微生物技術(shù)對(duì)于解決設(shè)施農(nóng)業(yè)氮磷面源污染是必要的。本研究從多年設(shè)施栽培的菜地土壤中分離篩選兼具解磷和反硝化活性的細(xì)菌菌株,對(duì)設(shè)施土壤氮磷污染生物削減的可行性進(jìn)行了探索。從9個(gè)土樣中共分離獲得20個(gè)高效解磷細(xì)菌菌株,16S rRNA序列鑒定包括14株假單胞菌、4株芽胞桿菌、1株沙雷氏菌和1株Lelliottia菌。實(shí)驗(yàn)室搖瓶條件下20個(gè)解磷菌均表現(xiàn)出高效的解磷活性,其中10株假單胞菌菌具有顯著的反硝化活性,即對(duì)硝態(tài)氮表現(xiàn)有效的去除效果。進(jìn)一步將兼具解磷和反硝化活性的臺(tái)灣假單胞菌JP2-3進(jìn)行盆栽試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)該菌株在土壤中具有顯著的解磷和硝態(tài)氮去除效應(yīng),并能促進(jìn)黃瓜植株生長(zhǎng),表現(xiàn)較強(qiáng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)潛力。 

【文章來(lái)源】：土壤通報(bào). 2020,51(06)北大核心CSCD

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設(shè)施菜地土樣中解磷細(xì)菌的種類(lèi)及種群密度

根據(jù)上述結(jié)果，選擇兼具解磷反硝化活性的菌株JP2-3和解磷菌JP1-1進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，并按菌劑施用次數(shù)不同設(shè)2個(gè)處理，分別標(biāo)記為T(mén)1-1、T1-2和T2-1、T2-2。如表1所示，2個(gè)菌株均能顯著增加土壤中有效磷的含量，菌株間相同處理差異不顯著。菌株JP2-3施用兩次解磷率可達(dá)36.24%，并顯著高于施用一次的效果，表明供試解磷菌不僅能顯著提高土壤中的有效磷含量，而且維持其在土壤中的種群數(shù)量是其發(fā)揮高效解磷活性的重要保障。菌株JP2-3對(duì)土壤中存在的硝態(tài)氮也有很好的去除效果，施用一次和施用兩次對(duì)硝態(tài)氮的去除率分別為19.8%和34.7%，均明顯高于菌株JP1-1和對(duì)照處理。菌株JP1-1對(duì)土壤中的硝態(tài)氮去除效率相對(duì)較低，結(jié)合其液體搖瓶降解試驗(yàn)結(jié)果，表明該菌株反硝化活性不明顯，實(shí)際上對(duì)土壤中硝態(tài)氮的去除可能由于其它非反硝化活性途徑導(dǎo)致，例如對(duì)其的營(yíng)養(yǎng)消耗以及其促進(jìn)植物生長(zhǎng)吸收等。圖3 解磷細(xì)菌對(duì)硝態(tài)氮的去除效果

本研究通過(guò)對(duì)設(shè)施菜地土壤中的解磷細(xì)菌進(jìn)行原位分離以及解磷活性測(cè)試，結(jié)果除土樣4#外，其它9個(gè)土樣中都存在1～3種具有高效解磷活性的細(xì)菌（圖1），種類(lèi)主要為假單胞菌，所屬種類(lèi)作為解磷菌少有報(bào)道。而芽胞桿菌分離頻率低，解磷活性也普遍低于假單胞菌。同時(shí)目前生物制品中熒光假單胞菌、巨大芽胞桿菌、枯草芽胞桿菌等常用菌種，在本研究中均未發(fā)現(xiàn)。通過(guò)反硝化能力的測(cè)定，10個(gè)假單胞菌菌株能有效去除硝態(tài)氮源。通過(guò)盆栽試驗(yàn)，供試兼具解磷-反硝化功能的細(xì)菌菌株不僅能發(fā)揮高效的解磷活性，同時(shí)對(duì)硝態(tài)氮具有有效的降解去除效果，在土壤可以發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)；同時(shí)通過(guò)促生作用，促進(jìn)植株生長(zhǎng)，尤其能促進(jìn)改善根系，可增加對(duì)氮磷養(yǎng)分的吸收利用，減少氮磷富集或流失。細(xì)菌在土壤中的活性，是菌體在土壤中的群體效應(yīng)，且與自身菌體的活性及種群密度都密切相關(guān)，而種群密度的保持與菌劑的施用量及對(duì)土壤環(huán)境的適應(yīng)性正相關(guān)。本研究分離的功能菌株是從設(shè)施土壤原位分離篩選的，對(duì)設(shè)施栽培環(huán)境適應(yīng)性好。盆栽試驗(yàn)中，通過(guò)增加菌液的施用次數(shù)，其表現(xiàn)的解磷反硝化活性明顯提高，對(duì)黃瓜的促生作用也越明顯，也進(jìn)一步驗(yàn)證了細(xì)菌菌體群體優(yōu)勢(shì)的重要性。因此解磷反硝化等功能菌株的篩選除了考慮菌體活性外，還要考慮篩選定殖適應(yīng)性強(qiáng)的菌株，并通過(guò)加大菌劑的使用量或施用頻率，才能保持其在土壤中的種群密度，保證其功能活性。

【參考文獻(xiàn)】：
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