摘要
牡蛎是世界上养殖产量最大的海洋贝类之一，但牡蛎壳被当作废弃物堆积在沿海海岸严重污染生态环境，因此如何高效利用废弃牡蛎壳成为了重要的研究课题。球孢白僵菌（Beauveriabassiana)作为一种常见的虫生真菌不仅被广泛应用于各种害虫防治，且已有研究表明其对植物生长具有促进作用。本研究将煅烧后的牡蛎壳粉、球孢白僵菌孢子粉和生态甲壳素等复配成微生物菌剂，实验室阶段初步分析其对番茄的促生效果并明确最佳施用量，田间试验以最佳施用量根施葡萄，对葡萄果实理化性质和香气成分进行测定，分析葡萄根际土壤微生物群落的变化。以期通过施用牡蛎壳复合微生物菌剂提高果实品质、改善土壤微环境、减量化肥农药提供理论依据和实际指导。主要研究结果如下: 1.将牡蛎壳分别在500、700、900、1100℃下煅烧2h,通过扫描电子显微镜(SEM)观察煅烧后牡蛎壳粉结构并分析其理化性质。煅烧温度由500℃升至900℃牡蛎壳粉由粗糙的黑灰色逐渐变为细腻的灰白色，表面结构由光滑的微孔结构变为均匀分散的蜂窝状孔隙结构。当900℃煅烧时牡蛎壳粉pH值达到最高(9.82±0.06),且与1100℃时无显著性差异;900℃时氮、磷、钾释放程度达到最高，含量分别为:0.03％、0.092％、0.027％,但是随温度升高至1100℃时释放程度下降。综上，900℃煅烧的牡蛎壳粉结构及理化性质优于其他温度，因此将其用于后续复合菌剂的制备并探究牡蛎壳粉对土壤微生态的影响。 2.利用牡蛎壳粉、球孢白僵菌孢子粉和生态甲壳素制备复合微生物菌剂，探究不同比例复合菌剂对番茄生长的影响。其中M6组(比例为2∶1∶2)表现优于其他处理组，相较于对照组(CK)叶绿素、根系活力、可溶性糖含量分别提高18.95％、12.48％和17.44％，可滴定酸含量降低21.21％。研究结果初步表明，复合菌剂对番茄有显著促生效果，且明确了复合菌剂的最佳施用量。 3.以‘霞多丽’葡萄为供试作物，于牡蛎著名产地乳山市进行复合微生物菌剂田间试验，测定了成熟期葡萄的理化性质。复合菌剂施用组(Treat)的葡萄百粒重、可溶性固形物、果糖、总酚含量分别提高10.55％、8.50％、5.72％和12.78％,类胡萝卜素含量较CK提高8.71％,氨基酸总含量提高29.40％且显著优于CK,但对可滴定酸、苹果酸含量没有显著影响。Treat葡萄色差a*、b*值大于CK,施加复合菌剂后H值＜50,且葡萄果实C值、CIRG值分别增加32.90％和22.22％。结果表明施加牡蛎壳复合微生物菌剂后提高了葡萄产量、质量，促进了葡萄果实的成熟着色。 4.利用气相色谱一质谱联用(GC-MS)法分析了葡萄果实香气物质，醇类香气化合物与降异戊二烯类化合物是‘霞多丽’葡萄的主要香气物质，施加复合菌剂后含量分别提高11.89％和40.47％。且检测到的5类主要风味物质含量均有不同程度提高，其中己醛含量提高30.58％,香叶酸含量提高34.76％,大马士酮含量提高61.90％、β-紫罗兰酮含量提高34.58％。这表明施用牡蛎壳复合微生物菌剂促进了果实香气物质的积累。 5.对葡萄根际土壤微生物进行高通量测序并分析，细菌和真菌群落样本序列中质量＞20的碱基比例均大于96％,序列中质量＞30的碱基比例均大于91％，说明测序样本结果的可信度高。利用Alpha多样性分析样本，Treat土壤细菌和真菌的Chao1指数和Shannon均大于CK,说明施用牡蛎壳复合微生物菌剂后葡萄根际土壤微生物的多样性和丰度增大。微生物群落组成成分分析结果显示，土壤细菌群落的优势菌门有变性菌门、放线菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门。Treat芽单胞菌门、变形菌门相对丰度较于CK分别提高17.86％、6.26％,放线菌门相对丰度降低23.68％,酸杆菌门变化不大。真菌群落的优势菌门有子囊菌门、担子菌门、被孢霉门、Fungi_unclassified。Treat组Fungi_unclassified相对丰度提高27.83％,被孢霉门、担子菌门相对丰度分别降低38.85％和10.85％，子囊菌门差异不显著。 6.采用Metastats分析比较土壤细菌样本中的差异物种，Treat拟杆菌门、芽单胞菌门、匿杆菌门、硝化螺旋菌门、棒状杆菌门、疣微菌门的物种相对丰度与CK相比具有显著性差异。Lefse分析结果显示，Treat显著差异的物种多于CK,从生物标志物数量来看Treat细菌、真菌门水平显著差异物种均大于对照组。利用KEGG功能分析对细菌代谢、蛋白质序列比对等进行预测，结果显示施加复合菌剂后促进了细菌氨基酸、多糖、核苷酸等代谢，并促进了其他次生代谢物的生物合成，有效促进土壤微生物的细胞分裂及氮元素代谢等。 综上，牡蛎壳复合微生物菌剂在番茄、葡萄两种植物生长、果实品质以及根际土壤微生物方面发挥着重要作用。本研究的开展为废弃牡蛎壳的高效利用、提高农产品品质、改善土壤微生态提供新的理论依据，并为农业的可持续发展提供新思路。
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