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微生物肥料作用机理的初步研究

刘健

  本论文从不同种类的微生物肥料对几种作物的应用效果、促生机理和在土壤中定殖动态等三个方面进行了初步研究。将11种细菌和2种AM真菌共20株不同菌株制成固体或液体的微生物肥料,通过盆栽试验施用或接种在甜瓜、西瓜、小麦和花生上,结果表明:①AM真菌GE在土壤有效磷为10.56mg/kg和40.56mg/kg时,都能明显促进甜瓜地上部植株的增高,随着土壤有效磷水平的继续提高,GE的效果则下降;在土壤有效磷为40.56mg/kg时,GE对甜瓜根系的侵染率达到21.63%,与GM相比,GE更能有效地侵染甜瓜根系。②七种微生物肥料单施对甜瓜生长都有很好的效果;AM与AS1.867、KA和ACCC10003(8011)混施对其生长也有很好的效果。③七种微生物肥料单施都能促进西瓜的生长,其中菌株8011(ACCC10003)、KB和AS1.867与AM混施明显增加西瓜干重。而且,AM真菌施用在西瓜上更能有效地阻止KA和KB菌数的减少。④菌株B3、B2、CCTCC92068和3-PHB对甜瓜球腔菌〈Mycosphaerella melonis〉引起的枯霉病都有很好的抑制效果。⑤八种微生物肥料施用后都显著增加小麦全植株的干重,其中B3、B4、CCTCC93038和CGMCC1.108四株菌还能增加小麦植株的全磷和全钾含量。⑥菌株CCTCC94023、B4、AS1.867和8011(ACCC10003)分别和慢生根瘤菌(花生)(Bradyrhizobium sp.[Arachis])2524和2746混合接种明显地增加花生的结瘤数量;菌株CCTCC93038、AS1.108和B3则使其结瘤数量减少。利用高效液相色谱(HPLC)对各菌株代谢产物进行成分和含量分析。结果发现:大部分菌株都能产生许多生理活性物质促进植物生长。如:产生植物内源激素(赤霉素〈GA_3〉、生长素吲哚乙酸〈IAA〉、玉米素〈Z〉和脱落酸〈ABA〉)、水溶性维生素(尼克酸〈VB_5〉和维生素VB_2)、有机酸以及众多的游离氨基酸。通过HPLC测定不同菌株发酵培养液的结果有共同之处:①所有供试菌株在发酵培养22-24hr时,HPLC测定的代谢产物的种类和含量都较少;随着发酵时间的增加至48-50hr,能测定到的代谢产物种类和含量也都相应增加。②大部分菌株在发酵初期到中期能测定出赤霉素(GA_3)和吲哚乙酸(IAA);发酵后期,测定的玉米素(Z)含量都很高。③多数菌株都能产生各种有机酸,但种类及含量各异,主要有苹果酸、柠檬酸、掳琅酸、乙酸、乳酸和丙酸等。总有机酸在1000mg/100ml以上的有B3、1.108、ATCC14581和80if四株菌,其余菌株产生量在刀.90一64.00mgll00ml。发酵后用测定的有机酸中丙酸和乙酸的含量较高(B4菌株含柠檬酸为主人④菌株ATCC14581、B3、AS.108、CCTCC94023和ACCC 1103(8011)产生的游离氨基酸中,带正电荷的碱性氨基酸占各自氢基酸总量的比例最高;其次,带苯环的芳香族氨基酸苯丙氨酸和酪氨酸的比例也较高;另外,生酮兼生糖氨基酸的量也有一定比例。这些共同特点也是不同的菌株对不同植物能起到营养和促生的原因.引起苗株发酵液HPLC测定结果差异的原因主要与不同的菌种、发酵时间、培养基成分等因素相关。在其它实验条件较一致的情况下,不同菌种的独特生理代谢特点也可能正是它促进植物生长的原因。如:①只有 B3菌株能测到 7.6。g/100ml的脱落酸(ABAXeSI.867菌株是所有菌株中唯一能同时测到掳由酸、柠檬酸和苹果酸的菌株;③93038菌株在摇床发酵培养48.50hr后,能测到的植物内源激素只有玉米素(Z)和赤霉素(GA3* 玉米素C)的含量在所有供试菌株中最高的,含量为857.lp g/100Inl。通过三亲本杂交方法成功地用发光酶基因Lital标记了巨大芽胞杆茵ATCC 14581、荧光假单胞菌ASI.867 和3-PHB 三株茵,得到ATCC 14581.L、ASI.867-L和3.PHB.L三株发光酶基因LIixAB标记的新菌株,它们在不同的条件下能稳定发光。同时,利用土壤微缩系统将三株LMB标记菌株接种于小麦种籽,进一步研究它在小麦根圈的定殖动态和散布规律,结果发现:①三株标记菌株在灭菌土壤上的定殖水平高于不灭菌土壤;②三株标记菌株菌均在小麦种后第7天之前就己达到最高定殖水平。第七天的根际菌数分剔为:灭茵土壤:2.54X I0sCfulg根、9.67X10‘C助根和6.90X10‘C的根:不灭菌土壤:8.87XI丫C帅根、1.41XIO’C帅$和7.71XI0、的$.随时间增长,定殖数量均降低。最后,LIt-c4B3fHB在40天后就己低出检测水平。③三株标记菌株垂直方向上}主要的定殖均在0-7cm(或0-scm)根段,越向下,定殖数量越低。只有ASI.867.L官在8-16cm根层铡出1.87X10\的根0 天后)。……   
[关键词]:微生物肥料;作用机理;植物激素;有机酸;定殖
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国农业科学院2000年