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三叶草根际溶磷菌特性及其促生效果研究

作　者: 朱颖
导　师: 姚拓
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 草地生物多样性
关键词: 根瘤菌溶磷菌分泌IAA细菌溶磷能力互作红三叶生长特性
分类号: S541.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

利用PKO、蒙金娜培养基从兰州地区三叶草(红三叶、白三叶)根际共分离、筛选出45株菌株,采用溶磷圈法和钼蓝比色法等方法测定其溶磷特性;用比色法(Spot比色剂和S2比色剂)测定各菌株分泌植物生长素(IAA)能力;利用盆栽试验测定单菌株及其组合处理对红三叶(Trifolium pratense L.)生长特性及N、P营养影响,结果表明:1)三叶草根际存在溶磷细菌,其根际数量分布特点为:RS>RP>NRS>HP,70%以上分布在根表(RP)和根系土壤(RS)中。在分离到的45株菌株中,23株具有溶磷能力,红三叶根际8株,白三叶根际15株,其中10株既能溶解有机磷又能溶解无机磷。各菌株以磷酸三钙为唯一磷源时,有效磷增量为5.0~666.0 mg/L。以卵磷脂作为有机磷磷源,有效磷增量0.39~58.42 mg/L。分离到的45株菌株中21株具有分泌IAA能力,其中10株是溶磷菌株。经S2比色剂测定各菌株分泌IAA量在0.003~23.873 mg/L之间。2)pH值对各菌株溶磷能力影响差异较大。在无机磷培养液中,菌株lhs4培养液的pH(4.46)较对照降低2.54,有效磷增量较对照增加556.3 mg/L。也有菌株呈现相反结果(如菌株lhs3)。总有机酸量与菌株培养液有效磷增量之间也存在类似现象。进一步分析pH值、总有机酸量与有效磷增量相关性发现:各菌株有效磷增量与pH值和总有机酸量无明显相关性。有机磷培养液中菌株有效磷增量与pH具有显著相关性(r=-0.649,P<0.01),但仍有部分菌株pH值相近,有效磷增量相差一倍(如菌株ls3-5和ls1-1)。3)能产生有机酸的各菌株处理,有机酸种类差异较大。活体菌株处理培养液中均含有乙酸,大部分菌株培养液中测定出草酸、酒石酸、乳酸。不同活体菌株产生有机酸数量存在差异,如乙酸范围为41.597~237.909 mg/L。同一活体菌株不同有机酸数量也存在差异。lhs11和lhs8两活体菌株处理培养液中草酸和柠檬酸消失。灭活处理后,lhs11’、ls3-5’、lhs8’和Hsg’培养液中出现了柠檬酸,并且部分菌株培养液中有机酸含量较对照增加,如ls2-13’培养液中苹果酸含量,说明菌株细胞内含有多种有机酸。菌株活体处理ls2-13、lhs11、ls3-5和lhs8总有机酸量较活体菌株处理增加。活体菌株处理培养液有效磷增量均大于100 mg/L。菌株灭活处理培养液有效磷增量在53.8~124.2 mg/L之间。说明培养液中的有机酸能促进难溶性磷酸盐溶解。综合分析各有机酸作用强弱:柠檬酸、草酸>酒石酸、苹果酸>乙酸;活体菌株lhs6处理有机酸作用强弱不呈现上述趋势。4)各处理培养液有效磷增量各异。无机磷培养液:单菌株处理有效磷增量在14.6~307.6 mg/L之间。根瘤菌(A处理)具有一定溶磷能力,但有效磷增量小于溶磷菌株有效磷增量。两两菌株组合处理AD、AB和BD有效磷增量表现1+1>2的溶磷效果。多菌株组合处理ACD有效磷增量较各单菌株处理显著升高(P<0.01),但未表现1+1+1>3的溶磷效果。有机磷培养液:单菌株处理,有效磷增量最大为D处理(11.11 mg/L)。根瘤菌(A处理)具有一定溶磷能力,但较溶解有机磷菌株弱。菌株组合仅AC处理有效磷增量较单菌株接种有效磷增量升高,未表现出加成效应。5)各处理培养液pH值和总有机酸含量不同。无机磷培养液中,C和ABD两菌株处理有效磷增量较高,pH较大。菌株B处理pH值较大(5.84),有效磷增量较小(14.6 mg/L)。有效磷增量与pH值和总有机酸量无明显相关性。有机磷溶液中有效磷增量与pH也不存在明显相关性。6)各处理均能分泌IAA,但分泌IAA量差异较大。菌株两两组合中AD组合处理表现出1+1>2的效果,较A和D两单菌株分泌IAA量之和增加79.54%。各菌株与B菌株组合后,分泌IAA能力均较B菌株单独培养分泌IAA能力降低,其降低范围在14.06%~47.43%之间。ABCD菌株组合处理IAA分泌量较A单独接种IAA分泌量增加59.06%。7)各处理均可影响红三叶生长和品质,与对照相比促生效应差异较大。单菌株接种,红三叶株高增加明显,两两菌株组合次之。对于根长、地上植物量和地下植物量,两两菌株组合效果最佳,其次是单菌株接种处理。与对照相比,A、AC、AD、BC和BCD五种处理可促进磷素吸收。其他各菌株处理红三叶磷含量均小于对照,但与对照无显著差异(P<0.05)。综合各处理对红三叶生长指标影响,单一菌株A处理效果最佳,两两菌株组合AD促生效果明显,各生长指标分别较对照增加19.23%、86.07%、3.94%和151.33%。多菌株组合ACD对各生长指标的影响明显(株高增加5.28%;地上植物量增加83.14%;根长减少9.82%;地下植物量增加118.43%),对红三叶氮、磷吸收作用,菌株ABCD和BCD处理红三叶粗蛋白较对照(19.63%)增加明显(14.63%和1.38%)。菌株处理ABCD红三叶磷含量较对照增加5.22%。综合地上植物量和植株粗蛋白含量结果,CD菌株处理红三叶粗蛋白含量21.21%,地上植物量较对照增加85.15%,表现出良好的促生效果,可作为复合菌肥材料作进一步研究。

全文目录

摘要  7-9
Summary  9-15
前言  15-17
1 文献回顾  17-26
  1.1 植物根际促生菌（PGPR）含义  17
  1.2 PGPR 菌主要种类  17-19
    1.2.1 根瘤菌类  17-18
    1.2.2 溶磷菌类  18-19
    1.2.3 分泌植物激素菌类  19
  1.3 PGPR 研究进展  19-22
    1.3.1 研究方法  19-21
    1.3.2 作用机理  21-22
  1.4 PGPR 国内外研究现状  22-26
    1.4.1 固氮菌类  22-23
    1.4.2 溶磷菌类  23-24
    1.4.3 分泌生长素类菌  24
    1.4.4 菌间互作研究  24-26
2 材料和方法  26-33
  2.1 样品采集  26-28
    2.1.1 采样地概况  26
    2.1.2 根瘤菌、溶磷菌分离筛选  26-28
  2.2 溶磷特性测定  28-29
    2.2.1 定性测定  28
    2.2.2 定量测定  28
    2.2.3 有机酸种类及含量测定  28-29
  2.3 分泌植物生长素（IAA）能力测定  29
    2.3.1 培养基  29
    2.3.2 定性测定  29
    2.3.3 定量测定  29
  2.4 菌株间互作  29-30
    2.4.1 菌种选择  29-30
    2.4.2 拮抗反应测试  30
    2.4.3 溶解无机磷特性测定  30
    2.4.4 溶解有机磷特性测定  30
    2.4.5 分泌IAA 能力测定  30
  2.5 促生特性测定  30-33
    2.5.1 供试植物  30-31
    2.5.2 土壤样品  31
    2.5.3 菌种  31
    2.5.4 实验设计  31
    2.5.5 播种  31
    2.5.6 测定指标及其方法  31-33
3 结果与讨论  33-56
  3.1 溶磷菌根际分布  33-34
  3.2 溶磷能力  34-43
    3.2.1 溶解磷酸三钙能力  34-37
    3.2.2 溶解卵磷脂能力  37-39
    3.2.3 有效磷增量与pH 值的关系  39-41
    3.2.4 溶磷能力与总有机酸含量的关系  41
    3.2.5 有效磷增量与有机酸种类及含量关系  41-43
  3.3 分泌植物激素菌类  43-44
  3.4 菌株间互作研究  44-50
    3.4.1 菌株间拮抗反应研究  44
    3.4.2 溶解无机磷能力  44-46
    3.4.3 溶解有机磷能力  46-47
    3.4.4 有效磷增量与pH 关系  47-48
    3.4.5 有效磷增量与总有机酸含量关系  48-49
    3.4.6 分泌IAA 能力  49-50
  3.5 促生特性研究  50-56
    3.5.1 生长特性  50-52
    3.5.2 磷元素吸收  52-54
    3.5.3 氮元素吸收及粗蛋白含量  54-56
4 问题与展望  56-57
5 结论  57-58
参考文献  58-63
导师简介  63-64
个人简介  64-65
致谢  65

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