貴州兩處茶園溶磷青霉菌的篩選、鑒定及溶磷能力分析

彭艷, 孫鑫, 周培富, 楊成, 曾廣能, 范百齡

貴州兩處茶園溶磷青霉菌的篩選、鑒定及溶磷能力分析

彭艷1,*, 孫鑫1, 周培富2, 楊成1, 曾廣能1, 范百齡1

1. 貴州民族大學生態環境工程學院, 貴州 550025 2. 貴州民族大學 民族醫藥學院, 貴州 550025

為維持土壤自然完整性、活化利用土壤中難溶性磷, 從貴州名茶產地都勻、貴定茶園土壤中篩選高效溶磷真菌, 為制備真菌肥料提供菌種資源。利用溶磷指數(SPI)、形態特征和ITS rDNA序列篩選、鑒定菌株, 并采用液體搖床培養實驗測定鑒定菌株在以磷酸鈣、磷酸鐵或磷酸鋁為唯一磷源的無機磷液體培養基中的溶磷能力。共篩選到7個高效溶磷菌落, 經形態觀察分屬2種菌株, 鑒定為微紫青霉()和赭綠青霉()。液體培養基接種、搖床培養15 d, 微紫青霉菌在以Ca3(PO4)2、Fe3(PO4)2或AlPO4為唯一磷源的上清液中有效磷含量分別為73.47 mg·L–1、30.93 mg·L–1和14.00 mg·L–1, 4℃繼續保存至30d后對Fe-P和Al-P的溶解量分別達到72.20 mg·L–1、32.84 mg·L–1; 赭綠青霉菌培養15d的溶磷量分別為30.72 mg·L–1、4.14 mg·L–1和1.51 mg·L–1, 30d對Fe-P和Al-P的溶解量分別達到35.19 mg·L–1和10.98 mg·L–1。微紫青霉菌溶解無機磷能力明顯優于赭綠青霉菌, 有望應用于地區缺磷茶園土壤真菌肥料的制備。

茶園; 溶磷真菌; 溶磷能力; 微紫青霉; 赭綠青霉

0 引言

磷(P)元素是植物生長發育的必須營養元素, 參與植物體內的糖類代謝、含氮化合物代謝、碳水化合物運輸等生理過程, 并能調節植物光合作用。據報道, 我國約74%耕地土壤缺磷, 磷肥在土壤中當季利用率一般只有10%—25%[1-2], 缺磷會導致植物糖分運輸、蛋白質合成受阻, 生長緩慢, 植株矮小, 新生長的葉片小而薄, 產量降低。實際上許多土壤的全磷含量相當高, 但植物可吸收的有效磷很低[3], 尤其是熱帶、亞熱帶高溫多雨地區, 養分大量淋失, 土壤中鐵、鋁等對磷強烈固定, 土壤缺磷已成為作物生長的主要限制因素[4]。傳統的改土施肥法并不能有效解決土壤缺磷問題, 且長期過量施用化肥、高復種指數和連作等會導致土壤地力和肥料利用率下降, 土壤質量健康、農產品質量安全問題日益嚴重。因此, 挖掘與利用土壤中難溶性磷來解決土壤缺磷問題, 一直是相關研究工作者普遍關注的問題。2017年聯合國世界土壤日主題活動讓“親土種植”理念備受關注, 該理念倡導“種植與環保并舉”, 涵蓋“改良土壤, 減肥增效、品質提升, 綜合管理”等要求, 這對活化土壤中難溶性磷、提高磷肥效率和產品品質、環境友好等方面的要求越發突出。

近年來, 歐美等發達經濟體系紛紛聚焦生物經濟, 認為其是增進經濟、科研全球競爭力、實現智慧發展和綠色發展的關鍵要素; 我國也相繼出臺相關政策, 中共中央、國務院《關于加大改革創新力度加快農業現代化建設的若干意見》明確要“大力推廣生物有機肥”, 國家發展改革委《“十三五”生物產業發展規劃》提出要“突破微生物和生物功能物質篩選與評價……等關鍵技術, 創制和推廣一批高效固氮溶磷、促生增效、新型復合及專用等綠色高效生物肥料新產品”。生物肥料是指一類含有大量活的微生物的特殊肥料, 施入土壤后通過微生物生命代謝活動來提供作物需要的營養物質或產生激素來刺激作物生長, 改善農產品品質, 目前推廣應用的主要有根瘤菌類肥料、固氮菌類肥料、溶磷解鉀菌類肥料、抗生菌類肥料和真菌類肥料等。土壤溶磷微生物(也稱解磷微生物)可通過釋放質子、分泌有機酸和磷酸酶等代謝產物, 或是將植酸磷等同化為自身生物量、與其他生物競爭磷等方式[5-8]來活化土壤中難溶的有機或無機磷酸鹽, 與植物對磷營養的吸收關系密切[9], 對提高磷肥利用率有重要作用[10], 且其接種低磷土壤后的作物增產幅度大于接種高磷土壤[11-12]。土壤中溶磷真菌的數量遠遠低于溶磷細菌, 但普遍認為真菌的溶磷量是細菌的幾倍甚至上百倍, 且其遺傳性狀穩定[13], 傳代培養后一般不易失去溶磷能力。

茶是貴州省第三大經濟作物, 也是貴州農村經濟重要組成部分。2018年貴州省茶園面積達752萬畝, 居全國第一位, 年總產值394億元, 帶動貧困人口45.2萬元, 脫貧人數13.7萬人; 其中涉茶貧困戶人均年收入4381.2元, 較非涉茶貧困戶人均年收入高2109元。 “十四五”時期, 隨著“一帶一路”戰略的繼續實施和貴州交通建設的大發展, 貴州茶產業將迸發出巨大的需求。然而, 貴州茶園缺磷現象嚴重[14-16], 40%以上處于速效磷缺乏(3—5 mg·kg-1)、很缺乏(<3 m·kg-1)水平[17], 在茶園管理上茶農通常采用垅間秸稈覆蓋、施草木灰、堆積茶樹修剪枝、施農家肥等方式來增加土壤有機質含量, 部分茶場配施有機肥和無機肥(如硝酸鉀、氮鉀寶、尿素等), 總體上較少施磷肥。在缺磷土壤上只施氮鉀肥不但會因養分失調而危害作物正常生長, 還會加劇氮肥損失率[18], 致使茶園生產投入成本增大, 并產生水體富營養化、N2O等溫室氣體排放等環境問題。前人研究發現, 各種茶樹對磷反應都非常敏感, 磷的生物學效應和增產提質效果明顯[19], 土壤速效磷、無機磷中的含磷酸鹽(Al-P)與茶葉中的茶多酚、水浸出物含量顯著正相關[20], 缺磷使得葉片中茶多酚、游離氨基酸、黃酮類化合物、水浸出物總量和酚氨比降低[3], 影響茶湯品質和口感。為維持土壤自然完整性、開發本土微生物資源、增加缺磷茶園土壤磷素營養、提高農民經濟收入, 本研究從土壤磷素含量較適宜的2個名茶產區(都勻市, 盛產都勻毛尖茶; 貴定縣, 盛產貴定云霧茶)篩選土壤溶磷真菌, 觀察菌株菌絲和孢子形態、分生孢子結構等, 并對菌株進行分類鑒定, 分析其溶磷能力, 為制備適用于地區缺磷茶園的真菌肥料提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

研究區位于貴州省黔南州都勻市和貴定縣, 其中都勻地處107°7′—107°46′ E, 25°51′—26°26′ N之間, 西與貴定縣相鄰, 貴定縣地處107°08′—107°15′ E, 26°40′—26°47′ N之間, 同屬亞熱帶季風濕潤氣候, 無霜期長、雨量豐沛, 多云霧照、陰雨天, 茶園面積均在20萬畝左右, 土壤類型以黃壤為主。

1.2 樣品采集

以土壤類型、茶樹種類、海拔高度、氣候條件為指標, 選擇萬畝以上規模的茶場, 2018年5月順著省道和縣道在遠離林緣且生境因子基本一致的茶園沿途采集土壤樣品, 每個采樣點設置3個樣方, 每個樣方5 m×10 m, 刮去枯枝落葉和浮土后按S形法采集樣方內0—20 cm的表層土壤, 揀出樹根、石頭等, 分別混合成一個土壤樣品, 裝入鐵絲無菌采樣袋后帶回實驗室于4 ℃保存。采樣點茶樹種均為福鼎大白茶(. cv.), 土壤類型為黃壤, 其中都勻市采集茶園土壤4份、貴定縣采集5份(表1)。

1.3 供試材料

1.3.1 培養基

無機磷培養基: 葡萄糖10 g, (NH4)2SO40.5 g, 酵母浸出粉0.5 g, NaCl 0.3g, KCl 0.3 g, MgSO40.3 g, FeSO4·7H2O 0.03 g, MnSO4·H2O 0.03 g, Ca3(PO4)25.0 g, 瓊脂15 g, 蒸餾水1000 mL, pH 7.0—7.5。

PDA培養基: 馬鈴薯浸粉5 g, 葡萄糖20 g, 瓊脂15 g, 氯霉素0.1 mL, 蒸餾水1000 mL, pH 5.8—6.26。

無機磷液體培養基: Ca-P液體培養基是在無機磷培養基的基礎上去掉瓊脂; Fe-P和Al-P液體培養基分別將Ca3(PO4)25.0 g 替換為Fe3(PO4)25.0 g、AlPO45.0 g, 再去掉瓊脂。

1.4 分析測定

1.4.1 理化測定和形態觀察

在pH酸度計上測定土壤pH值, 水土比為2.5:1; 采用鉬銻抗比色法[21]測定菌株溶磷能力; 利用光學顯微鏡(ICC50 HD)拍攝菌株菌絲和孢子形態及孢子結構圖片。

1.4.2 溶磷真菌的初篩

無菌條件下稱取10 g于4 ℃冰箱保存的新鮮土壤樣品, 加入裝有90 mL 0.85%滅菌的生理鹽水的錐形瓶中, 于28℃數顯振蕩培養箱中振蕩30 min, 轉速280 r·min-1, 使土樣與水完全混合。用0.85%滅菌水將土壤樣品稀釋至10–2—10–5倍, 分別用吸取0.1 mL土壤懸浮液涂布于無機磷培養基平板上, 每個濃度重復3個平板。倒置于28 ℃恒溫生化培養箱培養7 d, 4 ℃保存3 d后, 挑取平板上具有溶磷圈且長勢良好的真菌菌落, 迭代培養4次以增強其溶磷能力至出現明顯溶磷圈, 測定菌落直徑()和溶磷圈直徑(), 計算溶磷指數(),=(+)/。選取值在2.1—2.5之間的真菌菌落, 轉接到PDA培養基斜面4 ℃保存。

注：*為固體聚磷酸銨肥田間肥效滴灌(水肥一體化)試驗基地，1為空白對照CK(水肥一體化推薦施肥量),2為水肥一體化推薦施肥量+0.5% DMPP ( 3,4-二甲基吡唑磷酸鹽); 2.同一列不同大或小寫字母表示組間在0.05水平上差異顯著。

1.4.3 菌株復篩

在PDA培養基上選取6個6 mm直徑的菌塊, 分別接入以磷酸鈣(5 mg·L–1)、磷酸鋁(5 mg·L–1)、磷酸鐵(5 mg·L–1)為唯一磷源的無機磷液體培養基中。以接入無菌水作為對照, 每個處理設3個重復。接種后于28 ℃、200 r·min-1搖床培養15 d, 4 ℃冰箱保存至30 d, 定時測定發酵液pH值。發酵液用超聲波破碎并10000 r·min-1離心各10 min, 取上清液采用鉬銻抗比色法在波長700 nm下測定可溶性磷含量。

1.4.4 溶磷真菌DNA的提取和鑒定

用土壤基因組DNA提取試劑盒提取菌株DNA, 采用真菌鑒定通用引物ITS1(5'-TCCGTAGG TGAACCTGCGG-3')、ITS4(5'- TCCTCCGCTTATTG ATATGC-3')在PCR儀上進行擴增, 反應體系為: T5 Mix 25 μL, PF(10P) 1 μL, PR(10P) 1 μL, gDNA 1 μL, dH2O 20 μL, 引物各1 μL; 擴增條件為: 94 ℃預變性5 min, 98 ℃變性10 s, 55 ℃退火15 s, 72 ℃延伸10 s, 30個循環, 然后72 ℃終延伸5 min, 4 ℃保存。PCR擴增產物用1%瓊脂糖電泳, 150 V、100 mA、20 min電泳觀察ITS擴增效果并拍照。PCR 產物電泳條帶切割所需 DNA 目的條帶, 純化PCR產物用送成都擎科生物技術有限公司測序。

1.5 數據處理

數據采用Excel 2010計算處理, 用Sigmaplot 13.0繪圖。

2 結果與分析

2.1 菌株初篩

選取無機磷培養基平板上具有明顯溶磷圈且長勢良好的7個真菌菌落, 肉眼觀察菌落形態、大小、顏色等, 鏡檢后初步判定來源于兩種不同菌株。菌株1在無機磷培養基上28 ℃培養5天, 4 ℃培養6天, 直徑35—60 mm, 有不規則放射狀皺紋, 呈現兼絨狀, 菌絲無隔, 分生孢子結構較少, 分生孢子面呈豆綠色, 反面呈現不同程度的赭黃色, 初步判斷為青霉菌。菌株2在無機磷培養基上28 ℃培養5天, 4 ℃培養10天, 直徑45—65 mm, 同心圓狀分布, 呈現兼絨狀, 菌落中心淡黃褐色, 菌落最外圍呈灰綠色; 菌絲有隔, 分生孢子結構較多, 分生孢子面呈藍綠色, 反面呈現不同程度的赭黃色, 初步判斷為青霉菌。兩種菌株菌絲和孢子形態、分生孢子結構見圖1。

2.2 菌株復篩及其溶磷能力分析

菌落1和菌落2在不同磷源構成的無機磷液體培養基中, 菌絲均聚集成球, 培養48 h后能觀察到微丸的形成, 15 d后在接種菌落2的Al-P液體培養基中觀察到直徑2.0—3.0 mm的真菌球; 兩個菌落的菌丸和菌球在顏色、大小和質地上存在差異, 菌落2較菌落1生長更快, 表現為菌落和菌絲更多。球團的形成和結構與孢子接種劑濃度、pH和生長培養基的組成、特定真菌菌株的遺傳屬性等廣泛因素有關, pH值為5.0可刺激赭綠青霉球團的生成[22]。

由圖2可知, 菌落1和菌落2對Ca-P的溶解能力明顯高于Fe-P和Al-P, 菌株1在9d時溶磷量最高(73.47 mg·L–1), 菌落2在12 d達到最高(30.72 mg·L–1); 菌落1對Fe-P和Al-P也有一定溶解能力, Fe-P溶解量從第9 d開始逐漸增高, 15 d達到30.93 mg·L–1, 15 d培養期后4 ℃冰箱保存至30 d達到峰值72.20 mg·L–1, Al-P溶解量也從12 d的2.05 mg·L–1增至15 d的 14.00 mg·L–1, 30 d達到峰值32.85 mg·L–1, 對Ca-P的溶解度則從73.47 mg·L–1降低至21.74 mg·L–1。菌落2在15 d內對Fe-P和Al-P溶解能力較低(<5 mg·L–1), 30 d有大幅度增加, 分別達到35.19 mg·L–1、10.98 mg·L–1。

2.3 菌株鑒定

真菌菌株1的4個測序樣本均來自GD2樣點的培養菌落(GD2-1、GD2-4、GD2-6、GD2-8), 樣本序列在NCBI比對結果為微紫青霉(), 相似度100%, 登錄號KM268697.1。真菌菌株2的3個測序樣本分別來自GD1、GD2和GD4樣點的培養菌落(GD1-3、GD2-2、GD4-5), 樣本序列在NCBI比對結果為赭綠青霉(), 相似度100%, 登錄號KY977590.1。

3 討論

3.1 兩種菌株的分布、生理生化特性及其應用研究

微紫青霉和赭綠青霉同屬青霉屬(), 在土壤中廣泛分布。目前, 對微紫青霉的研究相對較多, 在《中國真菌志(第35卷)青霉屬》、《中國真菌總匯》中均有相關表述, 而赭綠青霉未出現在其名錄中。

圖1 真菌菌落菌絲形態(a)、分生孢子結構和分生孢子(b、c)

Figure 1 Mycelium morphology (a), conidia structure and conidia (b, c) of fungal colony

圖2 不同磷源的真菌溶磷量及發酵液pH值

Figure 2 The amount of phosphorus and the pH value in the solution among different phosphorus sources

表2 菌株分布、生理生化特性及應用研究

3.2 菌株適用的土壤生境特征分析

貴州茶園土壤pH值介于3.8—6.5, 有機質、全氮、全磷、速效磷含量分別在7.43—174.04 g·kg–1、0.09—5.60 g·kg–1、0.19—1.31 g·kg–1、0.21—166.01 mg·kg–1之間, 總體上看土壤有機質、全氮含量較為豐富, 大部分處于第二次全國土壤普查分級標準Ⅲ級以上, 但普遍存在缺磷情況, 速效磷缺乏(Ⅴ級)和很缺乏(Ⅵ級)的土壤占比40%以上[17]。本研究中都勻市茶園土壤pH值在4.9—5.6之間, 貴定縣在3.6—5.1之間, 全磷含量均達到Ⅰ級標準(>1.0 g·kg–1), 速效磷含量處于Ⅰ級(很豐富, >40 mg·kg–1)和Ⅳ級(適宜, 5~—10 mg·kg–1)之間(表1), 初篩得到的溶磷真菌溶磷能力并不高(SPI<2), 在無機磷固體平板上迭代培養后其溶磷能力逐漸增強并穩定(SPI>2), 具有明顯溶磷圈的溶磷菌株均來自貴定縣, 尤其是土壤速效磷含量處于Ⅰ級標準、pH為4.0的土壤。

3.3 土壤pH和磷素含量對真菌種類及數量的影響

多數研究認為, 溶磷菌培養液pH與菌株溶磷量間存在顯著相關關系[38-39], 本研究中Ca-P液體培養基中接種菌落1微紫青霉菌的發酵液初始pH為8.2, 在15 d培養期內pH均在4.5以上(圖2), 溶磷量與發酵液pH呈顯著負相關(=-0.88,<0.05); 但接種菌落2赭綠青霉菌的發酵液溶磷量隨培養時間的增加呈緩慢增加趨勢, 至12 d達到最高值30.72 mg·L–1(圖2), 遠低于文獻[40]的65.81 mg·L–1, 與pH也沒有顯著的相關關系, 或與赭綠青霉菌在Ca-P液體培養基中初期生長較前者快速, pH值由8.2急劇降低至3.96有關(圖2), 該過程可能有較多有機酸分泌, pH在4.5—7.0之間或更有利于酸性茶園土壤中的真菌活化土壤難溶性磷。雖然真菌同時產生不同的有機酸會提高其溶解不溶性磷酸鹽的潛力[41], 但真菌活化土壤難溶性磷的能力還受到土壤特性、溶磷真菌與其它微生物間的交互作用、作物種類[10]、土壤磷吸附能力[42]、載體種類[43]等多種因素的影響。

在固體聚磷酸銨肥田間肥效滴灌(水肥一體化)試驗基地, 未施入DMPP ( 3,4-二甲基吡唑磷酸鹽)的GD3樣點和配施0.5% DMPP的GD4樣點土壤全磷和速效磷含量沒有顯著性差異, 而pH差異顯著(<0.05, 表1), 兩者均未篩選到SPI高于2的微紫青霉, 僅在pH為4.0的GD4樣地篩選到1株具有明顯溶磷圈的赭綠青霉; GD2和GD4的pH同為4.0, GD2的速效磷含量(164.66 mg·kg–1)顯著高于GD4(52.02 mg·kg–1), 前者篩選到4株SPI大于2.1、具有較好溶磷能力的微紫青霉和1株赭綠青霉; GD5樣點pH低于4.0, 其速效磷含量達到了214.75 mg·kg–1, 并未篩選到有明顯溶磷圈的真菌, 表明在茶園土壤中施入一定量的磷肥、提高土壤速效磷含量有助于溶磷真菌種群的生長和溶磷能力的增加, 極強酸性土壤環境更有利于累積土壤速效磷(pH與速效磷相關系數= –0.74,<0.05), 但pH過高和過低均會影響菌株溶磷能力[38], pH低于4.0或不利于真菌生長。

3.4 微紫青霉制備真菌生物菌肥潛力分析

貴州地處亞熱帶地區, 酸性土壤占土地面積70%以上, 土壤中Fe、Al等對磷強烈固定, 將溶磷真菌接種到土壤中, 是增加土壤中可溶性磷的可靠來源[44], 具有顯著的促生和增產作用[45-46]。目前, 對土壤溶磷真菌的研究主要集中于曲霉和青霉, 還包括一些藍狀菌[47], 多數溶磷菌株對Ca-P的溶解能力高于Fe-P、Al-P和磷礦粉[38, 48-49], 但對南方酸性土壤來說, 更期望篩選出對Fe-P和Al-P溶解能力較好的菌株。本研究篩選出微紫青霉()和赭綠青霉()2種菌株, 于無機磷固體培養基(Ca-P)培養12 d后赭綠青霉的溶磷圈更大更明顯, SPI值高于微紫青霉, 但對Fe-P和Al-P的溶解能力弱于微紫青霉(圖2); 無機磷液體培養基培養15 d, 微紫青霉對Ca-P、Fe-P和Al-P的溶磷量分別為73.47 mg·L–1、30.93 mg·L–1和14.00 mg·L–1, Pandey等人[50]認為包括微紫青霉在內的7種青霉菌在第15 d后磷溶解度會最大, 我們也發現無機磷液體培養基培養至30 d, 微紫青霉對Fe-P和Al-P的溶磷量分別達到了72.20 mg·L–1、35.19 mg·L–1。30d培養期間微紫青霉的最高溶磷量高于趙小蓉等人[19]研究發現的最適條件時(NH4+-N為氮源)青霉菌1TCRiF5對Ca-P、Fe-P和Al-P的溶磷量(分別為69.70 mg·L–1、1.52 mg·L–1和12.86 mg·L–1); 高于龔明波等人[51]從非石灰性潮土作物根際篩選出的棘孢青霉()溶磷量(分別為26.42 mg·L–1、41.43 mg·L–1、31.26mg·L–1); 低于張建峰等人[39]從北方草場鹽堿地土壤中篩選到1株繩狀青霉P1()的對Ca-P和Al-P溶磷量(分別為1137.65 mg·L–1、96.02 mg·L–1)、高于其對Fe-P的溶磷量(15.34 mg·L–1), 可能與其高Ca-P底物含量(10 g·L–1)、菌株耐高鹽有關。江紅梅等人[46]從內蒙古向日葵鹽堿地中篩選出1株草酸青霉(), 對Ca-P和Al-P的溶磷量分別達972 mg·L–1、988 mg·L–1, 該菌株能在7.5%Na Cl培養基中正常生長, 與水稻土、黏性潮土、鹽潮土和石灰性潮土適配性較好。總體上, 微紫青霉對無機磷的溶解能力低于耐高鹽青霉菌, 但優于其他青霉菌, 對Fe-P和Al-P具有較好溶解能力, 適用于茶園酸性土壤的微生物溶磷菌肥開發。

此外, 茶樹最適pH在5.0—5.5之間[52], 但酸雨、茶土淋溶富鋁、施肥、種植密度、種植年限、翻耕條件、高產及茶樹根際有機酸分泌等因素都會導致茶園土壤酸化, 致使土壤肥力降低、重金屬元素累積, 從而影響茶葉的產量和品質, 且pH低于4.0也不利于微紫青霉生長。生物炭因其孔洞結構十分容易聚集營養物質和有益微生物, 能讓土壤變得肥沃, 利于植物生長。相關研究表明, 溶磷菌接種酸性土壤后, 施用生物炭的土壤溶磷菌數量是不施用的10.5—15.25倍, 并能顯著提高土壤pH值和速效磷含量, 起到活化土壤磷素作用[53]。因此, 利用生物炭做微紫青霉菌肥載體, 制備地區缺磷茶園的專用真菌肥料, 既能開發本地微生物菌種資源、提高土壤pH值, 也能在一定程度上活化酸性土壤中的難溶性Fe-P、Al-P, 滿足地區生態茶園建設需求。

4 結論

(1) 從研究區茶土中篩選到7個高效溶磷真菌菌落, 分屬2種不同菌株, 經鑒定分別為微紫青霉()和赭綠青霉()。

(2) 液體培養基搖床培養條件下, 接種微紫青霉菌和赭綠青霉菌均能有效溶解Ca3(PO4)2、Fe3(PO4)2和AlPO4, 在以Ca3(PO4)2為唯一磷源的上清液中培養15d, 其有效磷含量分別達73.47 mg·L–1、30.72 mg·L–1; 以Fe3(PO4)2為唯一磷源的上清液中培養至30d, 其有效磷含量分別達72.20 mg·L–1、35.19 mg·L–1; 以AlPO4為唯一磷源的上清液中培養至30 d, 其有效磷含量分別達32.84 mg·L–1、10.98 mg·L–1。微紫青霉對無機磷的溶解能力明顯優于赭綠青霉。

(3) 微紫青霉菌作為溶磷微生物的菌種資源, 有望應用于地區茶園土壤微生物肥料的制備中, 未來可考慮采用生物炭載體、調節茶土pH值等方式增加其溶磷能力, 改善土壤缺磷現狀。

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Screening, identification and analysis of phosphate-solubilizingin tea soil

PENG Yan1,*, SUN Xin1, ZHOU Peifu2, YANG Cheng1, ZENG Guangneng1, FAN Bailing1

1.Guizhou Minzu University Eco-Environment Engineering College, Guiyang 550025, China 2.Guizhou Minzu University School of Chinese Pharmacy, Guiyang 550025, China

In order to maintain the natural soil integrity, activate the use of soil insoluble phosphorus and provide seed resources for the preparation of microbial fertilizer, high efficient phosphate-solublizing fungi were screened from Duyun and Guiding famous tea gardens in Guizhou Province. The soluble phosphorus index (SPI), morphological characteristics and ITS rDNA sequence were used to screen and identify the strain. The inorganic phosphate-solubilizing ability of the strain in the liquid medium with calcium phosphate, iron phosphate or aluminum phosphate as the sole phosphorus source was determined by liquid shaking bed culture experiment. A total of 7 highly efficient phosphate-solubilizing fungal colonies, which belonged to two strains by morphological observation, were screened. The two strains were identified asand. After liquid medium inoculation and shaker culture for 15 days, the available phosphorus content ofwas 73.47 mg·L–1, 30.93 mg·L–1and 14.00 mg·L–1respectively in the supernatant with Ca3(PO4)2, Fe3(PO4)2or AlPO4as the only phosphorus source, and the dissolution of the latter two reached 72.20 mg·L–1and 32.84 mg·L–1respectively after being stored at 4℃ for 30 days. At the same time, the available phosphorus content ofwas 30.72 mg·L–1, 4.14 mg·L–1and 1.51 mg·L–1respectively during 15 days incubation period, and the latter two reached 35.19 mg·L-1and 10.98 mg·L-1respectively in 30 days.The ability ofto dissolve inorganic phosphorus is obviously better than that of, which is expected to be applied in the preparation of soil fungal fertilizer of phosphorus deficient tea gardens in the region.

tea gardens; phosphate-solubilizing fungi; phosphate-solubilizing ability;;

10.14108/j.cnki.1008-8873.2020.03.016

S154.3

A

1008-8873(2020)03-113-09

2000-00-00;

2000-00-00

國家自然科學基金項目(41563013); 貴州省科技廳科技計劃項目(黔科合基礎﹝2018)1074號); 貴州省教育廳青年科技人才成長項目(黔教合KY字﹝2016)161號); 貴州省科學技術基金項目(黔科合J字﹝2013)2147號)

彭艷(1983—), 女, 四川南充人, 博士, 副教授, 主要從事生物環境地球化學研究, E-mail:yan.jane.peng@gmail.com

彭艷, 孫鑫, 周培富, 等. 貴州兩處茶園溶磷青霉菌的篩選、鑒定及溶磷能力分析[J]. 生態科學, 2020, 39(3): 113–121.

PENG Yan, SUN Xin, ZHOU Peifu, et al. Screening, identification and analysis of phosphate-solubilizingin tea soil [J]. Ecological Science, 2020, 39(3): 113–121.