【摘要】：溶磷解鉀微生物菌劑是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的微生物肥料。已有的研究表明巨大芽孢桿菌具有較強的溶磷能力,可以活化土壤中固定態(tài)磷;膠質(zhì)芽孢桿菌具有較強的解鉀能力,可以活化土壤中礦物鉀和緩效鉀,提高其在土壤中的有效性。然而,關(guān)于溶磷解鉀微生物菌劑(有效菌為巨大芽孢桿菌與膠質(zhì)芽孢桿菌)的研究主要集中在褐土與潮褐土的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中,在冀北壩上栗鈣土上未檢索到相關(guān)報道。因此,本研究以冀北壩上冷涼蔬菜和溶磷解鉀微生物菌劑為主要對象,開展田間小區(qū)試驗探索溶磷解鉀菌劑對冷涼環(huán)境中蔬菜的促生效果和溶磷解鉀效應(yīng);在此基礎(chǔ)上進一步探究巨大芽孢桿菌和膠質(zhì)芽孢桿菌溶磷或解鉀的作用機制。主要研究結(jié)果如下:(1)明確了冀北壩上地區(qū)蔬菜施用微生物菌劑的效果試驗設(shè)4個不同菌劑用量處理,分別為0 L/hm~2、30 L/hm~2、60 L/hm~2、90 L/hm~2。與不施菌劑相比在葉菜類蔬菜(娃娃菜、大白菜)、果菜類蔬菜(西葫蘆、南瓜)、根菜類蔬菜(洋蔥、胡蘿卜)上施用菌劑90 L/hm~2,各類蔬菜增產(chǎn)和品質(zhì)提升效果最為顯著,其中娃娃菜、大白菜、西葫蘆、南瓜、洋蔥、胡蘿卜分別增產(chǎn)13.6%、17.9%、14.7%、15.1%、15.5%、16.5%。各類蔬菜品質(zhì)顯著提升,增幅為Vc 8.93~54.8 mg/100g、可溶性蛋白質(zhì)0.77~3.00 mg/g、可溶性糖含量0.12~0.48個百分點。同時,施用菌劑90 L/hm~2,土壤堿性磷酸酶含量、土壤有效磷、速效鉀含量提升幅度最為顯著,分析收獲后的土壤,其中白菜、娃娃菜、西葫蘆、南瓜、胡蘿卜、洋蔥的土壤堿性磷酸酶活性分別增加79.0%、81.9%、19.1%、61.4%、27.7%、17.0%,土壤有效磷含量分別增加42.4%、50.2%、190%、10.6%、50.2%、101%,土壤速效鉀含量分別增加57.0%、34.3%、31.6%、20.2%、69.5%、27.4%。(2)明確了溶磷解鉀微生物菌劑活化土壤中磷鉀的效果試驗證明巨大芽孢桿菌與膠質(zhì)芽孢桿菌均可在高養(yǎng)分含量和低養(yǎng)分含量土壤中定殖。巨大芽孢桿菌和膠質(zhì)芽孢桿菌可以在低養(yǎng)分土壤中活化出22.5 mg/kg磷、39.1mg/kg鉀,其分別占土壤速效磷、鉀的97.8%和47.4%;可以在高養(yǎng)分土壤中活化出30 mg/kg磷、60 mg/kg鉀,其分別占土壤速效磷、鉀的11.8%和8.27%。因此,巨大芽孢桿菌和膠質(zhì)芽孢桿菌在低養(yǎng)分含量的土壤中活化磷鉀的效果較好。(3)揭示了溶磷解鉀微生物菌劑在冀北壩上土壤中的作用機制施用溶磷解鉀微生物菌劑增強了土壤中堿性磷酸酶活性,說明兩菌株可以通過酶解實現(xiàn)溶磷解鉀作用。掃描電鏡結(jié)果表明巨大芽孢桿菌與膠質(zhì)芽孢桿菌分別使磷礦石與鉀長石的顆粒明顯變小、邊棱消失、形狀近似球狀、顆粒間排列緊密。兩菌株接種168h,生長介質(zhì)中有效磷、速效鉀含量分別提升了288mg/kg、36.6 mg/kg,且與pH呈顯著負相關(guān),這說明兩菌株均可通過釋放有機酸、氫質(zhì)子使培養(yǎng)基pH下降而活化生長介質(zhì)中難溶態(tài)磷、鉀。綜上所述,含有巨大芽孢桿菌和膠質(zhì)芽孢桿菌的微生物菌劑可以通過酶解和酸解實現(xiàn)溶磷解鉀作用,并且其溶磷解鉀作用在低養(yǎng)分含量的土壤中較強。在冀北壩上冷涼地區(qū)施用菌劑90 L/hm~2可以顯著提高蔬菜產(chǎn)量,并改善蔬菜品質(zhì)。
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S63;S144
【圖文】：

30℃、200 r/min 條件下培養(yǎng) 7 d，以加等量無菌水為對照，共兩個處理每個處理 7 重復(fù)。（3）試驗處理CK：不接菌，接入等量無菌水 T：接菌（每個處理重復(fù) 7 次）（4）測試指標(biāo)：于試驗開始后 0 h、12 h、24 h、48 h、72 h、120 h、168 h 測定上液中 pH、有效磷含量。3.1.2 結(jié)果與分析（1）電鏡掃描對比由圖 3-1 a 為不加巨大芽孢桿菌處理 168 h 后的磷礦粉掃描電鏡圖，b 為加巨芽孢桿菌處理 168 h 后磷礦粉的電鏡掃描圖。同樣在放大 2.0 KX 時，可以看到?jīng)]用巨大芽孢桿菌處理的磷礦粉顆粒較大、且顆粒間空隙較大；與對照相比巨大芽孢菌處理的磷礦粉顆粒變小、顆粒與顆粒間更加緊密、磷礦粉變的更加細膩。這可能因為巨大芽孢桿菌在生長繁殖過程中會產(chǎn)生有機酸、質(zhì)子、多糖等代謝產(chǎn)物，這些謝產(chǎn)物會通過磨蝕、酸解等一系列作用使磷礦粉分解并釋放出有效磷，從而使磷礦顆粒變小。

試驗處理CK：不接菌，接入等量無菌水 T：接菌（每個處理重復(fù) 7 次）測試指標(biāo)：與試驗開始后 0 h、12 h、24 h、48 h、72 h、120 h、168 h 測定上 pH、有效鉀含量。 結(jié)果與分析電鏡掃描對比由圖 4-1 a 為不加膠質(zhì)芽孢桿菌的鉀長石掃描電鏡圖，b 為加膠質(zhì)芽孢桿菌處石的電鏡掃描圖。同樣在放大 2.0 KX 時，可以看到?jīng)]有用膠質(zhì)芽孢桿菌處理石顆粒較大、形狀不規(guī)則、有棱有角，且鉀長石顆粒間排列雜亂無章；與對照質(zhì)芽孢桿菌處理條件下鉀長石顆粒變小、邊棱消失、形狀規(guī)則近似球狀、鉀長間排列緊密。由兩張電鏡掃描圖對比可以推斷膠質(zhì)芽孢桿菌可以有效的分解鉀使鉀長石顆粒分解變小。這可能是因為膠質(zhì)芽孢桿菌在生長繁殖過程中會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，其中有機酸、質(zhì)子與 CO2可以使 pH 降低從而使鉀長石被酸解，莢也是膠質(zhì)芽孢桿菌生長繁殖過程中的代謝產(chǎn)物，其可以與菌體共同作用通過磨合作用分解鉀長石并釋放出有效鉀，從而使鉀長石顆粒變小。

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本文編號：2776262