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不同环境因素对砖红壤解磷菌解磷能力的影响

2014-09-23周畅郑超

南方农业·下旬 2014年3期
关键词:pH值

周畅+郑超

摘 要 通过改变培养基中各种微量元素的比例和改变溶液pH值,找出对南方砖红壤解磷菌解磷能力影响最大的环境因素,为今后的解磷菌剂开发提供依据。从实验结果来看:接种了解磷菌的培养基中,有效磷与生物磷总量大幅度提升。其中:①pH值对南方砖红壤解磷菌解磷能力的影响呈现抛物线形,在pH值为7时,南方砖红壤解磷菌解磷能力达到最大,与其他pH值下解磷水平差异显著。当pH值在5~7时,最适合解磷菌的生长。②金属离子中,缺少Fe2+、Mn2+、Mg2+均对南方砖红壤解磷菌解磷能力有较大的影响。③作物不同生长期和种植不同作物对南方砖红壤解磷菌的生长有较大影响。

关键词 砖红壤;解磷菌;pH值;解磷能力;金属离子

中图分类号:S154.3 文献标志码:A 文章编号:1673-890X(2014)03-124-5

多年来,国内外许多的土壤工作者在研究磷肥的施用过程中发现:土壤中的多种金属离子(Fe、Mn、Al等)对施入的磷肥有强烈的固定作用,使磷肥的利用率大大降低[1]。而自前苏联研究人员蒙金娜1935年从土壤中分离出解磷巨大芽孢杆菌并发现该菌对土壤难溶态磷酸盐有一定的解磷效果后,国内外相继开始了对解磷菌的研究[2]。目前对解磷菌解磷机制还不完全了解,赵小蓉等的研究结果表明:微生物在生长繁殖时,不仅分解难溶性的磷化合物,而且利用一部分分解的磷组建其细胞成分,有些细菌能够在细胞中储藏磷酸盐,如果将这一部分磷排除在外,会低估解磷菌的解磷能力,有时甚至会导致错误的结论,所以微生物量磷也应是微生物分解的磷的一部分[3]。本实验是于2010年9-12月进行。是对南方砖红壤菜地土中的解磷菌解磷能力进行研究。通过分离、纯化和培养,以磷矿粉为唯一磷源,并在培养过程中提供不同解磷菌生长环境(主要是pH值、金属离子的影响因素),观察外界环境变化对解磷菌解磷能力的影响。在实验中寻求一种更适合解磷菌发挥解磷能力的因素,为今后在实际生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 采样及菌种分离

本实验的原始菌种取自广东海洋大学主校区西区土壤菌落,并根据细菌鉴定手册以及前人分离土壤解磷菌的实验现象对分离的菌株进行鉴定。通过培养基分析实验发现游离态磷减少可以断定所分离的菌株为我们所需的解磷菌株。然后通过分离、纯化等一系列工作,最终分离出一株无机解磷菌株。本次实验对象生存的环境的土壤类型属于玄武岩砖红壤,所取土壤为油菜苗(7~8叶)根际土,用无菌袋装回实验室。在实验室用抖根法将土壤从根际抖落,混匀,采用四分法弃土,称取根际土15.000 g于锥形瓶中(余土用无菌袋装后于4.0 ℃冰箱保存),加蒸馏水50 ml振荡30 min,静置15 min;吸取上清液10 ml于试管中,并稀释至100 ml。采用划线法接种于分离培养基。并放在恒温培养箱(27.5 ℃)中静置培养6 d。挑取有明显透明圈的菌株,将其分离,进行第1次纯化,并放在恒温培养箱(27.5 ℃)中静置培养6 d,并保存纯化后的

菌种。

1.2 培养基

1.2.1 分离培养基

葡萄糖:10.000 g,(NH4)2SO4:0.500 g,磷矿粉:10.000 g,MnSO4 :0.030 g,NaCl:0.300 g,KCl:0.300 g,MgSO4:0.300 g,FeSO4。7H2O:0.030 g,琼脂:18.000 g,蒸馏水:1000 ml,pH:6.5~7.0。

1.2.2 蒙金娜无机液体培养基(即实验主培养基

母液)

葡萄糖:10.000 g,(NH4)2SO4:0.500 g,磷矿粉:10.000 g,NaCl:0.300 g,KCl:0.300 g,酵母膏:0.400 g,蒸馏水:1000 ml 。

1.2.2.1 测定金属离子影响的培养基

在发酵培养基中分别加入MnSO4•4H2O :0.030 g,MgSO4。7H2O: 0.030 g,FeSO4•7H2O:0.030 g,和其中任意两种的组合,以及全部加入MnSO4•4H2O,MgSO4•7H2O:0.030 g,FeSO4•7H2O:0.030 g,共7个处理。

1.2.2.2 测定pH值影响的培养基

在发酵培养基中,将培养基以1mol/l的HCL或1mol/l的NaOH溶液调pH值至不同需求值。

1.3 解磷菌的培养

将已纯化的解磷菌接种到配置好的液体培养基中,在恒温培养箱(27.5 ℃)中振荡培养5 d。可以观察到在接种了解磷菌的培养液中,磷矿粉被菌丝包被并悬浮于培养液中,菌丝呈现乳白色或淡黄色。而没有接种解磷菌的培养液中磷矿粉沉积于锥形瓶底部,液体清澈透明。

1.4 实验处理

1.4.1 pH值实验处理

1.4.1.1 不同pH值培养基用水的配制

以1mol/l的HCL或1mol/l的NaOH溶液调pH值,使用酸度计将所配制的培养基的pH值分别调为:3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0(共6个处理,3个重复);每个处理均有空白实验作为对照。分别装入锥形瓶,并于灭菌锅中灭菌40 min;冷却后,在无菌工作台接种;置于培养箱中振荡培养5 d。

1.4.1.2 金属离子影响实验

在完全培养基配制过程中,分别不加入MnSO4•4H2O 、MgSO4•7H2O 、FeSO4•7H2O,或其中任意两种;每个处理均有空白实验作为对照。具体装瓶、灭菌、接种、培养过程与(不同pH值培养基用水的配制)一致,pH=7。

1.5 解磷能力的测定

菌液P素测定方法:由于解磷菌能够将土壤P素同化为细胞的组成成分,所以,本实验采用高氯酸-硫酸酸溶-钼锑抗比色法[1]。无机解磷菌在蒙金娜无机液体培养基中27.6 ℃振荡培养5 d。取出菌液静置30 min后,吸取上清夜5 ml,加浓硫酸8 ml,加10 d高氯酸,摇匀,消煮至棕黑色,加30%H2O2 继续消煮至清亮后,再继续消煮20 min,待消煮液冷却后定容50 ml。吸取1 ml消煮液,加2,6-二硝基酚指示剂2 d,再吸2 ml 的1.08mol/L-1碳酸钠中和,再滴加稀Na2CO3至微黄色,加2.75 mol/L硫酸钼锑抗混合县色剂5 ml,摇匀并排尽二氧化碳,定容至50 ml,静置30 min后用721分光光度计进行比色测定(波长为700 nm)。记录数据并进行数据处理。

2 结果分析

2.1 不同pH值对南方砖红壤解磷菌解磷能力的影响

从表1空白实验与接种后对比的结果看:接种了解磷菌的培养液中,有效磷含量大幅度提升。并且在不同处理间可以看出从pH值3.0~7.0,解磷菌解磷能力随pH值的提高而提高;在pH值为7.0时的有效磷浓度是pH为3.0 时的有效磷浓度的3倍多。当pH值超过7.0以后解磷菌的解磷能力呈现下降趋势。

可以说:南方砖红壤解磷菌解磷能力在pH=7.0以下水平时,解磷能力与pH成正相关,当pH超过7.0时解磷能力减弱。对南方砖红壤区(pH值普遍在3.0~5.0)可以采取降低土壤酸性的措施,如增施熟石灰等。可提高磷肥的有效利用率。

通过对有效P浓度进行方差分析:F测定结果表明处理间差异极显著,重复间差异极显著。说明接种了解磷菌后,在pH值3.0~8.0,均表现出很强的解磷效果。并且各处理间差异极显著,说明不同PH值对解磷菌解磷能力有很明显的影响。其中在pH值为7.0时表现出最强的解磷能力。F测定结果表明处理间差异极显著,不同pH值对解磷菌解磷能力影响明显,为了进一步选择最好的pH值,进行多重比较[5]。

从表2可以看出:全部接种解磷菌土壤有效磷相比空白对照土壤有效磷明显增多;其中当pH值为7.0时,土壤有效磷与其他处理间差异明显;总体上整个处理呈现抛物线型,土壤有效磷在pH值为7.0时为最高,而后向两边递减。

2.2 不同金属离子影响对南方砖红壤解磷菌解磷能力的影响

从表3可以看出:1)在缺少各种金属离子的实验中,缺少两种离子的普遍比缺单种离子的解磷能力弱。总体上只要缺少Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+这3种离子中的一种或两种均使解磷能力大幅减弱。比起正常的减弱得就更加明显,对比正常组甚至超过7倍。2)从表中还可以看出在3种离子中,Fe2+离子的影响最大。3)可以看出南方土壤解磷菌对Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+3种元素都有要求。缺素对解磷菌解磷能力有很大影响。4)在南方酸性土中,含较丰富的Fe 、Mn元素所以一般不会造成金属元素的缺失。所以,在南方酸性土中施用解磷菌剂可以降低成本。

通过对对有效P浓度进行方差分析:F测定结果表明处理间差异极显著,重复间差异极显著。可以看出,接种与不接种差异极显著 。各处理间差异极显著,说明金属离子对解磷菌解磷能力有很明显的影响。但总体上缺少金属离子均对解磷菌解磷能力造成不良的影响。

F测定结果表明处理间差异极显著,为了进一步选择最好的pH值,进行多重比较。

从表4中可以看出:在金属离子齐全时,接种解磷菌的培养液解磷效果最明显,与缺素的培养液对照起来差异极显著。而缺素间的差异不明显,均表现出较弱的解磷能力。可以说金属离子对解磷菌解磷能力有相当大的影响。缺素对解磷菌解磷能力不利,完整的元素配方可以更好地发挥解磷菌解磷能力。

2.3 不同作物根际土对南方酸性土解磷菌数的影响

在三种作物中,菜土中的解磷菌数最多,富贵竹土次之,甘蔗土最少。这可能与不同的轮作方式有关。在菜地土中,由于常年的精耕细作,再加上有机肥的大量施入,使土壤的酸性有所下降。一般种植青菜都较为鲜嫩,植物保持旺盛的生命力,根部生长良好,各种生物酶也较为丰富有利于解磷菌的生长。在甘蔗地中,由于甘蔗为大田作物,甘蔗地较少得到耕作和施肥,甘蔗土常呈块状,土壤透气性不良,土壤有机质含量较低,水分供给主要靠自然降水为主,对解磷菌的正常生长造成一定影响。这也可能是南方转红壤磷肥利用率低的一个原因。而富贵竹土主要以砂土为主,较为干旱,土壤比较贫瘠,富贵竹根较为粗壮,根毛较少,分泌的生物酶也较少,导致解磷菌生长受抑制

在解磷菌分离统计时发现:油菜苗五叶期时根系生长旺盛,白根占绝大多数。在油菜苗根际土所分离的解磷菌数量最多。而甘蔗在12月份左右处于收获期,老根、黑根为主,解磷菌数量稀少,在16个分离培养皿中仅有一个菌落。可以看出,解磷菌在土壤中存在的多少与植物生长发育情况有关。在植物生长期时,解磷菌较多,而在收获期时则解磷菌较少。这可能与生长期的植物水分和土壤条件相对有利于解磷菌的生存和繁殖有关。

3 小结

1)在pH值对解磷菌解磷能力的影响实验中,从pH值3.0~7.0时,解磷菌解磷能力是随着pH值的升高而上升,超过7.0则相反。可能是由于解磷菌在PH值为7.0时生长得较好,解磷能力也能得到较好的发挥(这与林启美、赵小蓉等人所做的实验结果相似)。对于pH值为7.0时,土壤解磷菌解磷能力有大幅度提高的原因可能主要有以下几点。①在pH值为7时,是解磷菌最适的生存环境,生命活动强烈,同化吸收磷素也多。由于磷素在溶液中本身有一平衡浓度,本来溶解于溶液中的磷被吸收同化,难溶态的磷也就会随之释放一部分。②磷细菌在生长时,大量菌丝包被磷矿粉颗粒,使磷矿粉与液体接触面积增大,磷颗粒溶解随之增加。③解磷菌在生长过程中分泌大量有机酸、及生物溶剂,促使磷矿粉由难溶态变为可溶态,从而使消解后溶液中有效磷大幅度提高。从实验结果看,南方酸性土中的解磷菌在PH值较高时解磷能力较强,为了使土壤解磷菌能充分发挥解磷能力,在施入磷肥时应该适当地加入熟石灰,降低土壤酸性。

2)解磷菌是一种对Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+有全面要求的菌种,当缺少上面所说的金属离子时,常常会导致解磷菌生长较慢,解磷能力减弱。这可能是由于Fe 、Mg、Mn三种元素是解磷菌细胞的重要组成部分,当缺少这三种元素时,解磷菌细胞构成受阻,导致生长缓慢,从而对解磷效果产生不良影响。

3)从分离实验看,可能是由于植物在发育期,根系发达、分泌物或生物酶也较多,对解磷菌生长有促进作用,这与林启美、赵小蓉等做的实验结果相似所做的实验结果一致[6]。在甘蔗收获期,根系老化死亡,基本无分泌物,并且土壤干燥失水,这都十分不利于土壤解磷菌的生长和发育。说明北方石灰性土解磷菌种群分布与南方砖红壤解磷菌种群分布在一定程度上有相似性。4)由于土壤生物的内部竞争,从而使土壤生物物种达到平衡,而且解磷菌在土壤微生物中并非优势物种[4]。因此,大量施入磷菌剂不会对土壤造成危害。通过改善或调整土壤的环境条件,可创造出利于土壤解磷菌生长的条件,充分发挥解磷菌的解磷能力。能够将长期施入土壤被土壤所固定而无法被植物吸收利用的磷素通过生物分解释放出来供植物吸收利用。相当于磷肥资源的再次开发利用。结合生态学我们可以看出,发展解磷菌剂是行之有效的方法。也是有效解决磷肥利用率低下的有效手段。

参考文献

[1] 鲁如坤. 土壤-植物营养学原理和施肥[M].北0京:化学工业出版社,1998,182-187.

[2] 李华,王光龙,守玉.磷细菌突变株生理特性的研究[J].高校化学工程学报,1999.13(3):240-244.

[3] 赵小蓉,林启美.微生物解磷的研究进展[J].土壤肥料,2001(3):7-10.

[4] 赵小蓉,林启美,孙焱鑫.玉米根际与非根际解磷细菌的分布特点[J].华北农学报,2001(16):111-115.

[5] 西北农业大学,华南农业大学主编.农业化学研究法上册[M].北京:农业出版社:138.

[6] 赵小蓉,林启美,孙焱鑫.四种不同生态系统的土壤解磷菌数量及种群分布[J].土壤与环境,2000(9):34-37.

(责任编辑:刘昀)

从表2可以看出:全部接种解磷菌土壤有效磷相比空白对照土壤有效磷明显增多;其中当pH值为7.0时,土壤有效磷与其他处理间差异明显;总体上整个处理呈现抛物线型,土壤有效磷在pH值为7.0时为最高,而后向两边递减。

2.2 不同金属离子影响对南方砖红壤解磷菌解磷能力的影响

从表3可以看出:1)在缺少各种金属离子的实验中,缺少两种离子的普遍比缺单种离子的解磷能力弱。总体上只要缺少Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+这3种离子中的一种或两种均使解磷能力大幅减弱。比起正常的减弱得就更加明显,对比正常组甚至超过7倍。2)从表中还可以看出在3种离子中,Fe2+离子的影响最大。3)可以看出南方土壤解磷菌对Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+3种元素都有要求。缺素对解磷菌解磷能力有很大影响。4)在南方酸性土中,含较丰富的Fe 、Mn元素所以一般不会造成金属元素的缺失。所以,在南方酸性土中施用解磷菌剂可以降低成本。

通过对对有效P浓度进行方差分析:F测定结果表明处理间差异极显著,重复间差异极显著。可以看出,接种与不接种差异极显著 。各处理间差异极显著,说明金属离子对解磷菌解磷能力有很明显的影响。但总体上缺少金属离子均对解磷菌解磷能力造成不良的影响。

F测定结果表明处理间差异极显著,为了进一步选择最好的pH值,进行多重比较。

从表4中可以看出:在金属离子齐全时,接种解磷菌的培养液解磷效果最明显,与缺素的培养液对照起来差异极显著。而缺素间的差异不明显,均表现出较弱的解磷能力。可以说金属离子对解磷菌解磷能力有相当大的影响。缺素对解磷菌解磷能力不利,完整的元素配方可以更好地发挥解磷菌解磷能力。

2.3 不同作物根际土对南方酸性土解磷菌数的影响

在三种作物中,菜土中的解磷菌数最多,富贵竹土次之,甘蔗土最少。这可能与不同的轮作方式有关。在菜地土中,由于常年的精耕细作,再加上有机肥的大量施入,使土壤的酸性有所下降。一般种植青菜都较为鲜嫩,植物保持旺盛的生命力,根部生长良好,各种生物酶也较为丰富有利于解磷菌的生长。在甘蔗地中,由于甘蔗为大田作物,甘蔗地较少得到耕作和施肥,甘蔗土常呈块状,土壤透气性不良,土壤有机质含量较低,水分供给主要靠自然降水为主,对解磷菌的正常生长造成一定影响。这也可能是南方转红壤磷肥利用率低的一个原因。而富贵竹土主要以砂土为主,较为干旱,土壤比较贫瘠,富贵竹根较为粗壮,根毛较少,分泌的生物酶也较少,导致解磷菌生长受抑制

在解磷菌分离统计时发现:油菜苗五叶期时根系生长旺盛,白根占绝大多数。在油菜苗根际土所分离的解磷菌数量最多。而甘蔗在12月份左右处于收获期,老根、黑根为主,解磷菌数量稀少,在16个分离培养皿中仅有一个菌落。可以看出,解磷菌在土壤中存在的多少与植物生长发育情况有关。在植物生长期时,解磷菌较多,而在收获期时则解磷菌较少。这可能与生长期的植物水分和土壤条件相对有利于解磷菌的生存和繁殖有关。

3 小结

1)在pH值对解磷菌解磷能力的影响实验中,从pH值3.0~7.0时,解磷菌解磷能力是随着pH值的升高而上升,超过7.0则相反。可能是由于解磷菌在PH值为7.0时生长得较好,解磷能力也能得到较好的发挥(这与林启美、赵小蓉等人所做的实验结果相似)。对于pH值为7.0时,土壤解磷菌解磷能力有大幅度提高的原因可能主要有以下几点。①在pH值为7时,是解磷菌最适的生存环境,生命活动强烈,同化吸收磷素也多。由于磷素在溶液中本身有一平衡浓度,本来溶解于溶液中的磷被吸收同化,难溶态的磷也就会随之释放一部分。②磷细菌在生长时,大量菌丝包被磷矿粉颗粒,使磷矿粉与液体接触面积增大,磷颗粒溶解随之增加。③解磷菌在生长过程中分泌大量有机酸、及生物溶剂,促使磷矿粉由难溶态变为可溶态,从而使消解后溶液中有效磷大幅度提高。从实验结果看,南方酸性土中的解磷菌在PH值较高时解磷能力较强,为了使土壤解磷菌能充分发挥解磷能力,在施入磷肥时应该适当地加入熟石灰,降低土壤酸性。

2)解磷菌是一种对Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+有全面要求的菌种,当缺少上面所说的金属离子时,常常会导致解磷菌生长较慢,解磷能力减弱。这可能是由于Fe 、Mg、Mn三种元素是解磷菌细胞的重要组成部分,当缺少这三种元素时,解磷菌细胞构成受阻,导致生长缓慢,从而对解磷效果产生不良影响。

3)从分离实验看,可能是由于植物在发育期,根系发达、分泌物或生物酶也较多,对解磷菌生长有促进作用,这与林启美、赵小蓉等做的实验结果相似所做的实验结果一致[6]。在甘蔗收获期,根系老化死亡,基本无分泌物,并且土壤干燥失水,这都十分不利于土壤解磷菌的生长和发育。说明北方石灰性土解磷菌种群分布与南方砖红壤解磷菌种群分布在一定程度上有相似性。4)由于土壤生物的内部竞争,从而使土壤生物物种达到平衡,而且解磷菌在土壤微生物中并非优势物种[4]。因此,大量施入磷菌剂不会对土壤造成危害。通过改善或调整土壤的环境条件,可创造出利于土壤解磷菌生长的条件,充分发挥解磷菌的解磷能力。能够将长期施入土壤被土壤所固定而无法被植物吸收利用的磷素通过生物分解释放出来供植物吸收利用。相当于磷肥资源的再次开发利用。结合生态学我们可以看出,发展解磷菌剂是行之有效的方法。也是有效解决磷肥利用率低下的有效手段。

参考文献

[1] 鲁如坤. 土壤-植物营养学原理和施肥[M].北0京:化学工业出版社,1998,182-187.

[2] 李华,王光龙,守玉.磷细菌突变株生理特性的研究[J].高校化学工程学报,1999.13(3):240-244.

[3] 赵小蓉,林启美.微生物解磷的研究进展[J].土壤肥料,2001(3):7-10.

[4] 赵小蓉,林启美,孙焱鑫.玉米根际与非根际解磷细菌的分布特点[J].华北农学报,2001(16):111-115.

[5] 西北农业大学,华南农业大学主编.农业化学研究法上册[M].北京:农业出版社:138.

[6] 赵小蓉,林启美,孙焱鑫.四种不同生态系统的土壤解磷菌数量及种群分布[J].土壤与环境,2000(9):34-37.

(责任编辑:刘昀)

从表2可以看出:全部接种解磷菌土壤有效磷相比空白对照土壤有效磷明显增多;其中当pH值为7.0时,土壤有效磷与其他处理间差异明显;总体上整个处理呈现抛物线型,土壤有效磷在pH值为7.0时为最高,而后向两边递减。

2.2 不同金属离子影响对南方砖红壤解磷菌解磷能力的影响

从表3可以看出:1)在缺少各种金属离子的实验中,缺少两种离子的普遍比缺单种离子的解磷能力弱。总体上只要缺少Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+这3种离子中的一种或两种均使解磷能力大幅减弱。比起正常的减弱得就更加明显,对比正常组甚至超过7倍。2)从表中还可以看出在3种离子中,Fe2+离子的影响最大。3)可以看出南方土壤解磷菌对Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+3种元素都有要求。缺素对解磷菌解磷能力有很大影响。4)在南方酸性土中,含较丰富的Fe 、Mn元素所以一般不会造成金属元素的缺失。所以,在南方酸性土中施用解磷菌剂可以降低成本。

通过对对有效P浓度进行方差分析:F测定结果表明处理间差异极显著,重复间差异极显著。可以看出,接种与不接种差异极显著 。各处理间差异极显著,说明金属离子对解磷菌解磷能力有很明显的影响。但总体上缺少金属离子均对解磷菌解磷能力造成不良的影响。

F测定结果表明处理间差异极显著,为了进一步选择最好的pH值,进行多重比较。

从表4中可以看出:在金属离子齐全时,接种解磷菌的培养液解磷效果最明显,与缺素的培养液对照起来差异极显著。而缺素间的差异不明显,均表现出较弱的解磷能力。可以说金属离子对解磷菌解磷能力有相当大的影响。缺素对解磷菌解磷能力不利,完整的元素配方可以更好地发挥解磷菌解磷能力。

2.3 不同作物根际土对南方酸性土解磷菌数的影响

在三种作物中,菜土中的解磷菌数最多,富贵竹土次之,甘蔗土最少。这可能与不同的轮作方式有关。在菜地土中,由于常年的精耕细作,再加上有机肥的大量施入,使土壤的酸性有所下降。一般种植青菜都较为鲜嫩,植物保持旺盛的生命力,根部生长良好,各种生物酶也较为丰富有利于解磷菌的生长。在甘蔗地中,由于甘蔗为大田作物,甘蔗地较少得到耕作和施肥,甘蔗土常呈块状,土壤透气性不良,土壤有机质含量较低,水分供给主要靠自然降水为主,对解磷菌的正常生长造成一定影响。这也可能是南方转红壤磷肥利用率低的一个原因。而富贵竹土主要以砂土为主,较为干旱,土壤比较贫瘠,富贵竹根较为粗壮,根毛较少,分泌的生物酶也较少,导致解磷菌生长受抑制

在解磷菌分离统计时发现:油菜苗五叶期时根系生长旺盛,白根占绝大多数。在油菜苗根际土所分离的解磷菌数量最多。而甘蔗在12月份左右处于收获期,老根、黑根为主,解磷菌数量稀少,在16个分离培养皿中仅有一个菌落。可以看出,解磷菌在土壤中存在的多少与植物生长发育情况有关。在植物生长期时,解磷菌较多,而在收获期时则解磷菌较少。这可能与生长期的植物水分和土壤条件相对有利于解磷菌的生存和繁殖有关。

3 小结

1)在pH值对解磷菌解磷能力的影响实验中,从pH值3.0~7.0时,解磷菌解磷能力是随着pH值的升高而上升,超过7.0则相反。可能是由于解磷菌在PH值为7.0时生长得较好,解磷能力也能得到较好的发挥(这与林启美、赵小蓉等人所做的实验结果相似)。对于pH值为7.0时,土壤解磷菌解磷能力有大幅度提高的原因可能主要有以下几点。①在pH值为7时,是解磷菌最适的生存环境,生命活动强烈,同化吸收磷素也多。由于磷素在溶液中本身有一平衡浓度,本来溶解于溶液中的磷被吸收同化,难溶态的磷也就会随之释放一部分。②磷细菌在生长时,大量菌丝包被磷矿粉颗粒,使磷矿粉与液体接触面积增大,磷颗粒溶解随之增加。③解磷菌在生长过程中分泌大量有机酸、及生物溶剂,促使磷矿粉由难溶态变为可溶态,从而使消解后溶液中有效磷大幅度提高。从实验结果看,南方酸性土中的解磷菌在PH值较高时解磷能力较强,为了使土壤解磷菌能充分发挥解磷能力,在施入磷肥时应该适当地加入熟石灰,降低土壤酸性。

2)解磷菌是一种对Fe2+ 、Mg2+ 、Mn2+有全面要求的菌种,当缺少上面所说的金属离子时,常常会导致解磷菌生长较慢,解磷能力减弱。这可能是由于Fe 、Mg、Mn三种元素是解磷菌细胞的重要组成部分,当缺少这三种元素时,解磷菌细胞构成受阻,导致生长缓慢,从而对解磷效果产生不良影响。

3)从分离实验看,可能是由于植物在发育期,根系发达、分泌物或生物酶也较多,对解磷菌生长有促进作用,这与林启美、赵小蓉等做的实验结果相似所做的实验结果一致[6]。在甘蔗收获期,根系老化死亡,基本无分泌物,并且土壤干燥失水,这都十分不利于土壤解磷菌的生长和发育。说明北方石灰性土解磷菌种群分布与南方砖红壤解磷菌种群分布在一定程度上有相似性。4)由于土壤生物的内部竞争,从而使土壤生物物种达到平衡,而且解磷菌在土壤微生物中并非优势物种[4]。因此,大量施入磷菌剂不会对土壤造成危害。通过改善或调整土壤的环境条件,可创造出利于土壤解磷菌生长的条件,充分发挥解磷菌的解磷能力。能够将长期施入土壤被土壤所固定而无法被植物吸收利用的磷素通过生物分解释放出来供植物吸收利用。相当于磷肥资源的再次开发利用。结合生态学我们可以看出,发展解磷菌剂是行之有效的方法。也是有效解决磷肥利用率低下的有效手段。

参考文献

[1] 鲁如坤. 土壤-植物营养学原理和施肥[M].北0京:化学工业出版社,1998,182-187.

[2] 李华,王光龙,守玉.磷细菌突变株生理特性的研究[J].高校化学工程学报,1999.13(3):240-244.

[3] 赵小蓉,林启美.微生物解磷的研究进展[J].土壤肥料,2001(3):7-10.

[4] 赵小蓉,林启美,孙焱鑫.玉米根际与非根际解磷细菌的分布特点[J].华北农学报,2001(16):111-115.

[5] 西北农业大学,华南农业大学主编.农业化学研究法上册[M].北京:农业出版社:138.

[6] 赵小蓉,林启美,孙焱鑫.四种不同生态系统的土壤解磷菌数量及种群分布[J].土壤与环境,2000(9):34-37.

(责任编辑:刘昀)

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