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油茶根际土壤高效功能菌的筛选及拮抗菌肥的研制

宋雨露

油茶根际土壤高效功能菌的筛选及拮抗菌肥的研制

宋雨露1
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作者信息

  • 1. 中南林业科技大学
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摘要

油茶(Camellia oleifera Abel.)是山茶科(Theaceae)山茶属(Camellia)具有很高的经济栽培价值的植物之一。由于油茶生长较慢,通常3~5年才能挂果,有所收益。所以在油茶生长期间,供给足够的营养,防治病虫害就显得非常重要。本研究以海南省湖南省油茶为研究对象,用传统的分离方法从湖南省和海南省油茶种植区的油茶根际土壤分离筛选高效功能菌,经过复配和发酵优化后,以油茶籽饼、甘蔗渣、谷壳等废弃物为原料制作成菌肥。旨在为油茶研制专用拮抗菌肥,促进油茶茁壮成长、提高产量、降低发病率。主要研究结果如下: (1)油茶根际土壤理化性质 采样地土质主要为砂壤土,土壤呈酸性,油茶最适宜pH为4~6,说明两地都适宜于油茶生长。海南省土壤有机质含量不太高,说明土壤肥力不够,土壤速效氮含量范围为79.2mg/kg~224.1mg/kg,其中不同地区含量差别较大。湖南省土壤速效氮含量范围为46.8mg/kg~66.5mg/kg,湖南省速效氮含量普遍较低,应该根据当地油茶土壤情况,选择性的施加氮肥。海南省土壤速效磷含量范围为1.2mg/kg~9.3mg/kg,湖南省土壤速效磷含量为1.5mg/kg~3.5mg/kg,速效磷含量均较低,需要适当的添加磷肥。 (2)油茶根际高效功能菌的筛选鉴定 从海南省和湖南省油茶基地土壤中筛选高效固氮菌,共分离纯化出可培养固氮菌227个,可培养解磷菌187个,可培养解钾菌89个。其中湖南省菌株HNLY-N08的固氮酶活最高为1823.79nmol.h-1.mL-1。菌株HNHL-P03溶解磷酸钙的量达228.46mg/L。各菌株间解钾量差异不大,最大解钾量为12.96mg/L。另外还发现菌株HNLY-N08对根腐病菌有一定的抑制作用。经过鉴定,HNLY-N08与产氮假单胞菌(Pseudomonas azotoformans)遗传进化亲缘关系最近,HNHL-N07与伯克霍尔德菌(Burkholderia cenocepacia)遗传进化亲缘关系最近,HNHY-P05与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)遗传进化亲缘关系最近,HNHL-P03与植生拉乌尔菌(Raouliella planticola)遗传进化亲缘关系最近,HNHY-NK03与沙雷氏菌(Serratia ureilytica)遗传进化亲缘关系最近,HNCM-K11与荧光假单胞菌(Pseudorrionas fluorescens)遗传进化亲缘关系最近,同源性均达99%。 (3)油茶根际高效功能菌复配及发酵优化 培养时间为24h~36h时,湖南省3株菌株均在稳定期,且菌体浓度最高,浓度也相差不大,适宜在本时间段取样接种。海南省3株菌株的生长曲线变化趋势存在一定差异。在培养时间为24h~36h时,3株菌株均在稳定期,适宜在该阶段取样。可复配功能菌株相互之间均无拈抗性。复配后,湖南省菌株组合HNLY-N08+HNHY-P05+HNHY-NK03固氮量为198.22mg/L,溶磷量为220.23mg/L,解钾量为12.91mg/L。海南省菌株组合HNHL-N07+HNHL-P03+HNCM-K11固氮量达251.66mg/L,溶磷量为262.432mg/L,解钾量为12.89mg/L。说明菌种复配可以提高菌群活性具有协同增效作用。发酵优化结果表明,湖南省功能菌群的最适发酵温度为31℃,最适pH为7,最适接种量12%,最适装液量为30%,最适转速为140r/min。海南省功能菌群的最适发酵温度为34℃,最适pH为6.6,最适接种量10%,最适装液量为30%,最适转速为160r/min。海南省功能菌群的耐热性高于湖南省功能菌群。pH为7左右时,菌群生长状况良好。其中海南省pH低于湖南省,这可能跟海南省土壤偏酸性有关。 (4)拮抗菌肥的研制及盆栽实验 湖南省油茶拮抗菌肥的有效活菌数为1.2×108个/g,pH为6.9,无过多杂菌的污染,符合标准。盆栽实验表明,与施用前相比,七个实验组苗高均有所增加,拮抗菌肥的效果较明显。七个实验组油茶苗木的地径变化不大。施用拮抗菌肥后,土壤微生物总量较高,这说明施用拮抗菌肥能够很好的促进了土壤微生物的繁殖。施用拮抗菌肥后,土壤pH变化不大,土壤速效氮的含量较高于其它实验组,速效磷含量差别不大。J1组和施用拮抗菌肥的J2组的速效钾含量高于其它实验组。说明拮抗菌肥可以一定程度上提高土壤速效氮磷钾的含量。施用拮抗菌肥的J2组土壤过氧化氢酶的活性有一定提高,其中蔗糖酶的活性最高,表明拮抗菌肥在一定程度上可以提高土壤酶的活性。而脲酶的变化并不明显,由于受多种因素影响,H1组的脲酶活性大于J2组。总的来说,拮抗菌肥对土壤酶活起到了促进作用。盆栽实验的根腐病发病率调查发现,调查接种了根腐病菌的CK2组和J3组,J3组施加拮抗菌肥后将发病率降低了73%。拮抗菌肥有效降低了发病率。综上,拮抗菌肥组对油茶的促生效果明显,对土壤微生物量、速效氮、磷、钾都存在一定程度影响,也降低了根腐病的发病率,说明菌肥存在一定效果。但是施肥时间较短,要想进一步探究施肥效果,还需要长期施肥。

关键词

油茶/根际土壤/高效功能菌/菌株筛选/拮抗菌肥

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授予学位

硕士

学科专业

生物学

导师

刘君昂

学位年度

2020

学位授予单位

中南林业科技大学

语种

中文

中图分类号

S7
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