解磷菌群對盆栽土豆生長和產(chǎn)量的影響

解磷菌群對盆栽土豆生長和產(chǎn)量的影響

磷酸是植物生長發(fā)育不可或缺的養(yǎng)分之一。這是植物的重要組成部分。同時，它以各種方式參與植物體內(nèi)的各種生理生化過程，對于促進植物的生長發(fā)育和新陳代謝起到了重要作用。采用微生物的解磷作用能夠?qū)㈦y溶性的磷酸鹽轉(zhuǎn)化為水溶性磷,有效地增加土壤速效磷的含量,從而供植物吸收利用。石灰性土壤的特性是含有大量游離的碳酸鈣,土壤中的大部分磷轉(zhuǎn)化成難溶性的磷酸鈣鹽,使磷的有效性降低。如何活化難溶性磷進而提高其有效性成為研究的重要課題。在豌豆體內(nèi),磷是組成核酸、磷脂、腺苷三磷酸及許多輔酶的元素,參與許多物質(zhì)的合成和各種生理生化過程,是一種基本的營養(yǎng)元素。因此,開展溶磷高效微生物的研究與應(yīng)用,對于挖掘土壤磷資源的利用潛力、節(jié)約磷肥投入、降低生產(chǎn)成本、保護我國磷礦資源和農(nóng)業(yè)高效持續(xù)發(fā)展具有重要的理論意義和實際意義。本試驗對不同解磷菌群在3個磷水平下對豌豆的生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響進行了研究。1材料和方法1.1試驗材料1.1.1地下空間土的制備本試驗盆栽用土取自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)西校門建筑工地地下3～4m生土,質(zhì)地為壤土。取回風(fēng)干,過篩充分混勻備用。主要理化性狀和生物性狀見表1。1.1.2試驗品種供試豌豆品種為小莖奇,原產(chǎn)地美國阿拉斯加,生育期60d。1.1.3解磷細菌和真菌本試驗所用菌肥是從石灰性土壤中篩選得到的6株解磷細菌和2株解磷真菌,經(jīng)擴繁、復(fù)壯制成細菌、真菌、混合菌3個不同解磷菌群,再經(jīng)蛭石和草炭吸附而成,其中菌液∶蛭石∶草炭為1∶1∶3。1.2試驗設(shè)計1.2.1完全隨機區(qū)組設(shè)計采用盆栽法進行研究,供試作物為豌豆。試驗設(shè)計為二因素的完全隨機區(qū)組設(shè)計。一個因素是菌群,共4個處理,分別是細菌、真菌、混合菌和對照;另一個因素是磷水平,共3個處理,分別是P1、P2和P3。每處理4個重復(fù)。1.2.2各施磷量、菌肥及苗木素質(zhì)本試驗在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院溫室內(nèi)進行,每個處理所施底肥N0.15g/kg,K2O0.1g/kg;不同磷水平的施磷量分別為P1:0.01g/kg、P2:0.05g/kg和P3:0.09g/kg;雞糞3.43g/kg。每盆加不同解磷菌群制作的菌肥240g,其中菌液∶蛭石∶草炭為1∶1∶3。試驗于4月5日裝盆,每盆播入12粒種子,及時間苗,最后每盆留苗5株,定期管理。于2005年5月25日收獲。收獲后測定其各項生理生化指標(biāo)。1.2.3ayp.ab根體積為排水法:量筒內(nèi)預(yù)先裝入一定體積的水,記下刻度A;將根系完全進入量筒內(nèi),水面升高到另一刻度,記下刻度B,B與A之差為根體積。過氧化物酶采用愈創(chuàng)木酚氧化比色法。過氧化氫酶采用KMnO4滴定法。根系活力采用α-萘胺氧化法。2結(jié)果與分析2.1不同磷組對挑選大豆生長發(fā)育的影響2.1.1不同ph和混磷處理對土壤細菌和真菌根系長度和根體積的影響由表2可以看出,在P1水平下細菌處理豌豆根長比對照增加34.5%,真菌處理比對照增加22.2%,混合菌處理比對照增加8.6%;P2水平下細菌處理的比對照增加6.5%,真菌處理的比對照增加9.5%,混合菌比對照增加0.22%;P3水平下細菌處理的比對照增加7.1%,真菌處理的比對照增加7.1%,混合菌比對照增加2.3%。在P1處理水平下,細菌處理的根系長度明顯大于對照,且差異達顯著水平,其原因可能是在低磷脅迫下,磷細菌分泌出較多的磷酸酶,促使土壤中難溶性P釋放出來,顯著增強根系周圍的酶活性,進一步促進了根系的發(fā)育,因而在低磷水平下細菌處理的根系長度比真菌處理的長。由表3可以看出,在P1和P2水平下,真菌和細菌處理的根體積均高于混合菌處理和對照,且達顯著水平。其中,P1水平下細菌和真菌處理的根體積比對照增加100%,混合菌處理比對照增加69.2%;P2水平下細菌處理的比對照增加37.9%,真菌處理的比對照增加70.7%,混合菌處理比對照增加32.76%;P3水平下細菌處理的比對照增加15.2%,真菌處理比對照增加18.2%,混合菌處理的比對照增加15.2%。由此可見,P1、P2根體積比對照增加的幅度明顯高于P3,說明低磷水平下,菌群發(fā)揮的效果更為明顯。2.1.2各解磷菌群對植物植物光合指標(biāo)的影響從豌豆的開花期(4月30日)開始,分別于4月30日、5月7日、5月14日、5月21日和5月28日分4次定期測量株高。由圖1可以看出,在不同磷水平下,不同的菌群施入土壤對豌豆的生長高度均有不同程度的增加。其中P1水平下,細菌、真菌、混合菌處理的均比對照有大幅度的增加,真菌處理增高幅度達28.3%,其次為細菌處理,增高幅度達26%。P2水平下,細菌、真菌和混合菌處理的增加幅度沒有P1水平明顯,增幅最大的是真菌處理,增幅為21.1%。P3水平下,各處理之間的增幅差異不顯著。不同解磷菌群對豌豆莖節(jié)數(shù)的影響見表4。由圖2可以看出,在不同的磷水平下,所有解磷菌群處理均增加了豌豆地上部鮮重。在P1水平下,細菌、真菌、混合菌處理與對照比較達極顯著水平;P2水平下,只有真菌和混合處理達到極顯著水平,而細菌處理達到顯著水平;P3水平下,各處理之間差異不顯著。其中P1水平細菌處理比對照增加57.5%,真菌處理比對照增加79.99%,混合菌處理比對照增加30.98%;P2水平細菌處理比對照增加10.25%,真菌處理比對照增加40.56%,混合菌處理比對照增加39.7%;P3水平細菌處理比對照增加7.8%,真菌處理比對照增加11.65%,混合菌處理比對照增加7.0%。可見,在不同的磷水平下,不同菌群發(fā)揮效果為:真菌>細菌>混合菌。其中P2水平混合菌處理的地上部鮮重高于細菌處理,其原因有待進一步研究。2.2不同處理組對瓜粒產(chǎn)量的影響2.3不同磷組對挑選大豆生理指標(biāo)的影響2.3.1影響豌豆的酶活性由表7和表8可以看出,不同的解磷菌群處理能夠顯著影響豌豆的過氧化物酶活性和過氧化氫酶活性。在不同水平磷的處理下,真菌處理與其他處理相比達到顯著水平,說明在解磷真菌的作用下,豌豆的抗逆性有所增強。2.3.2顯著防真菌處理由表9可以看出,在低磷水平下細菌的根系活力要顯著好于真菌處理。其原因可能是磷細菌分泌磷酸酶而促使土壤中難溶性P釋放出來,使根系周圍的酶活性顯著增強,進一步促進了根系的發(fā)育。3不同濃度p和雙磷菌群對土壤微生物的解磷效果施用解磷菌群能增加豌豆植株生長高度、莖節(jié)數(shù)、根系長度、根系體積及地上鮮重。施入解磷菌群能增加植株高度16.8%～28.3%;增加莖節(jié)數(shù)2.4%～17.9%;增長根系長度0.22%～34.5%;增大根系體積15.2%～100%;增強根系活力1.99%～37.7%;增加地上鮮重7.0%～79.99%。P1、P2水平不同菌群發(fā)揮的解磷效果強于P3水平。就不同解磷菌群的解磷效果看,其順序為真菌>細菌>混合菌>對照,說明真菌的解磷效果明顯高于細菌的解磷效果?；旌暇喊l(fā)揮效果不明顯的原因可能是細菌、真菌同時施入土壤,其產(chǎn)生的分泌物相互影響,在土壤環(huán)境中,它們和土壤微生物產(chǎn)生抑制作用,沒有充分的發(fā)揮解磷效果。但是在P1水平下,細菌處理的根長、根體積均大于真菌處理,其原因可能是磷細菌分泌較多的磷酸酶,刺激根系的生長。施用解磷菌群能大幅度提高豌豆的產(chǎn)量。施入解磷菌群使子粒鮮重增加0.60%～44.4%。產(chǎn)量的高低次序為:真菌>細菌>混合菌>對照。施用解磷菌群能提高豌豆的抗逆、抗衰老能力。施入解磷菌群使過氧化物酶活性提高0.92%～44.8%;使過氧化氫酶活性提高1.01%～9.50%。由此可見,施用解磷菌肥后,既刺激了根系的生長,又為根系生長提供了充足的養(yǎng)分,增強了對不良環(huán)境的抗性,并使根長、根體積增加,根系活力提高,過氧化氫酶和過氧化物酶活性增加。本試驗的深入研究,有待結(jié)合根系根際微生物方面的分析,以便綜合闡述相應(yīng)觀點的確切性。由表5和表6可以看出,在不同的磷水平下,不同解磷菌群發(fā)揮效果依次為:真菌>細菌>混合菌>對照,且在低磷水平下