γ-聚谷氨酸和解磷菌M20對(duì)番茄和西瓜穴盤(pán)苗基質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)和根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響
發(fā)布時(shí)間:2017-12-30 23:48
本文關(guān)鍵詞:γ-聚谷氨酸和解磷菌M20對(duì)番茄和西瓜穴盤(pán)苗基質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)和根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的影響 出處:《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院》2016年博士后論文 論文類(lèi)型:學(xué)位論文
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【摘要】:穴盤(pán)育苗單株根系發(fā)育空間小,基質(zhì)水肥適量穩(wěn)定供應(yīng)對(duì)于穴盤(pán)壯苗培育至關(guān)重要。本研究通過(guò)添加γ-聚谷氨酸(γ-poly glutamic acid, γ-PGA)和解磷菌M20來(lái)提高基質(zhì)養(yǎng)分供應(yīng)能力和調(diào)控根際微生物群落,達(dá)到節(jié)肥增效的目的。以番茄和西瓜為試材,首先通過(guò)測(cè)定基質(zhì)理化和生物性狀以及幼苗生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo),從5個(gè)濃度梯度中篩選出γ-PGA的最佳用量,然后設(shè)置對(duì)照、接種M20、添加γ-PGA和同時(shí)接種M20和添加γ-PGA共4個(gè)處理,測(cè)定了番茄和西瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)和氮磷養(yǎng)分吸收量,采用熒光顯微鏡觀察GFP標(biāo)記的M20在根表和根際定殖情況,采用illumine-MiSeq高通量測(cè)序技術(shù)測(cè)定了番茄和西瓜穴盤(pán)苗根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)和微生物多樣性。主要研究結(jié)果如下:1.基質(zhì)添加γ-PGA顯著提高了基質(zhì)初始持水孔隙度、最大持水量、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、速效磷、速效鉀、交換性鎂、交換性鈣含量和EC值,降低了通氣孔隙度和pH值,增強(qiáng)了番茄穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中基質(zhì)速效氮、速效磷、交換性鈣、交換性鎂供應(yīng)能力,顯著提高了番茄穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育后期基質(zhì)過(guò)氧化氫酶活性和中性磷酸酶活性;基質(zhì)添加γ-PGA,隨著添加量增加,番茄穴盤(pán)苗葉片葉綠素含量呈逐步增加趨勢(shì),而根系活力峰值則出現(xiàn)在3 kg·m-3添加量水平;γ-PGA無(wú)論基質(zhì)添加或頂部灌施,主要促進(jìn)了番茄穴盤(pán)苗莖葉生長(zhǎng),對(duì)根系生長(zhǎng)發(fā)育卻表現(xiàn)出一定抑制作用;基質(zhì)添加γ-PGA對(duì)番茄穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育的促進(jìn)作用還表現(xiàn)出明顯的延遲效應(yīng),在幼苗生長(zhǎng)發(fā)育后期的效果顯著優(yōu)于前期。2.播種前在番茄穴盤(pán)苗基質(zhì)中接種M20、添加γ-PGA和同時(shí)接種M20和添加γ-PGA均能使番茄葉面積、莖葉干重、根干重、磷吸收量和壯苗指數(shù)增加,基質(zhì)中性磷酸酶活性和植酸酶活性提高,根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,細(xì)菌多樣性降低。γ-PGA比M20對(duì)根際細(xì)菌群落的影響大,包括有一些有益菌所在的屬,如接種M20主要使鏈霉菌科某屬(Streptomycetaceae unclassified)相對(duì)豐度顯著增加,添加γ-PGA主要使假單胞菌屬(Pseudomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)、貪銅菌屬(Cupriavidus)和芽孢桿菌屬(Bacillus)相對(duì)豐度增加。由于假單胞屬其它菌的競(jìng)爭(zhēng)作用,γ-PGA并沒(méi)有顯著影響M20在番茄穴盤(pán)苗根際定殖。3.播種前基質(zhì)中添加γ-PGA提高了育苗基質(zhì)持水孔隙度和最大持水量,增強(qiáng)了西瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程育苗基質(zhì)氮、磷、鉀、鈣、鎂供應(yīng)能力,提高了育苗基質(zhì)微生物活性、中性磷酸酶活性和過(guò)氧化氫酶活性,降低了pH。γ-PGA在西瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育后期應(yīng)用效果優(yōu)于前期,西瓜穴盤(pán)苗莖葉干重和葉面積峰值出現(xiàn)在3 kg·m-3 γ-PGA處理,與未添加γ-PGA對(duì)照相比分別增加22.6%和55.7%。4.與對(duì)照相比接種M20、添加γ-PGA和同時(shí)接種M20和添加γ-PGA處理株高、莖粗、葉面積、莖葉干重、磷吸收量和壯苗指數(shù)均顯著增加,基質(zhì)磷酸酶活性顯著增加,西瓜根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,細(xì)菌多樣性降低。γ-PGA比M20對(duì)根際細(xì)菌群落的影響大,包括有一些有益菌所在的屬,如接種M20主要使鏈霉菌屬(Streptomyces)相對(duì)豐度增加,添加y-PGA主要使假單胞菌屬(Pseudomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)、慢生根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、貪銅菌屬(Cupriavidus)、和芽孢桿菌屬(Bacillus)相對(duì)豐度增加。由于假單胞屬其它菌的競(jìng)爭(zhēng)作用,γ-PGA并沒(méi)有顯著影響M20在西瓜穴盤(pán)苗根際定殖。以上結(jié)果說(shuō)明,番茄和西瓜穴盤(pán)苗添加γ-PGA最佳施用量為3 kg·m-3,接種M20和添加γ-PGA均改變了根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),并使一些有益細(xì)菌屬的豐度增加,提高了基質(zhì)磷酸酶活性和幼苗磷吸收量,促進(jìn)了番茄和西瓜穴盤(pán)苗生長(zhǎng)發(fā)育和壯苗形成。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】:博士后
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:S641.2;S651
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本文編號(hào):1357106
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