玉米根际多功能促生菌的筛选及其对冬小麦-夏玉米轮作体系产量提升效果

【目的】黄淮海平原小麦玉米生产区主要实行冬小麦-夏玉米轮作种植模式。砂质潮土是广泛分布于黄淮海地区的土壤,属性和衍生障碍较多,包括结构性较差、蓄水保肥能力较弱等。为了提高肥料利用率、改善土壤肥力,综合实现作物产量提升和品质优化,筛选了一株多功能促生菌,并在该轮作体系验证其广谱促生效应。【方法】从玉米根际砂质潮土中筛选多功能促生菌,测定其产吲哚乙酸(IAA)、溶有机磷、解钾能力。通过形态学、生理生化及16SrDNA序列分析方法对其种属进行鉴定。摇瓶条件下探究其产IAA的最适条件,通过玉米盆栽验证其促生能力,通过冬小麦-夏玉米大田试验验证其在轮作体系中的广谱性增产效果。【结果】(1)试验筛选得到一株命名为YM3的多功能根际促生菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),其产IAA能力达到59.21 mg/L、解有机磷能力达到0.72 mg/L、解钾能力达到18.56 mg/L。当装液量为25 mL/250 mL,pH 6-8范围内,分别以麦芽糖、蛋白胨为碳、氮源时,YM3产IAA能力最佳。(2)玉米盆栽试验结果可见,与接种灭活菌相比,接种YM3菌水剂的土壤IAA、速效磷、速效钾含量分别显著提高75.00%、48.66%、20.00%。玉米幼苗的根长、根表面积、根体积、根尖数、根分枝数分别显著增加67.95%、59.21%、51.13%、71.34%、92.06%。玉米植株的鲜重、株高、相对叶绿素含量、全氮、全磷、全钾分别显著提高了39.86%、23.51%、18.27%、17.68%、52.26%和36.53%。(3)小麦玉米轮作大田试验结果表明,接种YM3菌剂的小麦大田土壤有效氮、速效磷、速效钾分别显著增加了9.08%、13.78%、16.66%,增产率达到42.18%。玉米大田土壤速效磷和速效钾含量分别显著增加了19.18%和15.95%,增产率达到13.22%。【结论】筛选得到的枯草芽孢杆菌YM3菌株兼具产IAA、溶有机磷、解钾功能,在黄淮海平原小麦玉米轮作体系土壤中适应性强,广谱性强,能够提升砂质潮土土壤肥力,提高冬小麦-夏玉米轮作体系的产量。

酸快生芽孢杆菌‘HS3’培养条件的优化及其在玉米花生间作体系中的促生效果

【目的】高效多功能微生物可以改善作物根际环境,提高肥料利用率。我们筛选并验证了一株多功能促生菌对作物的“增产提质”效应。【方法】供试促生菌分离筛选自花生根际土,利用“稀释涂布平板法”获得一株兼具产吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)、溶有机磷、解钾能力的高效多功能促生菌,结合形态学、生理生化及16S rDNA序列分析方法鉴定其种属,通过单因素和正交试验探究其促生能力最佳条件,并将其应用在花生盆栽以及花生玉米大田间作条件下,探究其在实际生产中的应用价值。【结果】1)筛选出的菌株登记号为‘HS3’,属于酸快生芽孢杆菌(Bacillus acidiceler),其产IAA、溶有机磷、解钾能力分别达45.82、2.86和19.88 mg/L。其最佳产IAA能力和解钾能力的培养条件为:初始pH 6、装液量100 mL/250 mL、果糖、酵母粉;最大溶有机磷能力的培养条件为pH 6、装液量100 mL/250 mL、蔗糖、尿素。2)盆栽试验中,接种‘HS3’后,土壤IAA、有效磷、速效钾含量分别提高了80.95%、14.24%、70.59%,并显著促进了花生根系和地上部的生长。3)在田间花生玉米间作体系下,接菌处理花生侧土壤IAA、有效氮、有效磷、速效钾含量分别显著提高了49.06%、22.64%、24.01%、52.89%,单株秕果数和单株秕果重分别显著下降了54.26%和47.90%,花生产量显著提高9.87%;玉米侧土壤IAA、有效磷、速效钾含量分别显著提高了67.83%、22.94%、14.17%,玉米穗秃顶长下降了27.30%,玉米产量显著提高18.56%。相关性分析结果表明,花生玉米间作田间试验中土壤IAA、速效磷和速效钾含量均与花生和玉米产量呈显著正相关。【结论】筛选得到的一株酸快生芽孢杆菌‘HS3’具有较好的产IAA、溶有机磷和解钾的功效。接种于土壤中可以有效提高土壤IAA、速效磷、速效钾含量,进而促进植株的地上部和地下部生长,提高产量。