新菌肥生產(chǎn)磷鉀細菌菌株的篩選

新菌肥生產(chǎn)磷鉀細菌菌株的篩選

中國只有很少的鉀資源，所以只有大量的鉀資源才能滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。長期使用氮肥和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的品種加劇了土壤中有效鉀元素的消耗，加劇了土壤中缺鉀的矛盾，給土壤結(jié)構(gòu)帶來了問題。此外，大量化肥損失將導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞?；柿粼谵r(nóng)產(chǎn)品中不僅降低了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，而且損害了人類健康，帶來了令人擔憂的社會問題。事實上，土壤中鉀元素通常只有1%-2.5%（根據(jù)鉀循環(huán)），而且很高的可達4%。然而，由于大多數(shù)是以硅酸鹽形式存在在土壤中，因此不能被植物吸收。如何將土壤中的鉀元素轉(zhuǎn)化為有效的植物吸收鉀，減少化肥的使用，是農(nóng)業(yè)科技工作者面臨的一個重要問題。鉀細菌可以分解硅酸鹽礦，將土壤中的無效鉀元素轉(zhuǎn)化為有效鉀，使植物吸收和利用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量，目前中國對這一領(lǐng)域的研究較少。通過測定磷和鉀細菌在上述過程中的磷鉀元素含量，我們可以選擇能夠分解磷和鉀的植物進行栽培試驗，確定鉀細菌肥的生產(chǎn)方法，為有機菌肥的開發(fā)和生產(chǎn)提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1測定土壤、試劑和儀器鉀細菌S-2,S-6,S-10和S-12從土壤中分離得到;鉀細菌ACCC10064和磷細菌ACCC10010,ACCC10048由中國農(nóng)科院菌種保藏中心提供.試驗土壤為第四紀紅土、黃土、菜園土取自湖南省微生物研究所附近.盆栽米高粱種子由湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供.發(fā)酵底物:鉀長石和磷礦粉,由長沙化工廠提供.試劑:氯化鉀(優(yōu)級純),磷酸二氫鉀(優(yōu)級純).試驗儀器:AA7001型原子吸收光度計(北京東西電子公司),搖床.1.2測試方法1.2.1轉(zhuǎn)染溫度和轉(zhuǎn)速以鉀長石或磷礦粉為底物,500mL三角瓶中裝培養(yǎng)液100mL,接斜面菌種1環(huán),搖床轉(zhuǎn)速為150r/min,28℃培養(yǎng)5d,以不接種搖瓶作對照,每菌株重復(fù)3次.培養(yǎng)液過濾后冷藏保存供速效鉀和磷含量測定用.1.2.2菌肥的接種與生長將第四紀紅土與菜園土風干,并粉碎后以4∶1的比例混合均勻,測定其有效鉀含量,每盆裝土1.5kg.試驗設(shè)單菌株、各菌株混合制成的菌肥和空白對照處理,每處理5盆.接種方法是:播種后用含量為106/mL菌落的菌液500mL濕潤盆土,菌肥則以每盆1g覆蓋種子再復(fù)土、澆水.苗三葉后每盆留苗3株,留的苗應(yīng)大小均勻一致.生長期內(nèi)每隔5d施1次0.3%的尿素溶液,每盆100mL,雨天或盆土過濕時不施,且不再用其他肥料.生長至拔節(jié)時取地上部分,測定生物產(chǎn)量和植株體內(nèi)速效磷、鉀含量.1.2.3總鉀和總磷的測定土壤樣品的處理:分別稱取適量土壤樣品,加10倍量的1mol/L中性醋酸銨溶液振蕩30min后過濾,濾液用于速效鉀的測定;加等量氯化銨和16倍量碳酸鈣750℃灼燒1h,冷卻后加水煮20min,傾瀉過濾,反復(fù)數(shù)次直至無Cl-存在,定容后用于總鉀的測定.植株樣品的處理:稱取干燥并粉碎的植株樣品適量,用硫酸—雙氧水消煮法消化完全后冷卻,加少量水轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,并用水定量至刻度,用于速效鉀的測定.以磷酸二氫鉀為標準物質(zhì),采用鉬銻抗比色法測定磷;以KCl為標準物質(zhì),采用火焰原子吸收分光光度法測定鉀.2結(jié)果與分析2.1菌株間解磷解鉀能力的測定將所有從菜園土中分離得到的菌株和從中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院引進的菌株進行搖瓶發(fā)酵試驗,測定并比較其解磷解鉀能力,得到5株解鉀能力較強的鉀細菌,2株磷細菌.其解磷解鉀能力的測定結(jié)果見表1.從表1可以看出,所列鉀細菌具有較強的解鉀能力,其中S-6解鉀能力最強,比對照高69.3%,S-12和ACCC10064次之,分別比對照高31.5%和30.9%;鉀細菌S-6,S-10和S-12的解磷能力分別是對照的7.51,10.44和4.46倍,比磷細菌的解磷能力還要強,因此選擇磷細菌ACCC10010連同5株鉀細菌一起參加盆栽試驗.2.2對試驗地土壤土壤高質(zhì)量選取結(jié)果分析在湖南省微生物研究所附近取黃土、菜園土和第四紀紅土3種土壤,分別測定其總鉀和速效鉀含量,不同土壤樣品鉀含量結(jié)果列于表2.根據(jù)測定結(jié)果選擇速效鉀含量低的第四紀紅土和速效鉀含量最高的菜園土,以4∶1的配比混合作為盆栽試驗土壤,并測得其速效鉀含量為98.0mg/kg,是黃土和菜園土速效鉀含量的40.8%和36.0%,為貧瘠土壤.2.3生長和生物產(chǎn)量不同處理的盆栽高粱,在生長至拔節(jié)時切取地上部分測定其生物產(chǎn)量和植株內(nèi)磷、鉀含量,并對測定結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析,結(jié)果列于表3.從表3可見,搖瓶試驗中溶出鉀較多的菌株,在盆栽試驗時植物的生物產(chǎn)量也較高,說明鉀元素是促進植物生長的重要因素.但并非所有具有解鉀能力的菌株都能促進植物生長,說明其他影響作物生長的因素也不容忽視.從表3還可以發(fā)現(xiàn),盆栽試驗中生物產(chǎn)量較高的處理,植物體內(nèi)磷和鉀的含量一般都較高,這就說明能提供磷元素或間接地促進磷的吸收的菌株有利于植物生長.如磷細菌ACCC10010對植物的生長有非常顯著的促進作用,它不僅明顯提高了植物含磷水平,也顯著增加了其中鉀含量.總的看來,植株體內(nèi)磷的含量水平對其生長量的影響似乎大于鉀含量.這可以初步解釋為何混合接種好于各菌株單獨接種.鉀細菌S-10似乎是一個例外,它在搖瓶發(fā)酵試驗中表現(xiàn)出良好解鉀能力和很好的解磷能力,但在盆栽試驗時,高粱的生物產(chǎn)量卻比對照還低,本研究工作還無法對這一現(xiàn)象作合理的解釋,因此有必要對此作進一步的研究.這就進一步說明盆栽試驗在篩選菌肥用菌株研究中的重要性.3菌株使用效果搖瓶發(fā)酵和盆栽試驗結(jié)果顯示,從土壤中分離得到的3株新型鉀細菌S-2,S-6,S-12