植物根際促生菌對(duì)藍(lán)莓根際土壤養(yǎng)分與微生物數(shù)量的影響

1、.植物根際促生菌對(duì)藍(lán)莓根際土壤養(yǎng)分與微生物數(shù)量的影響        植物根際促生細(xì)菌lant growth - promoting rhizobacteria，PGPR)是在植物根際系統(tǒng)定殖，能夠顯著促進(jìn)植物生長(zhǎng)或抑制病原菌活動(dòng)的一類有益細(xì)菌的總稱。它不僅具有普通土壤微生物的促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解與轉(zhuǎn)化、養(yǎng)分循環(huán)和吸收等作用，還對(duì)植物生長(zhǎng)及病害防治有極其顯著的作用h習(xí)。近年來(lái)研究證明，PGPR可以固定空氣中的氮?dú)?，提高土壤可溶性磷、分泌或誘導(dǎo)植物產(chǎn)生生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)（如IAA、GA等）、促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)和養(yǎng)分吸收利用、增強(qiáng)植物

2、對(duì)病原菌和環(huán)境脅迫的抗性、忍耐力和適應(yīng)性等功能。    藍(lán)莓(Paccinium sspL)，又名越橘、藍(lán)漿果，屬杜鵑花科Ericaceae）越桔屬accinium）漿果類經(jīng)濟(jì)林木。其天然資源豐富，風(fēng)味獨(dú)特，而且具有相當(dāng)好的營(yíng)養(yǎng)保健功效，有“水果皇后”美譽(yù)，經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高。藍(lán)莓具有根毛少、根淺等特性，根系多分布于淺層土壤中，要求土壤疏松，有機(jī)質(zhì)含量必須在3%以上，土壤pH值在4.05.0之間。由于藍(lán)莓栽培條件較為苛刻，有必要對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量、酸堿度、微生物及環(huán)境條件等進(jìn)行改良。接種PGPR，可以提高作物品質(zhì)與產(chǎn)量，普遍認(rèn)為是一種環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)有效的措施。本

3、研究利用從藍(lán)莓根際土壤中篩選出的幾種PGPR，結(jié)合藍(lán)莓盆栽試驗(yàn)，分析其對(duì)藍(lán)莓土壤養(yǎng)分與微生物數(shù)量的影響，確定利于藍(lán)莓生長(zhǎng)的優(yōu)良菌株，可為藍(lán)莓PGPR生物肥的研制與應(yīng)用提供理論依據(jù)。1  材料與方法1.1  試驗(yàn)地概況    試驗(yàn)于2011年3月中旬至10月在山東省林業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)苗圃進(jìn)行。土壤為潮土，堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為27. 96、26. 52、79.00 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為6.83 g/kg。1.2供試材料    供試材料為半高叢兔眼藍(lán)莓一年生組培苗，

4、青島沃林藍(lán)莓基地提供。4株P(guān)GPR (L12、L13、 L14和L15)是山東省林業(yè)科學(xué)研究院與山東農(nóng)業(yè)大學(xué)從藍(lán)莓根際土壤中利用保綠法和蘿l、子葉增重法分別篩選獲得；將篩選出的細(xì)菌分離物分別接種到NA液體培養(yǎng)基，37、180 r/min搖床培養(yǎng)48 h。利用平板計(jì)數(shù)法測(cè)定每毫升含菌量，計(jì)算菌液濃度，并用無(wú)菌水稀釋至2×los cfu/ml。1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)    采取盆栽試驗(yàn)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置5個(gè)處理：處理1，對(duì)照CK）；處理2，L12；處理3，L13；處理4，L14；處理5，L15。使用聚乙烯盆（30 cm×25 cm)

5、，按照草炭與土體積比1:3，硫磺粉15 9，將土壤、草炭、硫磺混勻，裝盆備用。定植藍(lán)莓苗，并分別將4種菌液與水按1:2的比例混勻，按照每盆40億微生物總量澆入，處理1用相同體積的無(wú)菌水代替，每處理重復(fù)5次，正常管理。1.4樣品采集及測(cè)定方法    2013年9月27日采用剝離法采集根際土：先帶土取出植株，輕輕抖落大塊不含根系的土壤 qE根際土），然后用力將根表面附著土壤全部抖落下來(lái)，迅速裝入塑料袋內(nèi)（根際土）。采集的根際土樣分為2份，一份自然風(fēng)干、過(guò)2  mm篩，用于測(cè)定土壤化學(xué)性質(zhì)，另一份于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定土壤微生物。土壤微生物

6、種群數(shù)量測(cè)定采用稀釋涂布平板法，測(cè)定細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基；測(cè)定真菌采用馬丁培養(yǎng)基+孟加拉紅+硫酸鏈霉素；測(cè)定放線菌采用改良高氏1號(hào)培養(yǎng)基+重鉻酸鉀。    土壤EC采用電位法水土比1:5）測(cè)定；堿解氮、有效磷、速效鉀的測(cè)定分別采用堿解擴(kuò)散法、0.5 mol/L NaHCO，浸提一鉬銻抗比色法、1 mol/L NH。OAc浸提一火焰光度法；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法一外加熱法。土壤脲酶采用苯酚鈉比色法，以培養(yǎng)24 h后1 9土壤中 NH，-N的質(zhì)量（mg）表示脲酶活性(1）；土壤過(guò)氧化氫酶CAT）采用高錳酸鉀滴定容量法，以20 min

7、后1 9土壤消耗的0.02 mol/L KMnO。的體積(m1）表示；土壤蔗糖酶采用3，5一二硝基水楊酸比色法，以24 h后1 9土壤中葡萄糖的質(zhì)量白g）表示蔗糖酶活性Sue）；土壤堿性磷酸酶用磷酸苯二鈉比色法，以培養(yǎng)24 h后1 9土壤中釋出酚的質(zhì)量（mg）表示。1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析    采用Word 2003制作圖表，DPSv 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。2  結(jié)果與分析2.1  不同菌株處理對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響    利用稀釋平板計(jì)數(shù)法測(cè)定的微生物數(shù)量占微生物總種群數(shù)

8、的0. 01% - 10%，雖然不能反映土壤中微生物的絕對(duì)數(shù)量，但其數(shù)量同樣對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境具有重要參考意義。一定程度上，土壤微生物的數(shù)量、類型及其變化反映了土壤有機(jī)碳的礦化速率及各種土壤養(yǎng)分的存在狀態(tài)，同時(shí)微生物種群結(jié)構(gòu)失衡是導(dǎo)致作物減產(chǎn)、土壤質(zhì)量下降、生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)與能量循環(huán)被破壞的主要原因之一。向土壤添加一定量的微生物，可能起促進(jìn)作用，增加土壤微生物種群類型及數(shù)量，也可能引起微生物種群間的競(jìng)爭(zhēng)，減少土壤微生物的種群類型及數(shù)量。表1顯示的是藍(lán)莓一個(gè)生長(zhǎng)周期的土壤微生物數(shù)量。處理L14的細(xì)菌數(shù)量最高，但與處理L13差異不顯著，處理L13、L14均顯著高于其他處理。放線菌數(shù)量介于細(xì)菌、真菌之間，且

9、4個(gè)處理之間差異顯著，與CK相比，處理L14、 L12、L13分別增加了334.57%、108.64%、61.73%。試驗(yàn)測(cè)得真菌數(shù)量明顯小于細(xì)菌、放線菌數(shù)量，處理L13比處理L14、L15、CK、L12分別增加了10.88%、30.82%、52.46%、65.90%。微生物總量的規(guī)律與細(xì)菌、真菌變化規(guī)律基本一致，表現(xiàn)為處理L14> L13>CK> L12> L15。2.2  不同菌株處理對(duì)藍(lán)莓土壤養(yǎng)分的影響    由表2可以看出，處理L13、L12的土壤電導(dǎo)率分別比CK增高了14.12%、6.05%

10、，且差異顯著；處理L14、L15則分別比CK降低了27.38%、24.50%，且兩處理間差異不顯著，說(shuō)明處理L13、L12顯著提高了土壤的電導(dǎo)率。與CK相比，處理L13、L12的堿解氮含量分別提高了22.27%、10.28%，差異顯著，而處理L14、L15與CK之間差異不顯著，說(shuō)明菌株 L13和L12能夠顯著提高土壤堿解氮含量，菌株L14、L15對(duì)土壤堿解氮含量影響小。關(guān)于土壤有效磷含量，除處理L12低于對(duì)照外，其它3個(gè)處理均高于對(duì)照，但差異均不顯著。處理L13的速效鉀含量比CK增加了5.05%，但差異不顯著，其它處理的速效鉀含量均顯著低于CK。與CK相比，處理L13、 L

11、12、L14、L15的有機(jī)質(zhì)含量分別增加了27.92%、12.88%、10.17%、8.72%，且差異顯著，說(shuō)明各菌株均能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量。綜合來(lái)看，菌株L13對(duì)增加土壤有機(jī)質(zhì)和土壤速效養(yǎng)分具有明顯的促進(jìn)作用。2.3  不同菌株處理對(duì)土壤酶活性的影響    土壤脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶分別用來(lái)表征土壤供氮能力、有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化和呼吸強(qiáng)度、有機(jī)磷的分解轉(zhuǎn)化及其生物有效性、腐殖質(zhì)化強(qiáng)度大小和有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化速度。由表3可知，同 CK相比，處理L15、L14、L13、L12的過(guò)氧化氫酶活性分別提高了88.41%、85.43%、

12、15.56%、0.33%，且處理L15、L14、L13與CK間差異顯著，說(shuō)明菌株L15、L14、L13接種到土壤后均能夠提高土壤過(guò)氧化氫酶活性。處理L15脲酶活性顯著高于 CK，L12顯著低于CK，L14、L13與CK差異不顯著。關(guān)于土壤蔗糖酶活性，只有處理L14高于 CK，增加了6.79%，但二者差異不顯著。處理 L13的堿性磷酸酶活性最高、L12的最低，但各個(gè)處理間差異不顯著?？傮w來(lái)看，菌株L15、L14、 L13對(duì)土壤酶活性的影響較大。3  結(jié)論與討論    本試驗(yàn)結(jié)果表明：在藍(lán)莓的一個(gè)生

13、長(zhǎng)周期內(nèi)，接種菌株L14和L13能夠顯著增加藍(lán)莓根際土壤中可培養(yǎng)微生物的數(shù)量，而接種菌株L12和L15降低了藍(lán)莓根際土壤中可培養(yǎng)微生物的數(shù)量；接種各菌株均能增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，L13對(duì)土壤速效養(yǎng)分含量具有明顯的促進(jìn)作用；菌株L15、 L14、L13對(duì)土壤酶活性的影響較大。綜合來(lái)看： L13能夠明顯改善藍(lán)莓根際土壤的養(yǎng)分狀況和改變根際土壤微生物，具有良好的應(yīng)用潛力。    土壤酶是一個(gè)非常敏感的指標(biāo)，施肥種類、管理與耕作方式、作物種類、土壤水分和環(huán)境條件等均可能影響其活性。因此，用土壤酶活性作為評(píng)價(jià)PGPR菌株對(duì)土壤生物學(xué)特性的影響情況

14、比較復(fù)雜，應(yīng)結(jié)合土壤微生物性狀的試驗(yàn)結(jié)果做不同分析。劉方春等人研究了植物根際促生細(xì)菌對(duì)櫻桃根際土壤微生物數(shù)量的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，植物根際促生細(xì)菌可顯著提高櫻桃根際土壤中的細(xì)菌數(shù)量，真菌數(shù)量顯著減少。本研究L12和L15降低了藍(lán)莓根際土壤中可培養(yǎng)微生物的數(shù)量。其結(jié)果的差異一方面可能與PGPR種類與植物種類有關(guān)，另一方面也可能是稀釋平板法的局限性造成的。土壤中可培養(yǎng)微生物的比例極低，目前已從傳統(tǒng)的微生物分離培養(yǎng)發(fā)展到熒光技術(shù)、PCRRFLP和PLFA圖譜分析方法等。因此，評(píng)價(jià)藍(lán)莓PGPR菌株對(duì)根際土壤微生物多樣性的影響，還應(yīng)進(jìn)一步采用多種方法開(kāi)展研究。    在土壤中接種PGPR只要能存活，無(wú)論是否改變微生物群落結(jié)構(gòu)，都會(huì)在一定程度上影響群落的代謝活性。PGPR在植物根圍聚集，它們旺盛的代謝作用加強(qiáng)了土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解，促進(jìn)了植物營(yíng)養(yǎng)元素的礦化，增強(qiáng)了對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)的供應(yīng)。盡管L13處理能夠明顯改善