硅酸鹽礦物分解細(xì)菌的定向篩選及其活化土壤硅的研究.pdf

1、硅是植物健康生長(zhǎng)的有益元素。盡管土壤硅含量豐富，但其中大部分不能被植物吸收利用。硅酸鹽礦物分解細(xì)菌能夠分解土壤中鉀長(zhǎng)石、云母等硅酸鹽類原生態(tài)礦物，釋放出硅，從而提高土壤有效硅含量。目前關(guān)于此類細(xì)菌解鉀、溶磷的研究報(bào)道較多，而對(duì)其活化土壤硅的效能研究較為少見(jiàn)。本文從定向篩選多功能硅酸鹽礦物分解細(xì)菌入手，研究了不同菌株在土壤中的定殖動(dòng)態(tài)及其對(duì)土壤礦物硅的活化效能及途徑；并通過(guò)盆栽試驗(yàn)研究不同菌株對(duì)植物的促生效應(yīng)及其機(jī)制，以期為硅酸鹽礦物分解

2、細(xì)菌改善土壤硅素營(yíng)養(yǎng)及硅酸鹽菌劑的科學(xué)應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)途徑。
　　 本研究以菌株產(chǎn)IAA、鐵載體及釋硅能力為篩選指標(biāo)，從本實(shí)驗(yàn)室保存硅酸鹽細(xì)菌中篩選到一株高效穩(wěn)定的鉀長(zhǎng)石分解細(xì)菌N1-1，通過(guò)16S rDNA序列分析將其初步鑒定為根瘤菌屬（Rhizobium sp.）。該菌株為革蘭氏陰性，具有較好的固氮、溶磷及產(chǎn)精氨酸脫羧酶的能力，最適生長(zhǎng)溫度為28℃，在pH4.0-11.0范圍內(nèi)生長(zhǎng)良好，兼性厭氧。在添加鉀長(zhǎng)石的培養(yǎng)基中

3、振蕩培養(yǎng)7 d后，發(fā)酵液pH由原來(lái)的6.89下降到3.98，釋放出的硅、鐵元素含量分別比對(duì)照增加114.8％和133.1％。
　　 采用利福平和pPZP201-gfp分別標(biāo)記了篩選菌株N1-1和本實(shí)驗(yàn)室保存菌株Bacillusedaphicus NBT和Rhizobium sp.7G2，獲得了利福平抗性菌株N1-1R、NBT-R和GFP標(biāo)記菌株7G2-gfp。標(biāo)記菌株在水稻土中的定殖試驗(yàn)表明，菌株N1-1R和NBT-R能在水稻土

4、中很好定殖，并于48 d時(shí)數(shù)量還能維持在103-104 cfu·g-1土，且在滅菌土壤中的定殖水平高于未滅菌土壤。3株菌中，菌株NBT-R定殖能力最強(qiáng)，接該菌處理14 d時(shí)土壤總細(xì)菌、放線菌數(shù)量增加，真菌數(shù)量減少。
　　 菌株對(duì)水稻土不同形態(tài)硅素活化試驗(yàn)表明：與不接菌對(duì)照相比，接菌N1-1R、7G2-gfp、NBT-R處理在7-23 d內(nèi)土壤水溶態(tài)硅含量均有減少。第23 d時(shí)接菌處理土壤水溶態(tài)硅含量比對(duì)照減少了15.2％-33.

5、4％，差異達(dá)顯著水平；接菌NBT-R處理48 d內(nèi)土壤活性硅含量均比對(duì)照增加，且在第7 d時(shí)增幅達(dá)14.9％，與對(duì)照差異顯著；接菌各處理23 d時(shí)土壤無(wú)定形硅含量比對(duì)照顯著增加，增幅為19.1％-43.1％。接菌并未改變硅素轉(zhuǎn)化平衡。48 d后接菌處理土壤有效硅含量均比對(duì)照增加，增幅為3.0％-8.2％，其中接菌NBT-R處理土壤有效硅含量與對(duì)照相比差異顯著。
　　 盆栽試驗(yàn)研究了供試菌株對(duì)水稻生長(zhǎng)、土壤有效硅含量及土壤微生物群