高效解磷菌的筛选及其对玉米促生作用的研究论文

2024-05-15 10:57:22 来源: 作者:liyuan
摘要:文章从盐碱化耕地的农作物根际土壤中分离筛选出高效解磷菌,结合解磷菌筛选法和钼锑抗比色法评价菌株的解磷能力;通过平皿促生实验及盆栽促生实验分析菌种对玉米生长的影响。试验结果表明:试验菌HF6.0具有溶解无机磷的能力,可使发酵液中的有效磷含量增加144.607 mg/L,达到国标要求;解磷菌对玉米植株的促生效果显著,在改善盐碱化土壤的肥力方面具有极大的应用潜力。
摘要:文章从盐碱化耕地的农作物根际土壤中分离筛选出高效解磷菌,结合解磷菌筛选法和钼锑抗比色法评价菌株的解磷能力;通过平皿促生实验及盆栽促生实验分析菌种对玉米生长的影响。试验结果表明:试验菌HF6.0具有溶解无机磷的能力,可使发酵液中的有效磷含量增加144.607 mg/L,达到国标要求;解磷菌对玉米植株的促生效果显著,在改善盐碱化土壤的肥力方面具有极大的应用潜力。
关键词:根际;盐碱地;解磷菌
磷是除氮以外,较常见的限制植物生长的营养元素之一。然而,大部分土壤都是缺磷的,世界范围内共有57亿hm2土地因磷含量太低而不能维持较高的作物产量。从土壤中筛选高效解磷微生物,并将其研制成解磷菌剂拌种或直接施入土壤,能够将土壤中的难溶性磷活化出来,对持续高效的农业发展具有深远的战略意义[1-2]。
1实验材料与方法
1.1实验材料
玉米种子(来自北京德农郑单958)、LB培养基、无机磷培养基、无菌镊子、超净工作台、恒温培养箱、恒温摇床、离心机、分光光度计等。
1.2实验方法
1.2.1试验菌株平皿促生实验方法[3]
将试验菌株接种于适宜的液体培养基中进行过夜培养,将发酵液离心分离后用无菌水重悬,并对菌悬液进行适当稀释,使其OD600在0.08~0.1之间(此时活菌数在107数量级)。
将玉米种子表面消毒后置于已灭菌的装有湿润滤纸的无菌培养皿(直径为120 mm)中。每个平皿中播10粒种子,加入20 mL菌悬液,将培养皿置于30℃的人工气候箱内培养,定期观察种子的萌发情况,并适当补充等量无菌水,3~5 d后根据种子的生长情况评估菌株促生效果。
1.2.2试验菌株盆栽促生实验方法[3]
将试验菌株接种于适宜的液体培养基中进行过夜培养,将发酵液离心分离后用无菌水重悬,并对菌悬液进行适当稀释,使其OD600在0.8~1.0之间(此时活菌数在108数量级)。
玉米种子经表面消毒后催芽2~3 d,挑取发芽状态相似的种子播种于装有土壤培养基质的花盆内,每盆中约有250 g土壤基质,每个菌种播种5盆,每盆播2粒种子,随机排列。播种后,每盆加入菌悬液50 mL,空白对照组加入无菌水50 mL,对盆栽进行定期等量浇水。20~30 d后进行取样检测,取样时将作物整株从盆中取出,用清水将其根部泥土冲净,并用滤纸吸干水分。测量植株的株高、根长和地上部分鲜重,将植株的地上部分以105℃杀青10 min,80℃烘干至恒重,测定地上部分干重。
1.2.3试验菌株溶磷能力评价方法[4-5]
将菌种接种于已灭菌的装有适宜液体培养基的锥形瓶内,于30℃、200 r/min的恒温摇床内振荡培养24 h后,以2%的接种量接种于20 mL已灭菌的无机磷液体培养基内;于30℃、200 r/min的恒温摇床内振荡培养5 d,以接种等量无菌相应液体的培养基为空白对照。培养结束后测定发酵液的pH,并用钼锑抗比色法测定发酵液的有效磷含量。将试验菌株发酵液以点接法接种于难溶磷固体培养基平皿表面,30℃恒温培养,定期观察平板上有无溶磷圈出现。
2实验结果与分析
2.1试验菌株平皿促生实验结果
研究结果显示,12个菌种中,HF8.0、HF9.0、HF12.0、HF25.0菌株与解淀粉芽孢杆菌对照组相比,对玉米主根长的促生作用不明显;其余菌株对玉米主根长均有明显的促生效果。其中,菌株HF6.0对玉米主根长的促生效果最优,与对照组相比,其玉米主根的长度增加了74.0%。菌株HF4.0、HF13.0、HF27.0对玉米芽长的促生效果最好,与对照组相比,芽长分别增加了80.0%、80.0%和60.0%。12个菌种对玉米幼芽鲜重均无明显的促生作用。除菌株HF25.0、HF26.0外,其余菌种与对照组相比均能在一定程度上增加玉米幼苗根数。其中,HF13.0号菌剂的促生效果最好,与对照组相比,其使玉米幼苗根数增加了68.2%。试验菌株平皿促生初筛实验结果统计具体见表1。
2.2试验菌株盆栽促生实验结果
研究结果显示,对照菌株解淀粉芽孢杆菌使玉米幼苗株高提高5%,鲜重增加13%,干重增加28%。
其中,菌株HF6.0及HF28.0对玉米幼苗株高的促生作用最好,能使玉米幼苗株高增大18%左右。除菌株HF4.0、HF9.0、HF23.0、HF26.0外,其余8株菌对玉米幼苗株高的促生作用均优于解淀粉芽孢杆菌对照组。
12株试验菌中菌株HF4.0、HF6.0、HF8.0、HF15.0、HF26.0、HF27.0等对玉米植株的鲜重具有较为明显的促生作用,均能使玉米植株鲜重增加30%以上。菌株HF6.0、HF8.0、HF26.0、HF 27.0、HF28.0等对玉米植株干重的促生作用明显,均能达到60%以上。试验菌株玉米盆栽实验结果统计具体见表2。
2.3试验菌株溶磷能力评价结果
将选定的6株目标菌株接种于无机磷固体平板上,置于30℃恒温培养箱内培养5 d,试验菌株培养液于30℃、200 r/min振荡培养。培养结果显示,试验菌株中,菌株HF6.0具有溶解无机磷的能力,能使发酵液中可溶性磷的质量浓度升高144.607 mg/L,菌株HF26.0次之。各菌株发酵液pH及可溶性磷含量具体见表3。
3结语
从盐碱化耕地的农作物根际土壤中分离筛选出12株菌株,通过平皿促生实验及盆栽促生实验筛选出对玉米具有促生作用的菌株,为微生物菌肥的菌种选择提供依据。通过钼锑抗比色法定量测定,菌株HF6.0具有溶解无机磷(磷酸钙)的能力,可使发酵液中有效磷的质量浓度增加144.607 mg/L,在改善盐碱化土壤的肥力方面具有很好的应用潜力。
参考文献
[1]王庆仁,李继云,李振声.植物高效利用土壤难溶态磷研究动态及展望[J].植物营养与肥料学报,1998(2):107-116.
[2]苏德纯.从土壤磷的空间分布特征探讨提高磷肥及土壤磷有效性的新途径[J].中国农学通报,1995(1):38-40.
[3]崔晓双,王伟,张如,等.基于根际营养竞争的植物根际促生菌的筛选及促生效应研究[J].南京农业大学学报,2015,38(6):958-966.
[4]农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所.微生物肥料生产菌株质量评价通用技术要求:NY/T 1847-2010[S].北京:中国标准出版社,2010.
[5]农业部微生物肥料质量监督检验测试中心,中国农业科学院土壤肥料研究所.磷细菌肥料:NY 412-2000[S].北京:中国标准出版社,2000.
