學(xué)通報(bào);2013年12期

8 李鳳霞;王學(xué)琴;郭永忠;許興;;寧夏引黃灌區(qū)不同鹽化程度土壤酶活性及微生物多樣性研究[J];水土保持研究;2013年01期

9 肖克飚;吳普特;雷金銀;班乃榮;;不同類型耐鹽植物對(duì)鹽堿土生物改良研究[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2012年12期

10 魏博嫻;;中國鹽堿土的分布與成因分析[J];水土保持應(yīng)用技術(shù);2012年06期

本文編號(hào)：2763996