Burkholderia susongensis L226提高玉米對(duì)土壤鉀素利用效應(yīng)及其機(jī)制研究
本文選題:鉀素流失 + 鉀肥利用率; 參考:《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:近些年來(lái),我國(guó)對(duì)鉀肥的需求與使用量在逐年增加。然而每年進(jìn)口的鉀肥使用量占據(jù)國(guó)內(nèi)鉀肥總需求量的70%以上,嚴(yán)重威脅了我國(guó)的糧食安全。與此同時(shí),由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的鉀肥過(guò)度使用,最終導(dǎo)致了低的鉀肥利用率。本研究具有產(chǎn)胞外多糖的植物促生細(xì)菌提高植物對(duì)土壤鉀素利用以及減少鉀肥淋失的微生物調(diào)控機(jī)制,對(duì)于緩解我國(guó)缺鉀壓力,保障糧食產(chǎn)量具有重要意義。選取了實(shí)驗(yàn)室保藏的六株產(chǎn)胞外多糖菌株(L226、M72、M78、B23、B17-1、C52)作為供試菌株,篩選具有促生特性且生物量大的植物促生細(xì)菌。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),L226與B17-1較其余菌株,能產(chǎn)鐵載體、IAA以及精氨酸脫羧酶,且能顯著提高玉米干物質(zhì)量,因此是較為合適的植物促生細(xì)菌。K~+吸附特性試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),菌株L226吸附鉀素并緩慢釋放K~+的趨勢(shì)最為理想。隨著菌株進(jìn)入指數(shù)生長(zhǎng)期,開(kāi)始生成胞外多糖等物質(zhì)吸附K~+,使得發(fā)酵液中K含量降低,第10d時(shí)(菌株處于生長(zhǎng)穩(wěn)定期)達(dá)最大吸持率8.40%。之后隨著菌體的衰亡,細(xì)胞裂解緩慢釋放K~+,發(fā)酵液中的K含量又上升,這與菌體內(nèi)鉀素含量變化趨勢(shì)相反。結(jié)合鉀離子吸附特性試驗(yàn)與植物促生特性,最終選取菌株L226作為盆栽與淋濾試驗(yàn)的菌株,通過(guò)與不同梯度鉀肥配施,研究植物促生細(xì)菌如何提高玉米對(duì)土壤鉀素利用以及減少鉀肥淋失的調(diào)控機(jī)制。結(jié)果表明,1)淋濾試驗(yàn)中,菌株L226通過(guò)產(chǎn)生的胞外多糖的吸附作用,吸附鉀素從而減少鉀肥的淋失,且隨著鉀肥比率的增加,菌株對(duì)鉀的吸持效果越好;2)盆栽試驗(yàn)中,在80%K的施鉀水平下,菌株L226對(duì)玉米生長(zhǎng)以及吸收土壤鉀素的效應(yīng)最好,且以接菌后第20 d作用最明顯;3)接菌能顯著提高根際土壤細(xì)菌數(shù)量與多糖含量,促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收;4)接菌能顯著提高玉米鉀含量、鉀素累積量、鉀素生理效率、鉀肥利用率以及可溶性糖含量,從而提高植株對(duì)土壤鉀素的利用;5)不施鉀條件下,菌株通過(guò)動(dòng)員土壤中的鉀供植物利用;而施鉀條件下,菌株可以促進(jìn)非根際土中的交換態(tài)鉀向根際轉(zhuǎn)移,并將根際交換態(tài)鉀轉(zhuǎn)換為水溶性鉀,通過(guò)鉀素形態(tài)的改變,提高玉米對(duì)鉀素的利用;6)試驗(yàn)后期,菌體細(xì)胞衰亡,釋放的鉀素供植物吸收利用,起到了較好的保鉀與釋鉀功能。對(duì)實(shí)驗(yàn)室保藏菌株L226進(jìn)行了分類(lèi)學(xué)地位研究,綜合菌株L226的基因型特征、形態(tài)學(xué)特征、生理生化特性以及化學(xué)組分特征,確定菌株L226為Burkholderia屬的一個(gè)新種,命名為Burkholderiasusongensis sp.nov.。
[Abstract]:In recent years, the demand and use of potash fertilizer in China is increasing year by year. However, the annual import of potash fertilizer occupies more than 70% of the total demand for potash fertilizer in China, which seriously threatens the food safety of China. At the same time, due to the excessive use of potash fertilizer in agricultural production, the utilization rate of potassium fertilizer is low. The biological control mechanism of plant growth promoting bacteria of polysaccharide to improve the utilization of soil potassium and reduce the loss of potassium fertilizer is of great significance for alleviating the potassium deficiency in China and ensuring grain yield. Six strains of extracellular polysaccharide (L226, M72, M78, B23, B17-1, C52) in the laboratory are selected as the tested strains, and the strains are screened to promote the growth of the bacteria. The experiment found that L226 and B17-1 can produce iron carrier, IAA and arginine decarboxylase, and can significantly improve the quality of dry matter of maize. Therefore, it is a more suitable test for.K~+ adsorption characteristics of plant growth promoting bacteria. It is the most ideal of the strain L226 to adsorb potassium and slow release K~+. When the strain entered the exponential growth period and began to produce extracellular polysaccharide and other substances to adsorb K~+, the content of K in the fermentation broth was reduced, and 10d (strain was in the stable period of growth) reached the maximum holding rate of 8.40%.. With the decay of the bacteria, the cell lysis slowly released K~+, and the content of K in the fermentation broth increased, which was related to the change trend of potassium content in the bacteria. In combination with potassium ion adsorption characteristics test and plant growth promoting characteristics, the strain L226 was selected as the strain of potted and leachate test. Through the application of different gradient potassium fertilizer, the regulation mechanism of plant growth promoting bacteria on soil potassium utilization and reduction of potassium leaching was studied. The results showed that, 1) the strain L226 was used in the leaching test. After the adsorption of extracellular polysaccharide, potassium fertilizer was adsorbed to reduce the leaching loss of potassium fertilizer, and with the increase of potassium fertilizer ratio, the better the absorption effect of the strain on potassium; 2) in the pot experiment, the effect of strain L226 on the growth of maize and the absorption of potassium in soil was best under the potassium application level of 80%K, and the effect of twentieth d after receiving bacteria was the most obvious; 3) Bacteria can significantly increase the number of bacteria in rhizosphere soil and polysaccharide content, promote the absorption of plants to nutrients; 4) the increase of potassium content, potassium accumulation, potassium physiological efficiency, potassium fertilizer utilization and soluble sugar content can improve the utilization of potassium in soil; 5) under the condition of non potassium application, the strain can mobilize the soil by mobilizing the soil. Potassium is used for plants, but under the condition of potassium application, the strain can promote the transfer of exchangeable potassium in the non rhizosphere soil to the rhizosphere, and convert the exchangeable potassium in the rhizosphere to water-soluble potassium. By the change of the potassium form, the use of potassium in maize is improved. 6) the later period of the experiment, the cell cell decline and the release of potassium for plant absorption and utilization, it has played a better guarantee. The function of potassium and potassium release. The taxonomic status of the laboratory preserved strain L226 was studied. The genotypic characteristics, morphological features, physiological and biochemical characteristics and chemical composition characteristics of the strain L226 were synthesized, and the strain L226 was a new species of Burkholderia, named Burkholderiasusongensis sp.nov...
【學(xué)位授予單位】:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:S513;S182
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本文編號(hào):1978323
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