玉米根际解磷解钾细菌的筛选、鉴定及其生态适应性研究

【目的】对玉米根际解磷和解钾细菌进行筛选、鉴定,并分析其生态适应性,以期为丰富解磷和解钾微生物资源库以及微生物菌肥的开发利用提供优良菌株。【方法】利用平板稀释法从玉米根际筛选具有解有机磷和解无机磷能力的细菌,通过16S rRNA基因序列构建系统进化树,鉴定其种类,随后挑选解有机磷和无机磷能力最强的菌株,分析其解钾能力和生态适应性。【结果】在玉米根际筛选获得9株解有机磷细菌和2株解无机磷细菌,其对应培养液中速效磷质量浓度分别为0.018~4.479和5.383~6.242 mg/L。由系统进化树可知,这些菌株分别隶属于假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、贪铜菌属(Cupriavidus)、勒克氏菌属(Leclercia)和肠杆菌属(Enterobacter),解有机磷最强的菌株P4-5与弗雷德里克斯堡假单胞菌(P.frederiksbergensis)聚为一支,解无机磷最强的菌株CP4-12与非脱羧勒克菌(L.adecarboxylata)聚为一支。菌株P4-5和CP4-12从含钾长石培养液中分解出的速效钾质量浓度分别为8.100和1.333 mg/L。菌株P4-5耐盐性强,不耐强酸、强碱以及中度以上干旱和高浓度农药;而菌株CP4-12耐盐性、耐旱性及耐药性均较强,但不耐强酸和强碱。【结论】从玉米根际土壤中筛选出了2株兼具解磷和解钾能力的细菌,均具有耐酸碱、耐盐、耐干旱和耐农药能力,为微生物菌肥的研制提供了优良的菌种资源。

解钾细菌对甘薯根系生长和养分吸收的影响

解钾细菌(KSB)能提高土壤速效钾含量,促进植物生长.以低钾利用效率(KIUE)宁紫薯1号(N1)和高KIUE徐薯28号(Xu28)为供试植物材料,胶冻样芽孢杆菌为供试KSB,通过室内盆栽试验分析KSB对甘薯苗期根系生长和养分吸收的影响.结果表明,KSB对N1光合作用和须根根系形态无显著影响,显著提高须根干物质含量,显著降低须根氮、磷、钾含量,但并未影响其氮、磷、钾积累量.KSB显著提高Xu28净光合速率、蒸腾速率、平均单薯质量和根尖数,显著减少总根长,显著增加块根干质量及氮、钾积累量.2个品种块根鲜质量与平均单薯质量、总根长和根尖数显著正相关,块根干质量与净光合速率和蒸腾速率显著正相关.综上,KSB差异调节N1和Xu28光合作用、根系生长、生物量和养分吸收,即KSB促进N1干物质向须根分配,显著提高须根干物质含量及其氮、磷、钾利用效率;促进Xu28块根干物质及氮、钾的积累.

烟草根际土壤中解钾细菌的分离与多样性分析

土壤中含有丰富的钾元素,但主要以缓效态形式存在于钾长石或云母等硅酸盐矿物中,不能被作物直接吸收利用。解钾微生物能溶解硅酸盐矿物中的钾,提高土壤中作物可利用钾的含量,有望缓解我国钾肥短缺的现状。本研究利用选择性培养基,从烟草根际筛选钾细菌,基于16S rDNA序列分析烟草根际土壤解钾细菌的多样性,通过测定解钾细菌的解钾效能及对烟草的促生作用,筛选有应用潜力的优良解钾细菌菌株。结果表明,从四川、湖北和山东烟区烟草根际土壤分离获得的27株解钾细菌,在解钾固体培养上溶钾圈直径为0.11-0.30 cm。16S rDNA序列分析表明,烟草根际土壤解钾细菌主要包括变形菌门γ亚群（Gammaproteobacteria,85.18%）、变形菌门α亚群（Alphaproteobacteria,3.70%）、变形菌门β亚群（Betaproteobacteria,3.70%）、放线菌门（Actinobacteria,3.70%）和拟杆菌门（Bacteroidetes,3.70%）,其中克雷伯菌属（Klebsiella）为优势菌属（66.67%）。27个菌株均有一定的解钾能力,解钾活性为0.59-4.40 mg.L–1。参试菌株均对烟草有一定的促生作用,利用解钾细菌菌液处理烟株20 d后,与对照相比,株高增加0.97%-38.64%,最大叶长增加4.40%-31.02%。本研究筛选出的菌株XF11、GM2、JM19和GL7具有较高的解钾活性和促进植物生长的能力,展现了良好的应用潜力。

山东茶园土壤高活性解钾细菌的筛选鉴定及肥效研究

为了筛选到适合山东茶园土壤环境的解钾菌株,以提高土壤钾素的高效转化效率,本研究经过菌株富集、分离、纯化等步骤,从山东茶园土壤中分离出9株解钾细菌。通过有效钾含量比较和菌株分类,筛选出1株活性最强菌株K2,经鉴定K2菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。发酵试验表明,菌株K2最适宜生长的条件为pH值6.0,温度35℃,以麦芽糖、淀粉、玉米粉为碳源,酵母膏为氮源。施用该菌剂后土壤速效钾和速效磷含量比对照最大分别提高28.40%和28.49%。茶叶产量最大提高36.30%,同时茶叶中氨基酸含量显著增加,酚氨比值降低,有利于茶叶品质的提升。菌株K2可能是一株茶园土壤高效解钾细菌,可作为后续进一步研究茶园专用微生物菌剂的参考。

解钾细菌C6X对伊利石和钾长石钾吸附动力学的影响

为了开发蒙东露天矿排土场复垦技术,合理利用解钾细菌提高蒙东草原黏土层土壤肥力水平,开发其作为替代熟土的巨大潜力,综合采用无菌实验室静置培养预处理样品法和平衡吸附法,研究解钾细菌对蒙东草原黏土层中2种常见矿物钾长石和伊利石钾的吸附动力学过程的影响。试验结果表明:①伊利石比钾长石钾的吸附平衡时间更短、钾的累积吸附量更大;解钾细菌显著提高伊利石钾的累积吸附量,而对钾长石无显著作用;②伊利石钾的吸附动力学过程对指数方程拟合效果最佳,钾长石拟合效果最佳的动力学模型是一级动力学方程;解钾细菌对2种矿物的钾吸附固定过程的动力学模型无显著影响;③解钾细菌显著提高了伊利石钾的吸附固定速度,延长吸附平衡时间;解钾细菌对钾长石不同时段吸附速率的提高效果不稳定,对钾长石钾的吸附平衡时间无显著影响;解钾细菌作用提高了伊利石吸附速度随时间的降低速率,伊利石吸附速度随时间的降低速率比钾长石更快;④解钾细菌显著提高伊利石在快速阶段和中速阶段的钾吸附量,且吸附时间比接灭活菌处理延长总时长的10%。解钾细菌对钾长石的3个阶段的吸附时间无显著影响。因此,解钾细菌显著影响土壤黏土矿物钾的吸附动力学过程,这为合理利用解钾细菌改善蒙东地区土壤黏土钾肥利用率、促进黏土层作为替代熟土提供借鉴。

解钾细菌对不同黏土矿物含量土壤微生物和酶活性的影响

[目的]开发一种绿色经济的土壤肥料改善西北矿区退化土壤质地。[方法]通过日光温室短期盆栽的方式,以玉米为宿主,解钾细菌为供试菌株,研究解钾细菌对不同黏土矿物配比土壤中微生物数量和土壤酶活性的影响。[结果]土壤黏土矿物含量增加能提高解钾细菌和真菌数量。当土壤黏土矿物质量分数68%、75%时,解钾细菌和真菌数量分别达到最大值。解钾细菌和黏土矿物协同作用对不同土壤酶活性影响各异。解钾细菌在不同黏土矿物含量水平均显著提高酸性磷酸酶和蔗糖酶活性;在黏土矿物质量分数≤38%时显著提高脲酶、淀粉酶和过氧化氢酶活性。土壤综合肥力水平最佳处理为黏土矿物质量分数68%接菌处理。[结论]解钾细菌和黏土矿物协同有效提高土壤微生物数量,增加酶活性,这对综合利用解钾细菌开发矿区土壤肥力和恢复矿区生态具有重要意义。

棉花根际解钾细菌的生理活性和促生效果

考察优良棉花根际解钾菌株K1111、K1114、K2115、K3105和K3205的溶磷、解钾、产铁载体和产吲哚乙酸等生理活性。将其接种到棉花根际,通过盆栽试验,研究5株菌株对棉花根系发育与生长的影响。结果表明,这5株菌的产铁载体能力均达到5+(极高量)水平;分泌吲哚乙酸的浓度在6.6～12.4μg/mL之间;同时具有很高的溶磷能力。接种5株菌株的棉花根系活力、株高和干重均显著高于不施钾肥的对照组,高于或相当于施钾对照组。

解钾细菌的分离筛选及其对水稻的促生效果

从水稻根际土壤中筛选具有较强解钾能力的细菌,同时研究其与丛枝菌根真菌复配对水稻生长的影响,为筛选微生物钾肥提供优良的菌种资源。本研究采用选择性培养基从水稻根际土壤中分离筛选解钾菌,采用16S rRNA基因测序方法对菌株进行鉴定,采用盆栽试验验证解钾菌在缺钾条件下对水稻的促生效果。共分离获得5株解钾菌,其中JK4的解钾圈最大,可溶性指数达3.37。经鉴定,JK4为胶质类芽孢杆菌(Paenibacillus mucilaginosus)。盆栽试验结果表明,与对照相比,JK4处理后水稻的籽粒和秸秆的全钾含量分别提高0.15 g·kg-1和5.70 g·kg-1,土壤中有效钾含量提高64.6 mg·kg-1。但JK4与具有促磷效果的丛枝菌根真菌复配后,其促生效果显著受到抑制,说明两者间存在竞争关系。以上研究将为菌株JK4开发为生物菌肥提供依据。

解钾细菌对西北干旱地区不同硅酸盐矿物的解钾效应研究

为了开发西北干旱地区土壤潜在肥力并提高土壤水分利用效率,笔者以解钾细菌为供试菌种,西北干旱地区代表性土壤矿物钾长石和伊利石为供试基质,采用实验室培养的方式,研究不同水分和接菌浓度条件下解钾细菌对土壤矿物的解钾效应,并通过傅里叶变换红外光谱、透射电镜和能谱分析技术探究解钾细菌对矿物形貌和结构成分的影响。结果表明,解钾细菌对钾长石和伊利石均有显著的解钾效应,该作用受水分、接菌浓度因素影响显著。钾长石最佳接菌量15%、最佳含水量70%;伊利石最佳接菌量20%、最佳含水量70%。钾长石受解钾细菌作用发生溶蚀,K含量降低,Si/Al降低,说明解钾细菌不但可以释放钾长石中的钾元素,还可溶出Si元素并用以自身的生长需求。伊利石受解钾细菌作用层间电荷降低,铝氧八面体中2价阳离子释放,层间电荷降低,造成层间K+离子和吸附水的释放。伊利石傅里叶变换红外光谱曲线显示K元素的释放与层间水分子的释放有关。因此,进一步研究解钾细菌作用下的土壤粘土矿物Si、Fe等元素的迁移,以及层间K元素与层间水分子的相互作用具有重要的生态意义。

钒钛磁铁矿尾矿土壤解钾细菌的多样性及镉对其解钾能力的影响

解钾菌能分解钾长石、磷灰石等不溶硅铝酸盐无机矿物,使土壤难溶性钾转化为可溶性养分,促进作物生长发育,而钒钛磁铁矿尾矿土壤中解钾细菌的多样性及重金属镉对细菌解钾能力是否有影响尚不清楚.从攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中分离纯化细菌资源,通过对细菌解钾能力的定性筛选和定量测定获得高效解钾细菌,利用16S rRNA基因相似性与系统发育分析明确解钾细菌的进化地位,研究不同浓度镉胁迫下高效解钾细菌解钾效率的变化规律,揭示镉对细菌解钾能力的影响.结果显示,通过钾长石粉筛选培养基点接细菌,从136株钒钛磁铁尾矿土壤细菌中筛选出7株解钾细菌,包括根瘤菌(Rhizobium)3株、芽孢杆菌(Bacillus)2株、苍白杆菌(Ochrobactrum)1株、产碱杆菌(Advenella)1株,其在钾长石粉液体培养基中的解钾量为18.63-31.32 mg/L.其中,产碱杆菌KT106解钾能力最强,在培养第6天时解钾量最大;KT106对镉表现出一定的耐受性,其在不同浓度的镉胁迫下解钾效率降低.本研究表明,攀枝花钒钛磁铁尾矿土中仅有5%细菌具有解钾能力,较高浓度的重金属镉对细菌解钾能力有抑制作用,结果可为解钾促生细菌强化植物修复重金属污染土壤提供科学支撑.

黄瓜根际解钾细菌的分离筛选、鉴定及其促生效果

以黄瓜根际土壤为试材,采用亚历山大硅酸盐细菌培养基从黄瓜根际土壤中分离筛选解钾菌,用原子吸收法测定菌株的解钾能力,选出解钾能力较强的菌株进行菌种鉴定,同时研究其对黄瓜幼苗生长的影响。结果表明:从黄瓜根际土壤中共分离获得9株细菌,其中PK1、PK3和PK7具有较强的解钾能力,液体培养96h后其解钾率分别为30.05%、33.78%和44.01%。依据菌株的形态学特征和生理生化特征鉴定,PK1和PK3为恶臭假单胞菌(Pseudomones putida),PK7为胶质类芽孢杆菌(Paenibacillus mucilaginosus)。盆栽试验结果表明,与对照相比,14d后PK1提高黄瓜的根长、株高、鲜质量和干质量分别为42.60%、10.45%、48.65%、33.01%,PK3分别对应提高65.26%、21.09%、83.78%和49.48%,PK7分别对应提高79.46%、44.26%、105.41%和113.03%。

喀斯特地貌土壤中解钾细菌的分离和鉴定

以贵州喀斯特地貌地区土壤为材料,采用稀释平板法基于解钾细菌培养基从该地区中分离筛选鉴定出10株解钾细菌：SHD144K1（Pseduoxanthomonas japonensis）、SHD131K2（Paenibacillus illinoisensis）、ML280K1（Rhodococcus ruber）、ML289K1（Variovorax soli）、PT258K1（Pa.taichungensi）、GZ2K2（Rhizobium tropici）、GZ2K1（Burkholderia anthina）、GZ34K1（Bu.diffusa）、GZ4K1（Bacillus safensis）、GZ7K2（Cupriavidus necator）。其中PT258K1和GZ34K1在液体培养基中培养24 h后其解钾效率分别为10.36%和10.96%,表现出较高的解钾能力。盆栽试验结果表明：与不接种的对照玉米相比,接种PT258K1菌株15 d后,玉米的株高增加了23.69%、根长增加了28.18%、根表面积增加了17.34%、根体积无明显增加量,根系鲜重增加了2.76%和干重增加了3.11%;接种GZ34K1菌株15 d后,玉米的株高增加了28.42%、根长增加了149.12%、根表面积增加了144.02%、根体积增加了125.56%,根系鲜重增加了8.21%和干重增加了5.56%。

高效分解钾长石细菌的分离筛选及解钾工艺优化

通过富集、分离纯化培养,从矿区土壤中分离、筛选得到一株可分解钾矿的细菌JX-5,以提取矿物中的难效钾,进而解决土壤中可溶性钾资源匮乏的问题。通过16S rRNA基因测序,JX-5菌株被鉴定为巨大芽胞杆菌,革兰氏呈阴性。探讨了培养温度、时间及转速、初始pH值、矿粉浓度及粒度、接种量和硫酸铵浓度对JX-5菌株解钾能力的影响。结果表明,JX-5菌株溶解钾矿的最佳工艺条件为:培养温度28℃、时间12 d、转速170 r/min,培养基pH值7.0~8.0,钾长石浓度2 g/L、粒度0.03~0.04 mm,接种量25%,硫酸铵浓度0.2~0.3 g/L。在此条件下,钾浸出率可达20.79%。JX-5菌能有效溶解钾矿,具有较强的解钾能力。

中药渣堆肥土壤中解钾细菌的筛选和鉴定

以堆肥2个月后的带土中药渣为试材,采用稀释平板法分离解钾细菌,并进行活性评估及鉴定,以期为制备高效生物有机肥储备苗株提供参考依据。结果表明:共分离6株解钾细菌(DGNK-JJ1、DGNK-JJ2、DGNK-JJ3、DGNK-JJ4、DGNK-JJ5、DGNK-JJ6),在30℃,150r·min^(-1)条件下发酵培养5d后,DGNK-JJ1菌株的发酵液中速效钾含量最高,达到1.84mg·L^(-1),比对照增加了93.72%。结合菌落形态特征、生理生化特征和16S rDNA序列分析结果,确定菌株DGNK-JJ1为纤维化纤维微菌(Cellulosimicrobium cellulans)。采用K-B纸片扩散法对菌株DGNK-JJ1进行药敏试验,其对氯霉素、多西环素、万古霉素、恩诺沙星、利福平、庆大霉素6种抗生素高度敏感。菌株DGNK-JJ1可作为开发生物钾肥的储备菌株。

解钾细菌对滇重楼叶片面积、光合色素含量及生理生化的影响

目的:研究接种解钾细菌对滇重楼生理特性的影响。方法:通过室温盆栽实验,研究接种不同解钾细菌对滇重楼叶片面积、光合色素含量及叶片生理指标的影响。结果:接种解钾细菌后,滇重楼叶面积有一定程度的增加,平均叶面积最大的是S3组,达到了10.497 c^(m2),较对照组最大增幅为11.0%;接种解钾细菌能提高叶片中光合色素的含量,其中,叶绿素a的含量明显增加(P<0.05),较CK组最大增幅为80.6%,且所有处理组的叶绿素a/b值均高于CK组;接种解钾细菌后滇重楼叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性增强,与CK组比较最大增幅分别为88.4%、33.8%和30.6%;接种解钾细菌能促进滇重楼叶片细胞对渗透调节物质可溶性糖和可溶性蛋白的积累,较CK组最大增幅分别为55.3%、70.5%,同时还降低丙二醛(MDA)的含量,较CK组最大降幅为34.1%;相关性分析结果显示,滇重楼叶片中不同化学成分指标之间部分存在相关性。结论:解钾细菌能有效促进滇重楼的生长发育,提高滇重楼在逆境中的生存能力,对于提高滇重楼人工种植存活率具有一定的科学意义和潜在的应用价值。

云烟高端品牌植烟区根际土壤高效解钾菌的筛选

从云南石林,建水采取烟草根部土样,按10-4、10-5梯度稀释并涂布平板,在28℃培养条件下,从硅酸盐固体培养基上初步筛选得到77株解钾菌株,具有透明圈的65株。采用液体培养法(火焰分光光度计法)测定其解钾能力作进一步复筛,获得34株具有较高解钾能力的菌株,其有效钾活性为0.4～10.6 mg/L,同时采用高温筛选出一株耐70℃高温,且具有较好解钾能力的菌株K77,经初步鉴定为侧孢芽孢杆菌(Bacillus Lateraporus),该菌解钾活性达到10.6 mg/L。

解磷解钾自生固氮菌的分离筛选及鉴定

从华中农业大学农场试验田不同土壤中分离到一系列解磷、解钾及自生固氮菌,经比较筛选得到 1组菌株PJ07、P01、HZ03、NY03,它们分别具有较强的降解难溶态的磷、分解有机磷、降解难溶态的钾和固定空气中游离态氮的能力。各菌株经鉴定分别属于或接近假单胞菌属(Pseudomonas)、巨大芽孢杆菌 (Bacillusmegateri um)、胶质芽孢杆菌(Bacillusmucilaginosus)和圆褐固氮菌(Azotobacterchrococcum)。统计学分析表明由各菌株组成的复合菌剂在玉米盆栽试验中可显著增加作物的总生物量。

土壤中钾细菌的筛选及筛选底物加入量对其数量的影响

研究土壤中加入不同数量的钾长石粉后其解钾细菌数量的变化,同时初步筛选钾细菌,为进一步研究土壤中解钾细菌的分离、筛选及其鉴定提供参考。测试土壤中加入不同数量的钾长石粉后其解钾细菌数量,对结果进行比较分析;利用四苯硼钠法测试菌株解钾能力,并进行初步筛选。结果表明,按钾细菌数量由多到少的顺序,筛选底物加入量为0.2%>0.1%>0.4%>空白对照;筛选菌株的解钾效率高于K01的共14株,高于K02的共9株。解钾效率最高的菌株5.15-2解钾效率为35.4%,较外购生产菌种K01高13倍,与本实验室保存菌种K02相比高3.6倍。

油茶根际土壤解钾菌的发酵培养

采用双层平板法对已分离出的15株油茶根际解钾细菌进行筛选,获得3株解钾能力较强的菌株CoPDB 6、CoPDB 13和CoPDB 15,并对3个菌株的培养基、pH、装液量、接种量、温度和摇床转速等发酵培养条件进行优化。结果表明,解钾细菌的最佳发酵培养条件为培养基A(蔗糖5.0 g,磷酸氢二钠0.5 g,云母粉1.0 g,MgSO_(4)·7H_(2)O 0.5 g,氢化铁0.005 g,水1000 mL)、培养温度30℃、pH值7.2~7.4、装液量20%~30%(50~75 mL/250 mL)、接种量9%、摇床转速200 r·min^(-1)。