發(fā)布時間：2020-11-20 23:52

　　 近年來,化肥的施用量逐年增長,施用過多的化肥導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境問題,包括土壤板結(jié)、肥力下降、水體富營養(yǎng)化等。利用微生物肥料可以增加作物產(chǎn)量的同時,也能減少化肥的用量和環(huán)境的污染。吲哚乙酸(IAA)作為一種重要的植物激素,能夠促進(jìn)植物的生長,利用IAA產(chǎn)生菌作為微生物肥料具有重要的生產(chǎn)意義。生物炭是一種重要的土壤改良劑,能夠直接或者間接地影響土壤中的微生物。將生物炭作為IAA產(chǎn)生菌的載體可以提高IAA產(chǎn)生菌在土壤中的活性,提高IAA產(chǎn)生菌作為微生物菌肥在土壤中肥效。因此本研究主要目的是篩選高效的IAA產(chǎn)生菌,并對其促生效果進(jìn)行驗(yàn)證;研究生物炭對土壤中微生物多樣性的影響,為其環(huán)境友好功能提供理論依據(jù);同時,將篩選的IAA產(chǎn)生菌負(fù)載生物炭上,探究生物炭-IAA產(chǎn)生菌復(fù)合體在土壤中合成IAA的變化情況。研究結(jié)果如下:1)本研究從水稻根際共篩選到95株菌株,Salkowski試劑檢測發(fā)現(xiàn)有30株菌株發(fā)酵液能發(fā)生顯色反應(yīng),其中有6株顯色最為顯著,進(jìn)一步用高效液相色譜法確認(rèn)這6株能夠合成IAA,其中A5、A48和A60表達(dá)合成IAA的濃度都在4mg/L左右。通過水稻種子的萌發(fā)實(shí)驗(yàn)和幼苗的促生實(shí)驗(yàn)中,A48和A60菌株的促生效果綜合來看是最顯著的,既高效表達(dá)IAA,也能促進(jìn)葉長和葉干重的增加。通過NCBI數(shù)據(jù)庫比對16SrRNA基因序列,發(fā)現(xiàn)篩選的這六株IAA產(chǎn)生菌主要為四個屬:Bacillus、Agrobacterium、Pseudomonas 和 Aeromonas。2)結(jié)合內(nèi)標(biāo)菌株和高通量測序的方法,研究了生物炭對根際和非根際土壤中微生物絕對豐度和群落組成的變化。結(jié)果表明,生物炭對根際和非根際土壤中微生物都會產(chǎn)生影響,其中,根際土壤中微生物對生物炭的響應(yīng)比非根際明顯。添加生物炭處理增加了根際土壤中門水平下Actinobacteria和Planctomycetes的絕對豐度,而同樣在門水平,生物炭處理對非根際土壤中細(xì)菌門水平的絕對豐度沒有影響。LEfSe結(jié)果也表明,在根際土壤中有響應(yīng)的微生物的種類明顯比非根際土壤中要多。生物炭通過影響土壤理化性質(zhì)(含水量和有效鉀)和植物指標(biāo)(根的生物量),從而間接影響土壤中細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)分布。3)將松木生物炭作為IAA產(chǎn)生菌的載體制備菌株-生物炭復(fù)合體添加到土壤中,研究其對IAA產(chǎn)生菌在土壤中合成IAA的作用效果。結(jié)果表明IAA產(chǎn)生菌能夠負(fù)載到松木生物炭材料表面和間隙。在28天的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,A60菌株-生物炭復(fù)合體處理IAA的產(chǎn)量在0-7天比其他處理都要高,說明生物炭作為菌株載體能夠在短時間內(nèi)促進(jìn)菌株合成IAA。在第7天以后逐步減少到接近于Omg/kg,說明生物炭作為IAA產(chǎn)生菌載體在本實(shí)驗(yàn)中只能產(chǎn)生短期效果,不能長期穩(wěn)定保持其活性。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S156.2
【部分圖文】：

從大田種植大豆初期添加生物炭，到大豆成熟期四個月后，土壤中細(xì)菌群落??結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化。聚類分析結(jié)果看出在根際和非根際土壤中添加和不添加??生物炭處理細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)明顯是不同的（圖３．３ａ）。同時，在不基于豐度信息的??ＵＵＦＰｃｏＡｓ的結(jié)果中，前兩個主成分因素解釋了微生物群落結(jié)構(gòu)３７．１９％的變量。??添加和不添加生物炭處理的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)在第一主成分因素上分開，根際和非根??際土壤在第二主成分因素上分開（圖３．３ｂ）。在基于豐度信息ＷＵＦＰｃｏＡｓ的結(jié)果??中，前兩個主成分因素總共解釋了?７３．５４％的變量，表明不同處理下細(xì)菌群落結(jié)??構(gòu)之間的差異同樣非常明顯（圖３．３ｃ）。??以上結(jié)果說明，生物炭對土壤中微生物群落有顯著影響，與之前的研究結(jié)果??一致（Ｎｉｅｌｓｅｎ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１４；?Ｄａｉ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１６）。在種植甜玉米的土壌中，與傳統(tǒng)施肥??處理相比

在根際和非根際土壤中細(xì)菌對生物炭的響應(yīng)是不同的（Ｄａｉｅｔａｌ．，２０１６），在??本研究中主要表現(xiàn)在：第一，根際響應(yīng)的細(xì)菌種類和非根際響應(yīng)的細(xì)菌種類不同，??在生物炭處理的根際土壌中￡７似戶／訓(xùn)ｃ如??和門水平的絕對豐度發(fā)生顯著增多，而在非根際土??壤中生物炭處理只對門水平的絕對豐度產(chǎn)生了顯著變化（圖３．４）。??同樣，Ｚｈａｎｇ等（２０１７）的研究中生物炭的處理下也有幾種細(xì)菌的豐度在根際土??壌中顯著增多（比如：尸紀(jì)ｒ／ａ，?也ｋｃ化ｒ／ａ和??Ｋｅｒｒｗｒａｗ／ｃｒｏ６／ａ）。第二，根際土壤中有響應(yīng)的微生物的種類數(shù)目比非根際土壤中??多（圖３．４，圖３．５，表３．１），表明根際土壤中細(xì)菌對生物炭的響應(yīng)比非根際明顯。??某些有響應(yīng)的細(xì)菌常常和養(yǎng)分循環(huán)有關(guān)，例如，科水平的辦的絕??對豐度發(fā)生了顯著變化（表３．１），并且５ｍ辦是與碳、氮循環(huán)有關(guān)的??３９??

生物炭能夠提高土壤的ｐＨ，與此同時，土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)組成也會??發(fā)生改變（Ｔａｋｅｔａｎｉｅｔａｌ．，２０１３）。在本實(shí)驗(yàn)中，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的變化與土壤和植??物指標(biāo)也有明顯的相關(guān)性（圖３．６）。冗余分析（ＲＤＡ）前兩個環(huán)境因子總共解釋??了土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化原因的７０．４８％。其中，含水量指標(biāo)與ＲＤＡ１軸夾角最??小，成顯著正相關(guān)，ＲＤＡ１解釋了土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化原因的４９．９３％。根生物??量、有效鉀和可溶性有機(jī)碳與ＲＤＡ２軸的夾角較小，呈顯著正相關(guān)，ＲＤＡ２解釋??了總的變化率的２０．５５％?（圖３．６ａ）。典型相關(guān)分析（ＶＰＡ）用來計(jì)算土壤理化因??子和生物量對細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)變化的解釋量（圖３．６ｂ）
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本文編號：2892198