發(fā)布時(shí)間：2020-09-27 08:01

　　 黃河三角洲地區(qū)鹽堿土分布廣且鹽分含量高,造成土地利用率降低,荒地面積增多的狀況,同時(shí)也加深了人多地少的矛盾。長期以來,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上過量施用化學(xué)氮肥破壞了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境,導(dǎo)致土壤板結(jié)與次生鹽漬化。田間氮素的流失與淋溶導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化與地下水污染,造成農(nóng)產(chǎn)品硝酸鹽含量超標(biāo),進(jìn)而通過食物鏈危及人類健康。因此,合理開發(fā)和利用生物固氮資源,減少化學(xué)氮肥施用量,對于保護(hù)生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。本研究從濱海鹽漬土中篩選優(yōu)勢自生固氮菌,對菌株進(jìn)行分離鑒定,并探討了菌BH-3(Variovorax paradoxus)和菌BH-4(Azospirillum zeae)對環(huán)境的適應(yīng)特性,將不同菌株制成固氮菌劑研究其對小麥與玉米生長的影響。主要研究結(jié)果如下:1.試驗(yàn)從濱海鹽漬土中篩選得到的6株自生固氮菌,編號分別為:BH-1~BH-6。經(jīng)分析鑒定確定BH-1與BH-2為粘著劍菌(Ensifer adhaerens),菌株BH-3為爭論貪噬菌(Variovorax paradoxus),菌株BH-4為玉米固氮螺菌(Azospirillum zeae),BH-5為苜蓿中華根瘤菌(Sinorhizobium meliloti),BH-6為熒光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)。從購買的對照菌肥中篩選出的SP為河生腸桿菌(Enterobacter amnigenus)。篩選得到的菌株固氮酶活性為2.04~12.66μmol·(h·mL)~(-1),屬于高效固氮菌株。2.菌BH-3和BH-4對環(huán)境因子的適應(yīng)性表現(xiàn)較為復(fù)雜。菌BH-3分泌IAA與固氮最佳溫度不同,分別為20℃與30℃;菌BH-4分泌IAA與固氮最適溫度均為30℃。菌BH-3和BH-4對酸堿環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。當(dāng)單一碳源為甘露醇時(shí),菌BH-3分泌IAA能力最強(qiáng),BH-4利用葡萄糖可以獲得最佳IAA分泌量;當(dāng)單一碳源為蔗糖時(shí),2株菌都表現(xiàn)出最佳固氮效果。培養(yǎng)液高濃度的滲透壓會抑制2株菌的IAA分泌能力,當(dāng)NaCl濃度2%時(shí),仍能維持較高IAA分泌量;2株菌在NaCl濃度高達(dá)1%時(shí)固氮能力仍較強(qiáng)。2株菌可以耐受環(huán)境中存在一定濃度的NH_4~+。3.盆栽試驗(yàn)條件下,篩選菌株不同程度地促進(jìn)了小麥幼苗的生長,提高地上部干重,促進(jìn)根伸長發(fā)育,增加根冠比。小麥出苗80天后,菌劑處理增加了小麥葉片光合色素含量,菌BH-6效果最好;菌BH-3和BH-4處理顯著增加了小麥地上部養(yǎng)分積累量;菌BH-3、BH-4、BH-6與SP均不同程度地促進(jìn)了土壤中有效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化,顯著提高了脲酶活性。由于土壤環(huán)境等因素,菌BH-5對小麥的促生效果并不理想。4.添加菌劑BH-2可以促進(jìn)小麥植株的生長,并且隨著菌濃度增加,小麥SPAD、穗重、莖重、葉面積及株高相應(yīng)增加,小麥籽粒中氮素和磷素積累量表現(xiàn)出增加趨勢,小麥產(chǎn)量逐漸增加;處理T3(菌濃度為10~8 cfu·m L~(-1))與T4(菌濃度為10~100 cfu·m L~(-1))可以顯著降低土壤pH與電導(dǎo)率,提高土壤有效養(yǎng)分含量,增加有機(jī)碳含量,提高脲酶活性。但是當(dāng)接種濃度超過10~8 cfu·mL~(-1)時(shí),菌劑對小麥生長與土壤養(yǎng)分活化作用差異不顯著。5.將自生固氮菌制成菌劑接種到玉米幼苗盆栽土壤中,結(jié)果表明:不同菌劑處理均可以顯著增加玉米幼苗株高、莖粗與干鮮重,提高葉片葉綠素含量,并且菌BH-1和BH-2對玉米幼苗的促生效果優(yōu)于對照菌株SP;接種菌劑均不同程度地促進(jìn)了玉米幼苗對氮和磷的吸收,提高植株氮、磷含量,其中以菌BH-2效果最好;菌劑處理可以活化土壤中的有效養(yǎng)分,增加土壤有效氮、有效磷與有效鉀含量,保證玉米幼苗旺盛生長。但是菌株固氮酶活性與其固氮效應(yīng)之間相關(guān)性較差,菌BH-2固氮酶活性是菌BH-1的2.73倍,然而2株菌對玉米盆栽的固氮效能差異并不顯著。6.在田間試驗(yàn)條件下,添加自生固氮菌可以提高大口期和成熟期玉米干物質(zhì)量,增加玉米根冠比,促進(jìn)玉米對氮素的吸收,提高玉米葉、莖與籽粒中的氮素積累量,增加玉米產(chǎn)量,其中菌BH-5和菌BH-6效果最好。添加菌可以不同程度地降低濱海鹽漬土的電導(dǎo)率,增加土壤中有效氮、有效磷和有效鉀含量,提高脲酶活性,從而保證玉米高產(chǎn)。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S512.1;S513
【文章目錄】：
符號說明
中文摘要
Abstract
1 引言
    1.1 生物固氮的研究進(jìn)展
        1.1.1 生物固氮現(xiàn)狀
        1.1.2 固氮微生物的多樣性
        1.1.3 固氮菌的應(yīng)用
    1.2 固氮酶活性測定技術(shù)
        1.2.1 凱氏定氮法
        1.2.2 乙炔還原法
15N同位素示蹤法'>        1.2.3 ¹⁵N同位素示蹤法
        1.2.4 全氮差值法
    1.3 鹽堿地相關(guān)固氮微生物的研究
    1.4 本研究的目的與意義
2 材料與方法
    2.1 試驗(yàn)材料
        2.1.1 供試土壤
        2.1.2 培養(yǎng)基
        2.1.3 載體與試劑
    2.2 自生固氮菌的分離與純化
    2.3 自生固氮菌的鑒定
        2.3.1 固氮酶活性的測定
        2.3.2 形態(tài)學(xué)特征分析
        2.3.3 生理生化特征的測定
        2.3.4 菌株分子生物學(xué)鑒定
    2.4 自生固氮菌BH-3和BH-4的環(huán)境適應(yīng)性研究
    2.5 自生固氮菌對小麥生長的影響
        2.5.1 自生固氮菌對冬小麥幼苗生理特征與土壤養(yǎng)分特性的影響
        2.5.2 菌劑BH-2不同接種濃度對小麥生理特征與土壤養(yǎng)分特性的影響
    2.6 自生固氮菌對玉米生長的影響
        2.6.1 自生固氮菌對玉米幼苗生長的影響
        2.6.2 自生固氮菌對田間玉米生長的影響
    2.7 測定項(xiàng)目與方法
        2.7.1 菌體蛋白含量的測定
        2.7.2 菌液IAA含量的測定
        2.7.3 植株生長指標(biāo)、養(yǎng)分積累量及產(chǎn)量的測定
        2.7.4 光合色素含量的測定
        2.7.5 植株礦質(zhì)元素含量的測定
        2.7.6 土壤理化性質(zhì)與脲酶活性的測定
    2.8 數(shù)據(jù)處理
3 結(jié)果與分析
    3.1 自生固氮菌的鑒定
        3.1.1 自生固氮菌的固氮酶活性
        3.1.2 自生固氮菌形態(tài)、生理生化測定及分子生物學(xué)鑒定
    3.2 自生固氮菌BH-3和BH-4的環(huán)境適應(yīng)性研究
        3.2.1 溫度對自生固氮菌IAA分泌量與菌體蛋白的影響
        3.2.2 pH對自生固氮菌IAA分泌量與菌體蛋白的影響
        3.2.3 碳源對自生固氮菌IAA分泌量與菌體蛋白的影響
        3.2.4 滲透壓對自生固氮菌IAA分泌量與菌體蛋白的影響
4
+對自生固氮菌IAA分泌量與菌體蛋白的影響'>        3.2.5 外源NH4
+對自生固氮菌IAA分泌量與菌體蛋白的影響
    3.3 自生固氮菌對冬小麥幼苗生長與土壤養(yǎng)分特性的影響
        3.3.1 自生固氮菌對冬小麥幼苗生長指標(biāo)的影響
        3.3.2 自生固氮菌對冬小麥幼苗葉片光合色素的影響
        3.3.3 自生固氮菌對冬小麥幼苗地上部養(yǎng)分積累量的影響
        3.3.4 自生固氮菌對土壤養(yǎng)分含量的影響
        3.3.5 自生固氮菌對土壤有機(jī)碳與脲酶活性的影響
    3.4 菌劑BH-2不同接種濃度對小麥生長與土壤養(yǎng)分特性的影響
        3.4.1 菌劑BH-2不同接種濃度對小麥生長指標(biāo)的影響
        3.4.2 菌劑BH-2不同接種濃度對小麥不同器官養(yǎng)分積累量的影響
        3.4.3 菌劑BH-2不同接種濃度對小麥產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
        3.4.4 菌劑BH-2不同接種濃度對土壤pH與電導(dǎo)率的影響
        3.4.5 菌劑BH-2不同接種濃度對土壤養(yǎng)分含量的影響
        3.4.6 菌劑BH-2不同接種濃度對土壤有機(jī)碳與脲酶活性的影響
    3.5 自生固氮菌對玉米幼苗與土壤養(yǎng)分特性的影響
        3.5.1 自生固氮菌對玉米幼苗生長指標(biāo)的影響
        3.5.2 自生固氮菌對玉米幼苗養(yǎng)分含量的影響
        3.5.3 自生固氮菌對土壤養(yǎng)分含量的影響
    3.6 自生固氮菌對田間玉米生長與土壤養(yǎng)分特性的影響
        3.6.1 自生固氮菌對不同生育時(shí)期玉米各器官干物質(zhì)量的影響
        3.6.2 自生固氮菌對不同生育時(shí)期玉米養(yǎng)分含量的影響
        3.6.3 自生固氮菌對玉米產(chǎn)量與產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
        3.6.4 自生固氮菌對不同生育時(shí)期土壤pH與電導(dǎo)率的影響
        3.6.5 自生固氮菌對土壤養(yǎng)分含量與脲酶的影響
4 討論
    4.1 自生固氮菌鑒定
    4.2 自生固氮菌BH-3和BH-4的環(huán)境適應(yīng)性
    4.3 自生固氮菌對冬小麥幼苗生長與土壤養(yǎng)分特性的影響
    4.4 菌劑BH-2不同接種濃度對小麥生長與土壤養(yǎng)分特性的影響
    4.5 自生固氮菌對玉米幼苗與土壤養(yǎng)分特性的影響
    4.6 自生固氮菌對田間玉米生長與土壤養(yǎng)分特性的影響
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表論文情況

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2827622

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