油茶根际微生物群落结构特征及其解磷菌的解磷效应

论文摘要

油茶是我国特有的木本油料作物,近年来国家对其种植力度不断加大,对其生长发育过程的研究也越来越多。根系从土壤中吸收水分和营养物质,是植物地上部更新复壮的物质基础。油茶根系存在不同的生长周期,在根系不同生长期内表现出不同的趋水趋肥特性。根际微生物在促进植物生长和营养吸收方面发挥重要作用。揭示根系不同生长周期内根际土壤养分变化及其微生物群落结构特征,将为油茶林合理的水肥管理提供理论指导。油茶种植区多位于南方红壤区,磷缺乏和累积问题严重,磷元素有效利用率低。油茶正常生长及产量的保障离不开根际微生物,特别是解磷菌的作用。本研究通过采集油茶根系不同生长周期内根际土壤样品,分析土壤养分变化和根际细菌群落结构特征;从油茶根际土壤中分离、筛选及鉴定一批高效根际解磷菌;通过盆栽实验验证高效解磷混合菌群的添加对植物生物量、植物养分含量及土壤磷形态的影响。主要得到以下结论:（1）油茶根际土壤TN、TP、TK等养分含量及多种酶活性均在根系活跃期大于休眠期。不同根系生长周期根际微生物群落结构及其指示微生物显著不同。冗余分析可知,土壤速效元素NO3-N及AK对根际微生物群落结构影响显著。共发生网络分析发现,根际细菌之间的相互作用在根系生长活跃期表现最强,在根系缓慢时期明显减弱。表明根际土壤养分、酶活、微生物群落结构及物种之间相互作用均很大程度上受到宿主根系活力的影响,并表现一致的变化规律。因此,保证地上油茶健康良好的生长状况也是保持地下土壤微生物系统稳定和活性的重要基础。（2）从油茶根际土壤中共分离筛选94株解磷菌,采用定性及定量的方法测定了菌株对无机磷和有机磷的解磷能力,结果发现,所筛选菌株对无机磷的溶解能力大于有机磷。其中CK2解无机磷能力最高,达到74.8 mg/L。挑选12株对无机磷、有机磷解磷能力综合表现较好的菌株进行系统发育学鉴定,其中11株菌株（CK2、CK20、CK25、CK30、CK32、CK34、DG7、DG9、FM13、DF9、DF17）为伯克霍尔德菌（Burkholderia sp.）、1株（FM21）为类伯克氏菌属（Paraburkholderia sp.）。（3）盆栽实验表明在添加难溶性磷的条件下,与不接菌对照相比,不同接菌处理均对玉米植株生物量表现出促生效果。其中混合接菌对植物促生效果更显著。从玉米植株生物量上来看,接菌处理T2（CK2+CK32+FM21）、T3（CK2+FM13+FM21）、F1（CK2+CK32+FM13+FM21）的效果最好;从植物营养吸收来看,T1（CK2+CK32+FM13）、T2、F1对植物营养含量增幅较大;从土壤磷形态来看,T2和F1对土壤有效磷改善效果最佳。综合三部分,其中T2、F1是本次最优组合。由此说明,混合解磷菌群促进植物生长与解磷响应均优于单菌。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 油茶研究概况

1.2 根际与根际土壤微生物

1.2.1 根际微生物与植物营养吸收

1.2.2 根际微生物多样性

1.3 解磷菌的研究进展

1.3.1 磷元素的生物学意义

1.3.2 土壤磷元素现状

1.3.3 解磷微生物（PSM）的研究概况

1.3.4 PSM解磷效果的研究方法

1.3.5 解磷菌促植物生长作用

1.4 混合菌剂对植物生长的研究

1.5 研究内容及技术路线

1.5.1 研究内容

1.5.2 技术路线图

1.6 研究目的与意义

第2章油茶根系不同生长周期内根际微生物群落多样性

2.1 材料方法

2.1.1 样地概况

2.1.2 样品采集与处理

2.1.3 土壤理化性质的测定

2.1.4 土壤微生物生物量及酶活性的测定

2.1.5 根际土壤DNA的提取及高通量测序

2.1.6 数据处理

2.2 结果与分析

2.2.1 不同时期内油茶根际土壤理化性质变化

2.2.2 不同时期内油茶根际土壤理化性质主成分分析

2.2.3 不同时期内油茶根际土壤微生物生物量及土壤酶活性变化

2.2.4 油茶根际土壤酶活性及生物生物量与理化性质的相关性

2.2.5 高通量测序数据及α多样性

2.2.6 不同时期下油茶根际土壤细菌群落组成差异

2.2.7 油茶根际土壤细菌群落结构与土壤理化性质的冗余性分析

2.2.8 不同时期内根际土壤细菌群落的共发生网络

2.3 讨论

2.4 结论

第3章油茶根际高效解磷菌的分离、筛选及鉴定

3.1 材料与方法

3.1.1 土壤样品的采集

3.1.2 培养基

3.1.3 根际解磷菌的筛选

3.1.4 解磷菌初筛

3.1.5 解磷菌复筛

3.1.6 菌株DNA的提取、16S rRNA扩增和系统发育分析

3.1.7 数据分析

3.2 结果与分析

3.2.1 根际解磷菌株的分离

3.2.2 菌株解磷能力定性测定

3.2.3 菌株解磷的定量测定

3.2.4 菌株16S rRNA扩增和系统发育分析

3.3 讨论

3.4 结论

第4章混合高效解磷菌群对植物生长及土壤磷形态变化的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 供试材料

4.1.2 实验设计

4.1.3 样品采集与处理

4.1.4 土壤中磷形态的测定

4.1.5 数据分析

4.2 结果与分析

4.2.1 玉米植株生物量及营养元素的差异

4.2.2 玉米植株营养指标的变化

4.2.3 不同混合菌群对盆栽实验土壤磷形态的变化

4.2.4 植物营养与磷形态间的相关性

4.3 讨论

4.4 结论

第5章结论与展望

5.1 主要研究结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果

项目支持

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 黄程

导师: 吴兰

关键词: 油茶,根际微生物,细菌群落多样性,解磷菌,植物生长,磷形态

来源: 南昌大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业,林业

单位: 南昌大学

分类号: S794.4;S714.3

DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.000734

总页数: 77

文件大小: 3703K

下载量: 312

油茶根际微生物群落结构特征及其解磷菌的解磷效应

论文摘要

论文目录

文章来源

相关论文文献

猜你喜欢