1株耐鹽堿溶磷菌的溶磷特性及其促生效果

摘要：對國家緩控釋肥工程技術研究中心分離保藏的1株高效溶磷真菌PFK的耐鹽堿性能及溶磷性能進行研究，并進行鹽堿土盆栽試驗，研究其在鹽堿土中對小麥的促生作用。結果表明，PFK菌株具有很強的降解無機磷能力，在以Ca3（PO4）2為唯一磷源的無機磷培養基中培養7 d時，水溶磷含量達到892.86 mg/L，為對照組的89.60倍；pH值≤9的條件對PFK菌株降解無機磷的能力影響不大；PFK菌株在含10% NaCl的PDA培養基中仍可生長。盆栽試驗結果表明：接種解磷真菌PFK的處理組小麥的莖粗、株高、根長、鮮干質量顯著高于對照組，因而推斷PFK菌株具有一定的促生作用。

關鍵詞：溶磷菌；耐鹽堿；促生效果

中圖分類號：S156.4 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1S182302（2014）07-0397-03

收稿日期：2013-10-28

基金項目：國家科技支撐計劃（編號：2011BAD11B02）。

作者簡介：徐春英（1985—），女，山東菏澤人，碩士，工程師，主要從事新型肥料的研發及其施肥研究。Tel：（0539）7198803；E-mail：xuchunying508@126.com。

通信作者：宋濤，男，山東濰坊人，博士，工程師，主要從事新型肥料的研發及其施肥研究。E-mail：songtao@kingenta.com。鹽堿土是鹽土和堿土的總稱，大多是由于農田的不合理灌溉以及化肥的過度使用而使土壤受到破壞、植被的生長受到抑制、土地鹽堿化加劇而造成的。由于鹽堿土的有機質含量少，土壤鹽漬化嚴重，肥力低，理化性狀差，普遍缺磷少氮，對作物有害的陰、陽離子較多，導致其中生長的作物不易出苗。中國鹽堿土的分布比較廣，可開展農業利用的鹽堿土地面積近130萬hm2，占中國耕地面積的10%以上，開發潛力巨大。隨著人口膨脹以及耕地面積的減少，鹽堿地的治理和改良也越來越受到人們的重視。這方面主要包括工程改良、化學改良及生物改良[1]。工程改良短期效果明顯，但工程投入大；化學改良見效比較快，但成本很高，而且副作用明顯。因此，人們的觀點逐步轉向利用生物措施來治理鹽堿地，并且認識到篩選利用耐鹽耐堿菌種的重要性，目前大多數研究集中在利用微生物肥料進行鹽堿土的改良，其中解磷微生物肥料的應用為研究熱點。微生物的解磷作用能夠將難溶性磷酸鹽轉化為水溶性磷，從而有效增加土壤中速效磷的含量，產生有機酸和活性酶類，促進植物的生長[2]。 本研究從生態工程學和鹽堿地生態修復的角度出發，利用篩選出的高效溶磷菌株PFK進行耐鹽堿試驗研究，并利用其耐鹽、耐堿及高效溶磷特性制備成生物菌劑，用于促進鹽堿地植物的生長，以期為鹽堿地的改良探索出一條新途徑。

1材料與方法

1.1供試菌種

菌株PFK由國家緩控釋肥工程技術研究中心實驗室分離并保藏于同單位的菌種保藏中心。

1.2培養基

PDA培養基（1 L）：200 g馬鈴薯，20 g葡萄糖，18 g瓊脂，1 000 mL 蒸餾水，自然pH值。鹽濃度梯度培養基（1 L）：200 g 馬鈴薯，20 g葡萄糖，1 000 mL蒸餾水；按比例配制 800 mL 并分裝至8個300 mL三角瓶中，裝液量100 mL，再分別加入0、1、2、3、4、6、8、10 g氯化鈉，自然pH值。

無機磷液體培養基（1 L）：10.0 g葡萄糖，0.5 g （NH4）2SO4，03 g NaCl，0.3 g KCl，0.3 g MgSO4·7H2O，0.03 g FeSO4·7H2O，0.03 g MnSO4·4H2O，5 g Ca2（PO4）2，1 000 mL 蒸餾水，pH值7.0～7.2，120 ℃高壓滅菌20 min。

堿濃度梯度無機磷液體培養基：140 g馬鈴薯，14 g葡萄糖，700 mL蒸餾水，分裝至7個300 mL三角瓶中后，分別調節pH值為6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0。

1.3小麥盆栽試驗

1.3.1供試土壤試驗在筆者所在單位的溫室試驗基地內進行，土樣為山東省東營地區的鹽堿土，其基本組分為070%有機質，1 015.1%全氮，950 mg/kg全磷，283.18 mg/kg 速效鉀，pH值8.81。

1.3.2供試作物供試作物種子為小麥，從當地種子站購得，為當地常用品種。

1.3.3供試肥料解磷微生物菌劑為PFK菌株擴繁、干燥、粉碎后的菌劑；氮肥、鉀肥是根據需要自行調配而成的，按氮含量225 kg /hm2、氮 ∶磷 ∶鉀=2 ∶0 ∶1的比例添加尿素和氯化鉀。

1.4試驗方法

1.4.1試驗菌株在液體培養基中解磷能力的測定取斜面保藏的試驗菌株，接種于PDA培養基斜面，在28 ℃條件下活化培養3 d，制備孢子懸浮液，等量接種于無機磷液體培養基中，于 28 ℃、120 r/min條件下培養，每隔1 d用鉬藍比色法測定培養液中的可溶性磷含量，連續測定，以確定試驗菌株對難溶無機磷的分解情況。

1.4.2試驗菌株耐鹽、堿能力的測定取斜面保藏的試驗菌株，接種于PDA培養基斜面上，于28 ℃活化培養3 d，制備孢子懸浮液；等量接種于不同pH值的無機磷液體培養基和不同NaCl濃度的PDA液體培養基中，于28 ℃、120 r/min條件下培養7 d，過濾洗滌菌絲體，烘干稱重，確定試驗菌株在不同pH值、NaCl濃度條件下的生長、溶磷情況。

1.4.3盆栽試驗設計試驗設表1中3個處理，每個處理3個重復，每盆裝土2 kg，氮肥、鉀肥的施用量共為1 350 kg/hm2，全部肥料作為基肥一次性施入土壤。每盆均播種10株以上的小麥種子，于2013年4月7日播種，2013年5月7日收獲，共30 d；小麥長出2張針葉后間苗定植，每盆2株，于收獲時測定莖粗、株高、鮮質量、根長，烘干后稱干質量。

3結論與討論

石灰性土壤中富含石灰質，但是可溶性磷含量比較低，使用磷肥后大部分磷與土壤中的Ca2+、Fe3+、Al3+等結合形成難溶性磷酸鹽而不能被植物吸收利用，尤其是在石灰性土壤中，磷被固定得速度更快，因此在石灰性土壤中磷的利用率更低[4]。研究發現，微生物對土壤中磷的轉化起關鍵作用[5]，有益微生物在其生命活動過程中能產生大量有機酸，不斷釋放出土壤中的遲效態氮磷鉀，能有效改善土壤的理化性質，提高土壤肥力，這些因素都會對鹽堿地種植作物和改良鹽堿土起到一定的積極作用，因此研究利用生物肥改良、利用鹽堿土具有重要的意義[6-7]。嚴慧峻等認為，施用微生物復混肥可以明顯增加土壤細菌數量，降低土壤容重、含鹽量和白菜中硝酸鹽含量，提高白菜可溶性糖的含量，對白菜產量的提高也有一定作用[8]。逄煥成等認為，施用微生物菌劑明顯改善了土壤營養與環境狀況，有利于土壤中鉀細菌、枯草芽孢桿菌的生長繁殖，有利于提高土壤有機質、速效磷、速效鉀的含量，一定程度增加土壤堿解氮含量，降低土壤pH值，加速淋鹽，抑制返鹽，降低土壤表層鹽分含量，促進玉米株高、葉片數的增加和地上部分干物質的積累[9]。

本研究通過對菌株PFK的pH值、解磷轉化率的動態研究發現，PFK溶磷菌具有較強的降解難溶性無機磷 Ca3（PO4）2 的能力，在無機磷液體培養基中培養6 d時，無機磷濃度達到886.2 mg/L，pH值達到1.87，pH值與解磷量關系密切。通過設置不同的pH值梯度、NaCl濃度梯度對PFK的耐鹽堿性能進行的研究發現，PFK具備很強的耐堿性能，當pH值達到9.0時，其生長量、解磷能力均不受影響，PFK的生長受鹽離子濃度影響較大，隨著離子濃度的升高生長量逐漸降低，當培養液中NaCl濃度達到10%時仍能生長，但生長量很小。小麥盆栽試驗表明：PFK菌劑對鹽堿土上小麥的生長有促進作用。添加PFK菌劑能使小麥莖粗、株高和根長都顯著增加，鮮質量、干質量分別增產20.15%、30.95%；添加2%PFK菌劑和氮肥、鉀肥的增產效果最好，鮮質量、干質量分別增產41.94%、47.62%，與空白對照處理相比差異極顯著。總體來看，PFK菌劑在低肥力和鹽漬化土壤中表現出較好的效果，其具體機制還有待于進一步研究，對于PFK在鹽堿土的改良中的推廣還需要深入系統地探索。

參考文獻：

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[2]Navarro-Noya Y E，Hernndez-Mendoza E，Morales-Jiménez J，et al. Isolation and characterization of nitrogen fixing heterotrophic bacteria from the rhizosphere of pioneer plants growing on mine tailings[J]. Applied Soil Ecology，2012，62：52-60.

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[8]嚴慧峻，逄煥成，李玉義，等. 微生物復混肥對鹽堿土及白菜品質改良的影響[J]. 中國農學通報，2008，24（12）：270-273.

[9]逄煥成，李玉義，嚴慧峻，等. 微生物菌劑對鹽堿土理化和生物性狀影響的研究[J]. 農業環境科學學報，2009，28（5）：951-955.