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摘 要: 摘要:解磷微生物能夠活化土壤中的難溶性磷,篩選杉木(Cunninghamialanceolata)根際高效解磷菌對于緩解南方紅壤區(qū)杉木人工林土壤的磷素受限問題具有重要現實意義.以南方紅壤區(qū)不同林齡(2,4,10,15a)杉木人工林下的根際土壤為研究對象,通過平板分離初篩菌株、液體發(fā)
摘要:解磷微生物能夠活化土壤中的難溶性磷,篩選杉木(Cunninghamialanceolata)根際高效解磷菌對于緩解南方紅壤區(qū)杉木人工林土壤的磷素受限問題具有重要現實意義.以南方紅壤區(qū)不同林齡(2,4,10,15a)杉木人工林下的根際土壤為研究對象,通過平板分離初篩菌株、液體發(fā)酵復篩菌株和16SrDNA 測序,篩選、鑒定高效根際解磷菌,采用單因素實驗和正交試驗確定高效解磷菌的最優(yōu)培養(yǎng)條件.實驗結果表明:1)15a杉木根際土壤的解無機磷菌與解有機磷菌數量分別為3.64×105和2.14×105cfu/g,均顯著高于其他林齡(p<0.05),且各林齡解磷菌類型間存在顯著差異(p<0.05);2)篩選出25株解無機磷菌和20株解有機磷菌,經平板初篩、液體發(fā)酵復篩和16SrDNA 測序鑒定,分別得到一株解磷效果顯著(p<0.05)的解無機磷菌株 W1(溶磷量238.08μg/mL,不動桿菌屬(Acinetobactersp.))和解有機磷菌株 Y9(溶磷量15.04μg/mL,克雷伯氏菌屬(Klebsiellasp.));3)優(yōu)化后 W1的最佳培養(yǎng)條件為1.0%(質 量 分 數)葡 萄糖、1.50%(質量分數)酵母粉、初始pH7.5、裝液量30mL、接 種 量3%(體 積 分 數)、溫 度40 ℃,Y9的最佳培養(yǎng)條件為0.5% 葡萄糖、1.25%酵母粉、初始pH6.0、裝液量20mL、接種量9%、溫度28℃.上述結果可為杉木根際解磷微生物的開發(fā)利用提供數據支持.
關鍵詞:杉木;解磷菌;篩選;鑒定;培養(yǎng)條件優(yōu)化;紅壤區(qū);中國南方
磷是植物生長發(fā)育、結構組成和生理生化過程的關鍵元素之一,在農業(yè)生產上常通過大量施用磷肥來滿足作物對磷元素的需求,但磷肥極易與金屬離子形成不溶性磷酸鹽進而對磷素起到固定作用[1],這極大限制了肥料的利用效率[2-3].因此,如何活化土壤中難溶態(tài)磷并提 高 其 轉 化 利 用 效 率 成 為 當 前 土 壤 化 學 的研究熱點之一[4].
我國南方林區(qū)土壤的有效磷含量極低[5],95%~99%的磷以難溶態(tài)存在[6],嚴重制約著南方重要用材樹種杉 木(Cunninghamialanceolata)人 工 林 的 可 持續(xù)經營[7-9].針對杉木人工林經營中面臨的低磷脅迫,諸多學者從施肥[10]、樹種共生[11]、硅肥配施[12]等方面做了 大 量 有 益 嘗 試,雖 取 得 了 一 些 成 效,但 依 舊 無 法有效、低成本地改善杉木人工林下土壤速效磷短缺的情況.針對南方林區(qū)杉木林地的磷素受限問題,如 何有效提升杉木對磷的利用效率,對杉木人工林的可持續(xù)經營具有重要的現實意義.
活躍在植物-土壤接觸面上的微生物群落對于維持植物生長發(fā)育和植物健康起著重要作用[13].現有研究認為根際微生物是農作物根際的核心,在改善土壤理化性質方面發(fā)揮了極大的作用[14-16].利用根際微生物改善林木對營養(yǎng)元素的吸收狀況已有諸多嘗試,前期研究從 紅 樹 林(mangrove)[17]、巨 尾 桉(Eucalyptusgrandis)[18]、馬 尾 松 (Pinusmassoniana)[19]、楓 香(Liquidambarformosana)[20]、降 香 黃 檀 (Dalbergiaodorifera)[21]等植 物 根 際 篩 選 出 了 一 批 具 有 顯 著 解磷效果的根際微生物[22-23],這為提升杉木在困難立地條件下的養(yǎng)分吸收效率提供了新思路.吳則焰等[24]提出杉木連栽導致土壤養(yǎng)分逐代降低,進而表現為不同林齡杉木的根際微生物群落存在較大差異.杉木根際磷素含量隨著林齡的增加而降低[25],中幼齡杉木人工林下的土壤微生物數量顯著高于其他林齡[26],且中幼林對 養(yǎng) 分 需 求 量 大.因 此,本研究以不同林齡杉木 人工林 為 研 究 對 象,以 杉 木 根 際 土 壤 為 供 試 土 壤,通 過平板定性與搖瓶定量篩選出高效解磷菌,鑒定高效解磷菌 株 類 型.在 此 基 礎 上,通過單因素實驗與正交 試驗優(yōu)化高效解磷菌生長條件,以期獲得具有較高解磷能力和生長量的菌株,為利用根際微生物提升杉木人工林對根際無效磷的吸收利用效率奠定實驗基礎,亦可探索利用 解 磷 菌 改 善 杉 木 人 工 林 地 力 衰 退 問 題 的可行性.
1 材料與方法
1.1 實驗材料
供試土壤樣品采集于福建省南平市建陽區(qū)溪東國有林場(118°08′~120°31′E,26°40′~27°20′N),地處武 夷 山 脈 南 側,屬 于 典 型 的 中 亞 熱 帶 季 風 氣 候,冬溫夏熱,四季分明,季風發(fā)達,年均降水量1700mm,年蒸發(fā)量1500mm,年均溫大于18℃,十分有利于杉木的 生 長 發(fā) 育.林 場 前 身 為 低 產 低 效 馬 尾 松 人 工 林,2008—2010年逐年砍伐后營造杉桐混交林[27],林 下植被 種 類 主 要 有 苦 竹 (Pleioblastusamarus)、芒 萁(Dicranopterisdichotoma)、觀 音 座 蓮(Strobilanthescyclus)、黃瑞木(Adinandramillettii)等.
1.1.1 土壤樣品采集及理化性質測定
本實驗選取中幼林齡(2,4,10,15a)杉木人工林,各取3塊具有代表 性 的20m×20m 樣 地,每 塊 樣 地采用五點取樣法,鏟去表土后深挖10~20cm,選取具有完 整 根 系 的 土 體,采用抖落法采集根際土壤,同 一樣地各取樣點土壤均勻混合并標號處理,同時采集非根際土壤進行標號處理,將土樣裝入冰盒帶回至冰箱(4 ℃)保存.其中新鮮根際土樣用于菌株篩選,非根際土樣待風干過篩后進行理化性質測 定(表1),土 壤 類型均 為 紅 壤,其他理化性質采取常規(guī)測定方式:全 磷測定采用鉬銻抗比色法,有效磷測定采用鹽酸-硫酸浸提法,有機質測定采用重鉻酸 鉀-外 加 熱 法,全 氮 測 定采用半微量凱氏法,水解氮測 定 采 用 堿 解-擴 散 法,全鉀測定采用堿熔-火焰光度法,速效鉀測定采用乙酸銨浸提-火焰光度法,pH 測定采用電位法[28].
1.1.2 培養(yǎng)基
李豆豆等[29]指出以磷酸三鈣為磷源時,菌株解磷量顯著高于其他磷源類型,因此采用磷酸三鈣無機磷培養(yǎng)基(葡萄糖10.0g,硫酸銨0.5g,硫酸鎂0.3g,氯化鈉0.3g,氯化鉀0.3g,硫酸亞鐵0.03g,硫酸錳0.03g,磷酸三鈣5.0g,瓊脂18.0g,蒸餾水1L,pH7.0~7.5)來 分 離 解 無 機 磷 菌 株.采用蒙金娜有機磷培養(yǎng)基(葡萄糖10.0g,硫酸銨0.5g,硫酸鎂0.3g,氯化鈉0.3g,氯化鉀0.3g,硫酸亞鐵0.03g,硫酸錳0.03g,卵磷脂0.2g,碳酸鈣5.0g,瓊脂18.0g,蒸餾水1L,pH7.0~7.5)來分離解有機磷菌株[30].發(fā) 酵基礎培養(yǎng)基選用 LB液體培養(yǎng)基(胰蛋白胨10.0g,酵母浸出粉5.0g,氯化鈉0.5g,pH7.0~7.2)[31].
1.2 解磷菌的篩選、鑒定及培養(yǎng)條件優(yōu)化
1.2.1 解磷菌分離與純化
取搖床震 蕩 后 的 土 壤 溶 液 上 清 液 成 倍 數(10-3,10-4,10-5)稀釋,涂于磷酸三鈣無機磷培養(yǎng)基和蒙金娜有機 磷 平 板 培 養(yǎng) 基 上,每 個 梯 度 設 置3組 重 復,置于28 ℃恒溫培養(yǎng) 箱 中(解 有 機 磷 菌 培 養(yǎng)3d,解 無 機磷菌培養(yǎng)7d)[32-33],記 錄 含 溶 磷 圈 菌 落 數.菌 落 的 純化采用劃線法并培養(yǎng)3~7d,純化后將單菌落轉移至牛 肉 膏 蛋 白 胨 斜 面 培 養(yǎng) 基 上,保 存 于 4 ℃ 冰 箱備用[34].
1.2.2 解磷菌篩選
解磷菌篩選采用平板初篩與搖瓶復篩.平板初篩需記錄各菌株的溶磷圈直徑、菌 落 直 徑 及 二 者 比 值,各菌株 設5組 重 復,取 平 均 值.搖 瓶 復 篩 需 將 初 篩 得到的菌株接種到液體培養(yǎng)基中,搖床培養(yǎng)7d(28 ℃,160r/min),對 培 養(yǎng) 好 的 菌 株 進 行 離 心 處 理 (4 ℃,10000r/min,10 min),利用鉬銻抗比色法檢測上清液中的溶磷量,判斷各菌株的溶磷能力.
1.2.3 16SrDNA 測序鑒定
利用16SrDNA 通用引物序列 F27和 R1492對篩選得到的細菌進行擴增,純化后送往上海邁浦生物科技有限公司進 行測序,將 測 序 結 果 提 交 至 RDP(http:∥rdp.cme.msu.edu/)及 NCBI(http:∥www.ncbi.nlm.nih.gov/)數 據 庫 中 進 行 序 列 比 對 分 析,選取與 GenBank中同源性最高的序列,初步鑒定菌株.
1.2.4 培養(yǎng)優(yōu)化
培養(yǎng)基組分 優(yōu) 化:采 用 不 同 碳 源(葡 萄 糖、蔗 糖、乳糖、可 溶 性 淀 粉、麥 芽 糖、甘 露 醇)代 替 基 礎 培 養(yǎng) 基中的碳源,根據菌液在600nm 下的吸光度(A600)確定最佳 碳 源.改 變 最 佳 碳 源 質 量 分 數 (0.5%,1.0%,1.5%)進行菌株培養(yǎng)以確定最佳濃度.最 佳 氮 源(硫酸銨、氯 化 銨、硝 酸 鉀、蛋 白 胨、酵 母 粉、尿 素)及 其 最適質量分數(0.5%,0.8%,1.0%,1.3%,1.5%)的確定采取相同方式.
培養(yǎng)條件優(yōu) 化:在其他條件不變的情況,分 別 改變菌株 發(fā) 酵 液 的 pH(5.0,6.0,6.5,7.0,7.2,7.5,8.0,9.0)、裝液量(10,20,30,40,60mL,于100mL發(fā)酵瓶)、接 種 量 (1%,3%,5%,7%,9%,均 為 體 積 分數)、培養(yǎng)溫度(20,25,28,30,35,40 ℃),測 量 對 應 的A600,確定對應的最適值.
正交試驗:根 據 單 因 素 實 驗 結 果,設 計 四 因 素 三水平正交試驗,基于初始pH 值(A)、裝液量(B)、接種量(C)、培養(yǎng)溫度(D)以及不同水平的培養(yǎng)條件進行優(yōu)化,每個處理設3個重復.
1.3 數據處理
采用 Exce12010軟件進行原始數據的整理、分析及圖像繪制,運用SPSS19.0軟件進行單因素方差分析(顯著水平0.05)和 最 小 顯 著 差 數(LSD)法 多 重 比較,采用 Pearson相關系數法確定 pH 與 溶 磷 量 之 間的相關關系,運 用 正 交 設 計 助 手Ⅱ v3.1處 理 正 交 試驗數據.
2 結果與分析
2.1 解磷菌的篩選結果
對分離出的菌落進行形態(tài)特征判斷,經福建省林業(yè)科學研究院形態(tài)學鑒定分析其培養(yǎng)形態(tài),發(fā)現4種不同林齡的杉木根際土壤解磷菌形態(tài)各異.所篩選出的解磷菌以不透明的白色、乳白色、淺黃色為主,菌落呈圓形、不規(guī) 則 形,邊 緣 基 本 整 齊,中 間 以 凸 起 為 主,菌株 表 面 大 多 光 滑.不同菌株的生長速度不一致,絕大多數菌株的生長速度較快,可在24h內生長為菌落成型;但亦存在解磷真菌在48h后才長勢較好,生長速度較緩慢.
不同林齡杉木根際解磷菌數量及種類亦存在差異(表2).從數量來看,杉木人工林下根際解無機磷菌的數量范圍為2.12×105~3.64×105cfu/g(cfu為菌落形成單位),解有機磷菌的數量范圍為1.31×105~2.14×105cfu/g.其中,15a杉木根際土壤的解無機磷菌數量和解有機磷菌數量均顯著高于其他林齡(p<0.05),且 類 型 數 最 多,而解有機磷菌類型數為 9,與4a杉木的類型數相同.
從以上 解 磷 菌 中 挑 選 解 磷 效 果 具 有 顯 著 優(yōu) 勢 的菌株進行溶磷實驗,對高效解磷菌進行16SrDNA 測序鑒 定.通 過 對 杉 木 根 際 解 磷 菌 進 行 平 板 初 篩,無 機磷培養(yǎng)基和有機磷培養(yǎng)基中均出現較明顯的透明圈,表明根際解 磷 微 生 物 能 夠 溶 解 無 機 磷 和 有 機 磷 并 轉化至可被植物或自身吸收利用的有效磷素.本研究共篩選得到具有較明顯作用的25株解無機磷菌株和20株解 有 機 磷 菌 株.對 以 上 菌 株 進 行 搖 瓶 復 篩 后 發(fā) 現,在固體培養(yǎng) 基 中 溶 磷 圈 直 徑 與 菌 落 直 徑 比 值 大 的 菌株,在液體培養(yǎng)基中的解磷能力并不一定顯著突出,這與黃鵬飛等[35]關于解磷菌在固體平板和液體培養(yǎng)兩種方式下 的 解 磷 效 果 并 不 存 在 線 性 關 系 的 研 究 結果一致.圖中數據字母不同表示差異顯著(p<0.05),下同.圖2 解無機磷菌株的溶磷量Fig.2 Phosphorussolubilizingcapacityofinorganicphosphorus-solubilizingstrain
解磷菌常通過分泌有機酸來溶解難溶性磷,發(fā)酵液的pH 降 低,從 側 面 可 反 映 出 菌 株 溶 磷 能 力 的 高低[36-37].本研究 在 探 究 解 無 機 磷 菌 株 的 溶 磷 能 力 時,對菌株培養(yǎng)液的pH 進行測定,所測值均低于對照組,這一結果進一步驗證了上述結論.發(fā)酵液 的無機磷溶解量與pH 呈極顯著負相關性(p<0.01,R2=0.7497,r=-0.8659),解磷能力強的菌株培養(yǎng) 液 pH 較 低,反之pH 較高,只有個別菌株呈現差異(圖1).有機磷溶解量 與 pH 的 相 關 關 系 并 不 顯 著(p>0.05),解 有機磷菌株的溶液pH 主要集中于6.58~7.42之間,僅菌株 Y3溶液的pH 為1.89,呈現出強酸性,與其他菌株差異較大,究其原因,可能是由于大部分解磷菌以酶解為主[38],而 Y3以分泌有機酸來發(fā)揮溶磷作用[39-40].
通過復篩,采用單因素方差分析各菌株的無機磷溶解量.無 機 磷 溶 解 量 較 空 白 對 照 組(CK)均 有 增 加(圖2),增量范圍為4.01~235.88μg/mL,溶 磷 量 范圍為6.31~238.08μg/mL.W1的解磷效果顯著高于其他菌株(p<0.05),溶磷量達238.08μg/mL;溶 解無機磷效果最差的是 W15,溶磷量僅為6.31μg/mL.W1溶磷量是 W15溶磷量的37.73倍.
有機磷溶解量較空白對照組均有增加(圖3),增量范圍為1.07~11.33μg/mL,溶磷量范圍為4.78~15.04μg/mL.Y9的解磷效果顯著高于其他菌株(p<0.05),溶 磷 量 達 15.04μg/mL;解磷效果最差的是Y10,溶磷量 僅 為4.78μg/mL.Y9溶 磷 量 為 Y10溶磷量的3.15倍.
2.2 菌株鑒定結果
經 PCR 擴 增 后 的 16SrDNA 基 因 序 列 (附 錄(http:∥jxmu.xmu.edu.cn/upload/html/20220115.html)圖S1和 S2)通 過 核 酸 BLAST 序 列 比 對 后,得到相似菌株的登錄號與相似度.經鑒定,W1為不動桿菌屬(Acinetobactersp.,登錄號 MZ145066.1)(圖4),Y9為克雷伯氏菌屬(Klebsiellasp.,登錄號 MZ145064.1)(圖5).
2.3 解磷菌培養(yǎng)條件優(yōu)化
綜合上 述 實 驗 結 果,選 用 解 無 機 磷 效 果 最 好 的W1與解有機磷效果最好的 Y9進行培養(yǎng)基組分優(yōu)化和培養(yǎng)條件優(yōu)化.圖5 菌株 Y9的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.5 PhylogenetictreeofstrainY9
2.3.1 單因素實驗篩選
菌株生長量對于不同碳源、氮 源、初 始 pH、裝 液量、接種量、溫度的響應有顯著差異(圖6).碳源是微生物進行新陳代謝等活動的主要能量來源[41].6種不 同 碳 源(葡 萄 糖、蔗 糖、麥 芽 糖、乳 糖、甘露醇和可溶 性 淀 粉)對 W1和 Y9的 生 長 量 的 影 響差異顯著,W1和 Y9以葡萄糖為碳源時的A600值均顯著高于其他碳源時,菌株生長效果最好(圖6(a)),其次為甘露醇、麥芽糖、乳糖、可溶性淀粉、蔗糖.故改變最適碳源葡萄糖的質量分 數(圖6(b)),W1在1.0%時生長量顯著大于其他質量分數時,而 Y9在0.5%時生長量最大.
氮源也是微生物生長發(fā)育的重要元素之一.當以酵母粉為唯一氮源時,W1和 Y9的生長量顯著大于其他氮源時(圖6(c)),其 次 為 蛋 白 胨,且 酵 母 粉 和 蛋 白胨對菌株生長量的影響顯著大于其他4種氮源.故設置含不同質量分數酵母粉的培養(yǎng)基,結果表明 W1在1.50% 時生長量顯著大于其他處理,而 Y9在1.25%時生長量最 大(圖 6(d)),且 質 量 分 數 升 高 時 菌 株 的A600值變化差異 并 不 明 顯,表 明 該 菌 株 對 高 濃 度 酵 母粉氮源變化并不敏感.
pH8.0 處 理 下 W1 生 長 量 最 大,但 pH 7.0 和7.5處理下差異 性 并 不 顯 著,故后續(xù)正交試驗采取上述3種初始pH 處理;而 Y9生長量主要在pH5.0~6.0之間呈上 升 趨 勢,后 續(xù) A600值 隨 著 pH 增 加 而 降低(圖6(e)).不 同 裝 液 量 下,菌 株 生 長 量 顯 著 不 同,W1與 Y9的最適裝液量均為30mL(圖6(f)).不同接種量下,3%,5%,7%接種量的 W1菌液A600值差異不顯著,而 Y9在9%接 種 量 時 生 長 量 顯 著 大 于 其 他 處理.溫度過高或過低也不利于菌株的生 長,35 ℃處 理下 W1生長量顯著大于其他處理,而 Y9生長量在28,30和35 ℃處理下的差異不顯著,因此設計正 交 試 驗進一步確定最適溫度.
2.3.2 正交試驗
設計正交試驗,選擇4個因素(初始 pH 值、裝液量、接種量和溫 度)及 每 個 因 素 設 定3個 水 平.W1的因素 A 為初始pH 值(7.0,7.5和8.0),因素 B 為裝液量(20,30和40mL),因素 C 為接種量(3%,5%和7%)、因素 D 為 溫 度(30,35和40 ℃).其 中,因 素 A對 W1生長量影響最大,因素C和 D次之,W1的最佳培養(yǎng)條件為A2B2C1D3,即初始pH7.5、裝液量30mL、接種量3%、溫度40 ℃(表3).
Y9的因素 A 為初始pH 值(5.0,6.0和6.5),因素 B為裝 液 量 (20,30 和 40 mL),因 素 C 為 接 種 量(5%,7%和9%)、因素 D 為溫度(28,30和35 ℃).由于RD>RB>RC >RA,4個因素對菌株生長的影響程度為溫度>裝液量>接種量>初始pH,則 Y9的最佳培 養(yǎng) 條 件 為 A2B1C3D1,即 初 始 pH 為6.0、裝 液 量20mL、接種量9%、溫度28 ℃(表4).
正交試驗結果與單因素實驗結果存在差異,表明各因素之間存在交互作用,而正交試驗結果更具備準確性.
3 討論與結論
逆境情況下,植物受環(huán)境影響會激發(fā)自身的應激性.鄒顯花等[42]提出杉木根系通過大量增生來應對低磷脅 迫,加快向地生長以應對高磷環(huán)境.當 土 壤 有 效磷含量豐富時,林木通過自身調節(jié)便可獲取足夠的營養(yǎng)元素,但處于低磷脅迫條件下的林木除自身的應激性外,還需要解磷微生物來推動土壤中無效磷元素的轉化以保證供給.
南方地區(qū)杉木人工林下土壤有效磷在固定作用的影響下含量降低,根際解磷微生物的應用能夠有效緩解低磷壓力[43].本研究在杉木根際篩選出的解無機磷菌 W1的 溶 磷 量 高 達238.08μg/mL,解 有 機 磷 菌Y9的溶磷量達15.04μg/mL.Y9菌株的有機磷溶解量大于范丙全等[44]在杉木根際篩選出的烏博內氏伯克霍爾德菌(Burkholderiaubonensis)的解磷菌P5(溶磷量為195.61mg/L),這可能是因為不同種類的微生物代謝機制具有多樣性,進而導致分泌物種類和數量的不同,影響解 磷 微 生 物 的 解 磷 能 力[45];但 也 有 研 究指出,微生物、土壤的空間異質性[46]以及生存環(huán)境[47]的差異均會對微生物與植物互作產生影響.
對兩株菌株基因序列進行 Blast對比得到 W1為不動桿菌屬,Y9為克雷伯氏菌屬.李文等[48]提出不動桿菌可以在農業(yè)中應用以提高磷素的溶解量,他所篩選出的JL-1菌株溶磷量為118.04mg/L,解磷效果顯著弱于 W1.李夢嬌等[49]研 究 得 出 克 雷 伯 氏 菌 屬(K. pneumoniae)對 于 增 強 植 物 的 溶 磷 能 力 具 有 重 要 作用,本研究的結果驗證了高效解磷菌 的溶磷作用顯著.莊馥璐等[46]將篩選出的不動桿菌屬 PsbM8菌 株回接擬南芥(Arabidopsisthaliana)后,根系附近有明顯的溶磷圈出現,進一步得出不動桿菌屬在解磷微生物的篩選與鑒定研究中應用較廣泛的結論.目前常見報道的解磷菌主要有固氮菌屬(Azotobacter)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽 孢 桿 菌 屬(Bacillus)、歐 文 氏菌屬(Erwinia)、根瘤菌屬(Bradyrhizobium)、青霉屬(Penicillium)、根 霉 屬 (Rhizopus)和 鏈 霉 菌 屬(Streptomyces)[9,34,46].下一步亦可針對不同種屬解磷菌的解磷效果差異進行探索.
選用高效菌株進行培養(yǎng)基組分和培養(yǎng)條件優(yōu)化,明晰菌株的最適宜生存環(huán) 境,促進其發(fā)揮最大功效,為日后田間根際大規(guī)模應用奠定基礎.培養(yǎng)基優(yōu)化實驗結 果 表 明:W1 菌 株 與 Y9 菌 株 分 別 以 1.0% 和0.5% 的葡萄糖為最佳碳源,這與李文等[50]提出的不動桿菌的最佳碳源為葡萄糖的結論一致;氮源的最佳選擇分別為1.50%和1.25%的酵母粉.南方紅壤區(qū)多呈酸性,Y9菌株偏向酸性環(huán)境,適宜應用于南方杉木根際;而 W1菌株偏向堿性環(huán)境,可在實際應用過程中加以調節(jié)土壤酸堿度,為 其 生 長 創(chuàng) 造 最 適 環(huán) 境.韋 宜慧等[51]在杉木根際篩選出烏博內氏伯克霍爾德菌的P5菌株生長的pH 最適范圍為5~6,最適溫度為25~30℃.目前發(fā)現的解磷菌的最優(yōu)培養(yǎng)條件偏向高溫環(huán)境,解 磷 菌 的 功 效 可 能 與 溫 度 密 切 相 關,針 對 杉 木 主產區(qū)土溫較低的情況,有效降低目前現有優(yōu)勢解磷菌的最優(yōu)培養(yǎng)溫度是值得探索的方向.
隨著微生物與植物互作機制研究的日趨完善,根際微生物在 解 決 林 木 根 際 營 養(yǎng) 元 素 脅 迫 問 題 領 域 中的應用前景將更加廣闊.現有研究主要探討解磷菌的篩選、鑒定、培養(yǎng)條件優(yōu)化及其作用機制,以期獲得菌株最 大 生 長 量,發(fā)揮高效解磷菌的最大效用.王 志 康等[52]提出土壤有機質含量、碳氮比等是解磷微生物發(fā)揮作用的限制因子.為了更好地將解磷微生物應用于實際生產,在下一步研究中應深入探討解磷菌與植物的互 作 機 制,可通過適當調控環(huán)境因子,提 升 為 解 磷微生 物 生 存、生長所能提供的最大資源供應量,以 滿足接種解磷菌的繁殖與生長需求,從而為利用微生物改善低磷脅迫環(huán)境提供最優(yōu)的菌種資源支持.——論文作者:趙 君1,饒惠玲1,王耘籽1,黃 偉1,吳承禎2,李 鍵1*
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