摘要
障碍土壤主要是由于现代农业生产过程中化学肥料和农药等的过度投入，致使土壤自身生态环境恶化而形成。典型的障碍土壤类型主要有土壤酸化、土壤盐碱化以及生态学障碍，具体的表现形式有土壤板结、酸化、盐渍化，土壤的微生物群落丰度和土壤中多种相关酶活性严重下降，从而使得土壤养分的生物化学转化能力受到制约，严重破坏了土壤微生物群落结构和多样性，给正常的农业生产带来极大负面影响。本研究通过在障碍土壤中施用固氮-解磷复合微生物菌剂，降低农用化学制品的使用来缓解障碍土壤的发生，提高障碍土壤中作物的产量和品质;通过农用微生物制品的研制，规避因农用化学制品的过度施用而引起的环境面源污染、农产品安全等一系列社会难题;同时，通过生态学障碍的菌群研究，分析潜在的生物防治菌株，为挖掘有益微生物资源提供了新思路。主要研究结果如下: 1、本研究探讨了解磷菌AspergillusnigerMJ1分别与野生型固氮菌PseudomonasstutzeriDSM4166和PseudomonasfluorescensCHA0-nif工程固氮菌的组合对盐碱土壤中黄瓜生长过程中的产量、品质、土壤理化性质、微生物量碳氮磷和根际微生物群落的影响。与常规施肥相比，MJ+DSM4166、MJ1+CHA0-nif均提高了表层0-20cm和深层20-40cm土壤中碱解氮、总氮、有效磷和速效钾的含量。MJ1+CHA0-nif处理产量比常规施肥显著增产了55.86％。减少常规施肥30％后接种固氮-解磷菌处理黄瓜产量、蛋白质和维生素C含量均表现出显著性差异。MJ1+DSM4166和MJ1+CHA0-nif对黄瓜生长的盐碱土壤中微生物的群落没有显著影响。MJ1+DSM4166和MJ+CHA0-nif组合可以满足盐碱土壤中的黄瓜在减少化肥施用量30％的情况下的生长要求，为实现盐碱土壤中“减肥、增产、增效”可持续发展及食品安全提供新的备选技术。 2、以解磷菌AspergillusnigerMJ1分别与野生型固氮菌PseudomonasstutzeriDSM4166和PseudomonasfluorescensCHA0-nif工程固氮菌的组合对酸性土壤中生菜生长过程中的产量、品质、土壤理化性质、微生物量碳氮磷和根际微生物群落的影响。研究数据表明:生菜在酸性土壤中的生长过程中其产量、维生素C、硝酸盐、可溶性蛋白和粗纤维含量以及土壤理化指标有机质、碱解氮、总氮、有效磷、速效钾和水溶性盐含量等指标对接种外源菌株均表现出显著性响应。MJ1+CHA0-nif处理产量比常规施肥显著增产了33.46％。减少常规施肥30％后接种固氮-解磷菌处理对于酸性土壤生菜种植中生菜的维生素C含量、可溶性蛋白和粗纤维含量显著提高。MJ1+DSM4166和MJ1+CHA0-nif显著影响了酸性土壤中生菜生长过程中根际土壤细菌群落的多样性和丰富度，但对其真菌群落没有显著影响。MJ1+DSM4166和MJ1+CHA0-nif组合可以满足酸性土壤种植的生菜在减少化肥施用量30％的情况下的生长要求，为实现酸性土壤中“减肥、增产、增效”可持续发展及食品安全提供新的备选技术。 3、为进一步探究固氮-解磷复合微生物菌肥颗粒在不同土壤类型中的推广应用的便利性以及对于大田作物的减肥增效功能，本研究进行了高密度发酵以及微生物菌肥颗粒化的工艺过程的探索。为了适合机械播种以及与复合肥掺混使用，将微生物菌肥颗粒硬度达到19N，含水量低至10％，同时制备不同功能的菌剂颗粒，解磷菌制备为有机质+中微量元素的颗粒产品，固氮菌由于菌株特性通过发酵液吸附有机质的方式制备为有机质+菌剂的产品，使得产品功能菌株指标最终浓度达到:解磷菌终浓度5×106cfu/g，固氮菌终浓度2×108cfu/g。通过功能微生物菌肥在农业生产过程中的应用和推广，可有望减少化肥投入总量的20-30％，提高作物的产量和品质，缓解障碍土壤影响，从而真正实现为农业现代化插上科技的翅膀。 4、本研究以生态学障碍代表之一的大白菜根肿病发生不同程度的根际土壤和根系的细菌群落为研究对象，旨在揭示不同处理组中根际土壤和根系细菌的组成和结构，并确定根肿病潜在的生物标记细菌。根肿病病害严重的根际土壤和根系中的细菌丰富度、均匀度和覆盖度较差。在高病害组(HR)和健康组(LR)根际土壤和根系之间，细菌群落结构存在显著差异。LR和HR根际土壤和根系之间鉴别的差异细菌分别为Bacillusasahii和Noccaeacaerulescens，它们对发生比较严重的根肿病具有抗性，可以作为生防菌株。对大白菜根肿病来说，pH值是一个重要因素，与Bacillusasahii和Noccaeacaerulescens丰度显著相关。此外，HR土壤和根系中Bacillusasahii和Noccaeacaerulescens的丰度差异也表明它们有可能作为发生严重根肿病的生物指示剂。本研究为土壤和根系细菌群落与大白菜根肿病病原的关系提供了新的见解，抗性菌株的鉴定为根肿病的监测和生物防治提供了候选物种。
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