【目的】探討植物促生菌對土壤理化特性及細菌群落功能多樣性的影響,為高效微生物菌肥的制備及應用提供參考依據(jù)�！痉椒ā窟x用5株對植物生長有促進作用的菌株（PAL5、CA1、CN11、DX120E和WZS021）,將菌株分別接種至滅菌土壤（以不接種為對照）,通過測定土壤pH、氮磷鉀養(yǎng)分含量及土壤堿性磷酸酶、過氧化氫酶和脲酶活性,評價不同促生菌株對土壤肥力的影響;同時運用Biolog測定方法對土壤中的細菌群落功能多樣性進行探究�！窘Y果】促生菌處理可顯著提高土壤pH及土壤速效和緩效養(yǎng)分含量（P<0.05,下同）,同時可促使土壤無機磷向可溶性磷轉化,顯著降低無機磷含量;促生菌處理的土壤堿性磷酸酶、過氧化氫酶和脲酶活性也顯著高于對照,其中,CN11處理的堿性磷酸酶活性是對照的3.64倍,DX120E處理的過氧化氫酶和脲酶活性分別是對照的2.34和4.52倍。Biolog測定結果顯示,接種促生菌可提高細菌總代謝活性,其中CN11處理的微生物活性最高。各菌株處理后,土壤細菌群落物種豐富度指數(shù)、優(yōu)勢度指數(shù)和均勻度指數(shù)均顯著高于對照;主成分分析結果表明,接種促生菌可調(diào)控土壤細菌群落功能多樣性及土壤細菌... 

【文章來源】：南方農(nóng)業(yè)學報. 2020,51(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

不同菌株處理對土壤過氧化氫酶（A）、堿性磷酸酶（B）及脲酶（C）活性的影響

圖6 不同菌株處理下土壤細菌群落對不同碳源的相對利用情況磷元素和鉀元素的吸收與利用主要依靠微生物溶解土壤中的難溶磷化物，而菌株溶磷解鉀的原理有相似之處，多數(shù)研究認為菌株分泌有機酸從而活化土壤磷元素和鉀元素，但分泌有機酸并不是唯一途徑，對于溶磷細菌來說，目前所知的溶磷機理有3種：一是分泌有機酸，降低土壤p H，使難溶性無機磷鹽溶解；二是釋放質子，植物呼吸作用或以銨態(tài)氮為氮源時釋放出的H+離子造成；三是溶磷微生物通過螯合作用與難溶性無機磷鹽中的鈣、鋁等螯合，從而活化難溶性磷（劉之廣，2014）。關于解鉀菌的初期研究表明，分泌有機酸活化難溶性鉀是菌株活化鉀元素的主要途徑，但深入研究表明，解鉀菌發(fā)揮作用不可能是某種單一作用，而是通過絡合作用來共同實現(xiàn)的，如生成有機酸、氨基酸及氨基酸的芙膜多糖等（谷付旗等，2013）。本研究中，速效磷和速效鉀含量最高的均為DX120E處理，雖然菌株溶磷解鉀的原理有相似之處，均偏向于產(chǎn)生有機酸來活化難溶物質，但不同微生物分泌有機酸的條件存在差異，本研究中的土壤p H環(huán)境不適宜，故猜測其溶磷解鉀的機制可能是通過釋放質子及螯合作用溶解難溶性磷，并通過絡合作用來活化難溶性鉀。土壤中含鉀豐富的鉀硅酸礦物鹽只有在微生物代謝作用下才能被植物有效利用，因此利用微生物降解礦物鉀就顯得十分重要。呂睿等（2016）為解決土壤鉀不足的問題，以膠質芽孢桿菌為菌種制成微生物菌劑，發(fā)現(xiàn)該菌劑能有效為土壤供應鉀元素。本研究中芽孢桿菌CA1處理的緩效鉀含量最高，可能是其與膠質芽孢桿菌的菌屬相似，但具體的作用機制尚不明確。

由圖5可看出，接種菌株的前24 h，土壤樣品中細菌群落的AWCD無明顯變化，說明土壤細菌群落還未適應Biolog生物微板基質環(huán)境；24 h后逐漸適應環(huán)境，慢慢進入對數(shù)生長期，AWCD快速增長，土壤細菌數(shù)量迅速增加；144 h后細菌增長變緩進入平臺期。其中，菌株CN11細菌活性最強，活動最旺盛；CK和PAL5處理中的細菌活性較低，接菌處理土壤中細菌代謝總活性變化高于CK，且CN11處理土壤細菌群落利用碳源的能力較其他處理明顯增強。基于培養(yǎng)96 h的數(shù)據(jù)，計算各處理土壤細菌多樣性指數(shù)，結果（表2）表明，6個處理的物種豐富度指數(shù)（H"）排序為CN11>WZS021>DX120E>PAL5>CA1>CK，且接種促生菌處理的物種豐富度指數(shù)均顯著高于CK，其中CN11處理的細菌群落復雜程度最高，說明CN11處理使土壤細菌群落結構變化最明顯；細菌群落優(yōu)勢度指數(shù)（Ds）在各接菌處理間無顯著差異（P>0.05），但各接菌處理均顯著高于CK，較CK提高17.33%～26.67%，其中CN11和WZS021處理的細菌群落優(yōu)勢度指數(shù)較高，說明這2個處理土壤細菌群落中常見的微生物物種較多，群落多樣性較好；均勻度指數(shù)（E）排序為CN11>WZS021=DX120E>PAL5>CA1>CK，接種處理的均勻度指數(shù)較CK提高52.27%～109.09%,CN11處理的細菌群落分布及物種間個體分布最均勻。圖2 不同菌株處理對土壤速效鉀（A）、緩效鉀（B）及速效磷（C）含量的影響

【參考文獻】：
期刊論文
[1]枯草芽孢桿菌對植煙土壤養(yǎng)分含量與酶活性的影響[J]. 胡亞杰,韋建玉,張紀利,盧健,蔣南,龔湛武,陳力力,李迪秦.  作物研究. 2019(06)
[2]接種促生菌對花生根際土壤微生物及營養(yǎng)元素的影響[J]. 韓麗珍,劉暢,周靜.  基因組學與應用生物學. 2019(07)
[3]生物有機肥對蘆筍土壤酶活性及細菌群落的影響[J]. 張宇沖,何思蓓,高靈會,任堯,陳順德,何兵.  北方園藝. 2019(12)
[4]增施有機肥和微生物菌劑對春季楊凌設施番茄產(chǎn)量和品質的影響[J]. 張佼,屈鋒,朱玉堯,楊甲甲,胡曉輝.  西北農(nóng)業(yè)學報. 2019(05)
[5]玉米根際無機磷溶解菌的篩選與促生特性[J]. 李靜,張金羽,張琪,張瀟月,李玥,李成成,程雪芬,趙珂.  應用與環(huán)境生物學報. 2019(02)
[6]產(chǎn)有機酸菌株的篩選及其對鹽堿土改良的初步研究[J]. 高鵬,王進,黃天悅,陳孝平.  中國農(nóng)學通報. 2018(35)
[7]植物根際促生細菌菌肥對新疆灰棗根際土壤解鉀效果及其與有機酸的相關性[J]. 朱舒亮,劉勝亮,李靜,楊越,楊文英,李建貴.  江蘇農(nóng)業(yè)科學. 2018(19)
[8]塔里木河上游連作棉田土壤脲酶動力學特征與環(huán)境因子的相關分析[J]. 楊翠萍,馬勇剛.  水土保持研究. 2018(02)
[9]多功能固氮菌篩選及其在土壤生態(tài)修復中的應用[J]. 毛曉潔,王新民,趙英,周義清,孫建光.  生物技術通報. 2017(10)
[10]短花針茅荒漠草原土壤微生物群落組成及結構[J]. 高雪峰,韓國棟,張國剛.  生態(tài)學報. 2017(15)

博士論文
[1]內(nèi)生固氮菌DX120E與甘蔗互作的生理和分子生物學基礎研究[D]. 魏春燕.廣西大學 2016
[2]人參根際土壤微生物多樣性及其生防真菌資源開發(fā)研究[D]. 肖春萍.吉林農(nóng)業(yè)大學 2015
[3]溶磷細菌及控釋肥料對土壤磷有效性的影響[D]. 劉之廣.山東農(nóng)業(yè)大學 2014
[4]不同土壤肥力及施肥制度下的雙季稻田土壤微生物特征[D]. 倪國榮.江西農(nóng)業(yè)大學 2013
[5]自生固氮菌對玉米、小麥根際微生態(tài)調(diào)控機制的研究[D]. 陳勝男.西北農(nóng)林科技大學 2012

碩士論文
[1]固氮細菌DX120E在不同甘蔗品種的定殖及nifH表達特性[D]. 顧彩彩.廣西大學 2018
[2]菌肥對茶園土壤氮磷淋溶及酶活性和微生物的影響[D]. 鄭琳.浙江大學 2018
[3]甘蔗根際假單胞菌的分離鑒定及其對甘蔗的促生作用[D]. 李海碧.廣西大學 2017



本文編號：3366450