丛枝菌根与解磷菌协同促进植物生长和土壤改良的方法与流程

文档序号:12304645阅读:1232来源:国知局

本发明属于生态领域,涉及一种用丛枝菌根真菌与解磷菌协同促进植物生长和土壤改良的方法。



背景技术:

氮、磷、钾是植物生长的三大必需元素,是植物生长的重要物质基础,植物吸收氮、磷、钾及矿物质元素的量与其生物量和产量呈显著正相关。土壤中存在着大量的磷元素,但是这些磷元素大多是不能被植物直接吸收利用的有机和无机磷。解磷菌是土壤中能将难溶性磷转化为植物能够吸收利用的可溶性磷的一类特殊的微生物功能类群。对于北方石灰性土壤,解磷菌的解磷作用较为明显。解磷菌能够通过分泌多种有机酸性物质或者伴随着呼吸或同化NH4+时H+的释放将难溶性磷释放出来,增加基质磷的生物有效性,有利于植被的生长和恢复。这为利用解磷菌来挖掘土壤中磷的有效性提供了技术可能,解磷菌能改变土壤中磷元素存在形态,提高植物对磷的吸收,促进了植物生长。

丛枝菌根真菌是自然界中普遍存在的一种土壤微生物(简称AMF),由菌根孢子(果)、丛枝体、泡囊、菌丝组成,都可以作为繁殖体,与根系接触后侵染形成一种互惠互利的共生体,陆地90%以上的有花植物都能够与它形成菌根共生体。AMF表面具许多外延菌丝生长在植物根际土壤中,形成根外菌丝网,扩大了植物根的吸收面积,可穿越根际范围的缺磷区以外的土壤吸收养分,有效增强了宿主植物对磷及矿质元素、水分的吸收能力,促进植物的生长发育,提高其产量和生物量;也能降低极端环境对植物对造成的伤害,提高其抗旱性、抗寒性和耐盐碱性,降低病虫害对植物的破坏,提高其抗病性及酶活性,提高植物成活率,恢复植物群落。

煤炭开采扰动引起表层土壤肥力降低、土壤结构破坏,生物群落急剧减少,加之中国煤炭主要分布在西部干旱半干旱地区,该区干旱缺水,土壤沙化严重,且土壤中有效养分本底值较低,缺磷现象严重,严重制约着该区地表植被生长与生态重建。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种利用丛枝菌根与解磷菌协同促进植物生长和土壤改良的方法。

本发明所提供的利用丛枝菌根真菌和解磷菌在贫瘠土壤上促进植物生长并改良土壤的方法,可包括如下步骤:

(a)在贫瘠土壤上栽植植物;

(b)向步骤(a)栽植好的植物施用混合的丛枝菌根真菌和解磷菌。

在步骤(a)中,在所述贫瘠土壤上栽植植物前,还可包括如下步骤:将所述植物的裸根在水中浸泡6-12小时(如12小时)。

在步骤(b)中,所述丛枝菌根真菌的施用量具体可为每株所述植物施用50-100g(如50g或100g)含有所述丛枝菌根真菌的菌剂;所述解磷菌的施用量可为每株所述植物施用CFU数与100ml的10%解磷菌中的CFU数相等的解磷菌,所述10%解磷菌为将处于对数生长期的所述解磷菌的培养液用蒸馏水稀释10倍后得到的菌液。

当所述贫瘠土壤的含水率低于该土壤最大持水量的55%(不含55%)时(如所述贫瘠土壤为沙土时),每株所述植物施用50g含有所述丛枝菌根真菌的菌剂,同时施用100ml所述10%解磷菌。当所述贫瘠土壤的含水率达到该土壤最大持水量的55%以上(含55%)时(如所述贫瘠土壤为黄土时),每株所述植物施用100g含有所述丛枝菌根真菌的菌剂,同时施用100ml所述10%解磷菌。

在本发明中,所述处于对数生长期的所述解磷菌的菌液的OD440值具体为0.84。

所述10%解磷菌的制备方法具体如下:取处于对数生长期所述解磷菌菌液10ml,用蒸馏水稀释至100ml,对数生长期解磷菌OD440值为0.84。

在步骤(b)中,在向所述植物施用所述丛枝菌根真菌和所述解磷菌前,还可包括如下步骤:剥离所述植物周围20cm范围内表层土(以露出根系为宜)。

在步骤(b)中,在向所述植物施用所述丛枝菌根真菌和所述解磷菌后,还可包括如下步骤:将被剥离的所述表层土覆盖回所施的所述丛枝菌根真菌和所述解磷菌上,并浇水至土壤中水分的含量达到最大持水量的80%。

在所述菌剂中,所述丛枝菌根真菌的孢子密度可为126个/克所述菌剂。

在本发明的一个实施例中,所述丛枝菌根真菌具体为摩西球囊霉(Glomus mosseae);所述解磷菌具体为斯式泛菌CA。

其中,所述摩西球囊霉(Glomus mosseae)具体为摩西球囊霉(Glomus mosseae)BGC XJ01(记载在“崔卫东,龙宣杞,侯新强等.黄萎病原菌胁迫对丛枝菌根化棉花幼苗根部防御性酶及超微结构的影响.新疆农业科学,2009,46(6):1235-1244”一文);所述菌剂具体为如下:含有所述摩西球囊霉(Glomus mosseae)BGC XJ01的菌剂,在中国丛枝菌根种质资源库的编号为BGC XJ01,其孢子密度为126个/克菌剂。所述斯式泛菌CA由中国矿业大学(北京)微生物复垦实验室从宁夏粉煤灰样品中自主分离并纯化培养的高效解磷细菌(记载在“毕银丽,郭婧婷,刘榕榕.解磷微生物对煤系废弃物粉煤灰的改良效应[J].环境工程学报,2008,2(9):1235-1238”一文)。

所述方法的步骤(a)中,在所述贫瘠土壤上栽植所述植物后还包括如下步骤:浇水达土壤最大持水量后,每周浇水一次(漫灌),一个月后免除浇水,自然管理。在所述贫瘠土壤上栽植所述植物3个月后再进行所述步骤(b)。

所述方法在如下任一中的应用也属于本发明的保护范围:

(1)促进贫瘠土壤上植物生长;

在本发明中,所述植物生长具体体现为使所述植物株高更高、冠幅更大、改善叶色值、和/或地下干重(或总干重)更重。

(2)提高贫瘠土壤上植物中养分浓度;

其中,所述植物中养分浓度可为所述植物叶片中氮、磷、和/或钾元素的含量。

(3)对贫瘠土壤进行改良;

(4)改善贫瘠土壤如下指标中的全部或部分:酸碱度、导电率、碱解氮含量、全氮含量、速效磷含量、速效钾含量,以及磷酸酶活性。

在本发明中,所述贫瘠土壤具体可为满足如下条件的土壤:有效磷含量低于10mg/kg干重土壤。

更加具体的,所述贫瘠土壤的土壤类型主要为风沙土或黄土。当所述贫瘠土壤为风沙土时,0-20cm土壤基本理化性质可为:pH值8.35,有机碳7.36g·kg-1,碱解氮32.12mg·kg-1,全氮0.601g·kg-1,有效磷8.16mg·kg-1,速效钾66.20mg·kg-1,电导率164.36μS·cm-1,最大持水量为24%。当所述贫瘠土壤为黄土时,土壤基本理化性质可为:pH值7.45,有效磷7.2mg·kg-1,全磷412mg·kg-1,速效钾50mg·kg-1,电导率55.9μS·cm-1,最大持水量为42%。

其中,所述有效磷为能够被植物直接吸收利用的磷;所述速效钾为土壤中可被当季作物吸收的钾,包括水溶性钾和交换性钾。

在本发明的一个实施例中,所述贫瘠土壤为采煤沉陷区的土壤,具体为陕西省神木县大柳塔镇大柳塔矿区塌陷地的土壤,土壤的各项指标符合上述风沙土的指标。相应的,所述植物具体为紫穗槐。在所述贫瘠土壤上进行栽植时,所述紫穗槐的行距×株距为2m×2m,平均株高、冠幅为26.5cm、20.4cm。

在本发明的另一个实施例中,所述贫瘠土壤为采煤沉陷区的土壤,具体为陕西省神木县大柳塔镇高家畔活鸡兔矿区塌陷地的土壤,土壤的各项指标符合上述黄土的指标。相应的,所述植物具体为玉米,以盆栽方式在中国矿业大学(北京)微生物复垦实验室进行种植,具体见实施例2。

在本发明中,所述最大持水量为土壤全部孔隙被水所充满时的含水量。

本发明利用丛枝菌根与解磷菌的协同作用促进植物对磷及矿质元素的吸收,从而促进了植物的生长并改良了土壤,对于提高土地复垦效率具有积极的生态意义,也为矿区土地复垦和生态重建提供技术一种微生物技术支撑。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。

摩西球囊霉(Glomus mosseae)BGC XJ01及其菌剂:在中国丛枝菌根种质资源库的编号为BGC XJ01,含有摩西球囊霉(Glomus mosseae)BGC XJ01的菌剂中,摩西球囊霉(Glomus mosseae)BGC XJ01的孢子密度为126个/克菌剂。“崔卫东,龙宣杞,侯新强等.黄萎病原菌胁迫对丛枝菌根化棉花幼苗根部防御性酶及超微结构的影响.新疆农业科学,2009,46(6):1235-1244”一文中记载有摩西球囊霉(Glomus mosseae)BGC XJ01。公众可从中国丛枝菌根种质资源库购买。

斯式泛菌CA:由中国矿业大学(北京)微生物复垦实验室从宁夏粉煤灰样品中自主分离并纯化培养的高效解磷细菌,记载在“毕银丽,郭婧婷,刘榕榕.解磷微生物对煤系废弃物粉煤灰的改良效应[J].环境工程学报,2008,2(9):1235-1238”一文,公众可从中国矿业大学(北京)获得。

实施例1、联合接种丛枝菌根与解磷菌对植物生长和风沙土土壤改良的影响

一、试验区概况

试验区选择地处陕北高原北侧与毛乌素沙漠东南缘的过渡地带,地理位置位于东经109°13′~110°67′,北纬38°50′~39°47′,面积达3842km2。位于陕西省神木县神东大柳塔采煤塌陷区。该区盛行偏西和西北大风,全年干旱少雨多风沙,属典型的干旱半干旱高原大陆性气候;全年平均大风日数14天,年平均降水量441mm,主要集中在7-9月,年均蒸发量为1337mm,是降水量的3倍;年平均气温8.9℃,平均日照2875.9h。植被退化,种类单一,主要以1年生狗尾草(Setariaviridis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、赖草(Leymussecalinus)、猪毛蒿(Artemisia scoparia)等草本植物为主。

该地区的土壤类型主要为风沙土,土壤持水量低于最大持水量的55%。0-20cm土壤基本理化性质:pH值8.35,有机碳7.36g·kg-1,碱解氮32.12mg·kg-1,全氮0.601g·kg-1,速效磷8.16mg·kg-1,速效钾66.20mg·kg-1,电导率164.36μS·cm-1,最大持水量为24%。

二、供试菌种与供试植物

供试丛枝菌根(AM)真菌菌种为摩西球囊霉(Glomus mosseae,简称G.m)BGC XJ01,由北京市农林科学研究院植物营养与资源研究所微生物室提供,经中国矿业大学(北京)微生物复垦实验室增殖培养得到,接种所用的菌剂(孢子密度为126个/克菌剂)为含有宿主植株根段和根外菌丝体的砂土混合物。

供试解磷菌是斯式泛菌(Pantoea,简称CA),由本实验室从宁夏粉煤灰样品中自主分离并纯化培养的高效解磷细菌。将斯式泛菌CA接种到蒙金娜培养基中,于30℃震荡培养,摇床转速为160r/min,培养7天后,使斯式泛菌CA处于对数生长期,备用。经测定,处于对数生长期的培养液中斯式泛菌CA的OD440为084。其中,蒙金娜培养基:(NH3)2SO4 0.5g,NaCl 0.3g,KCl 0.3g,MgSO4 0.3g,MnSO4 0.03g,FeSO40.03g,Ca(PO4)2 5g,葡萄糖10g,蒸馏水1000ml,pH 7.0-7.5。

供试植物为紫穗槐(Amorphafruticosa L.),又名紫花槐,为豆科(Leguminosae)蝶形花亚科紫穗槐属(Amorpha L.)落叶丛生灌木,紫穗槐耐寒、耐干旱能力极强,对土壤环境要求不严,适合在贫瘠土地上栽培。

三、试验设计与管理

本试验共设4个处理,即单接种G.m、单接种CA、双接种G.m和CA,不接种(CK)。每个处理一个小区。每个小区480m2,紫穗槐栽植5行,行距×株距为2m×2m,平均株高、冠幅为26.5cm、20.4cm,共155株。

2012年4月中旬进行供试植物紫穗槐的栽植,具体操作如下:将待栽植的紫穗槐的裸根在水中浸泡12小时,栽植紫穗槐。然后浇水达土壤最大持水量,之后每周浇水一次(漫灌),一个月后免除浇水,自然管理。

紫穗槐定植3个月后,于2012年7月中旬对接种处理组进行接种。具体方法是:用无菌小铁铲将紫穗槐周围20cm范围内的表层土剥离,以清除露出根系为宜,每株紫穗槐穴施含有摩西球囊霉的菌剂和斯式泛菌CA。每株紫穗槐一穴(挖穴的过程就是剥离表层土的过程),每穴施用50g含有摩西球囊霉BGC XJ01的菌剂,和/或100ml的10%解磷菌培养液(10%斯式泛菌CA培养液:取上述培养的处于对数生长期所述斯式泛菌CA培养液10ml,用蒸馏水稀释至100ml)。然后将之前剥离的表层土重新覆盖在所施菌剂和/或斯式泛菌CA上,浇水达土壤最大持水量的80%。

四、样品采集与处理及相关检测指标

2015年9月,一方面统计各处理组中紫穗槐的株高、冠幅,并测定叶色值(SPAD),以及叶片中氮、磷、钾元素的养分浓度。其中,测定叶色值(SPAD)的具体方法如下:采用手持叶绿素仪(SPAD-502)测定,每株紫穗槐分东南西北四个方向,上中下三层,每层4片叶片,取三层叶色值均值为整株植株叶色值,具体操作按照仪器说明书进行。测定叶片中氮、磷、钾元素的养分浓度的具体方法如下:将紫穗槐叶片烘干粉碎后,精确称量0.2000g,用HNO3消煮,定容于50mL,叶片全氮采用凯氏定氮仪测定,全磷、全钾用ICP-AES(inductively coupled plasmaatomic emission spectroscopy,电子感耦合等离子体发射光谱仪,德国斯派克生产),具体操作按照仪器说明书进行。另一方面,测定各处理组中紫穗槐根际土壤的酸碱度(pH值)、导电率、碱解氮含量、全氮含量、速效磷含量、速效钾含量,以及磷酸酶活性。土壤pH值(水土比为2.5∶1)和电导率(水土比为5∶1)用电位法;碱解氮含量用碱解扩散法;全氮含量用凯氏定氮法;速效磷含量用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法;速效钾含量用NH4OAc浸提-火焰光度法;土壤磷酸酶活性采用改进的Tabatabai和Brimner法。这些方法均属于业内通用方法。

其中,叶片及土壤样品采集与处理方法具体如下:

(1)叶片的具体采集方法如下:按照“S”路线采样,在确定采集的植株上按东南西北,上中下方向,老中青原则进行叶片采样,每行采集5点,混合制样,每个处理重复5次。叶片放入105℃的烘箱中杀青(相当于高温蒸发叶片的水分,使其尽快枯萎下来)30min,然后降温至80℃恒温烘干至恒量,再用研钵研磨至粉状,过0.25mm筛,以待测定叶片氮、磷、钾元素含量。

(2)紫穗槐根际土壤样品的具体采集方法如下:在紫穗槐植株周围20cm范围内,用无菌小铁铲紧贴植物根系采集垂直纵深0-20cm的表层土壤,作为根际土壤,每行采集5点,混合制样,每个处理重复5次,结果取均值。土壤自然风干后,去除枯枝落叶等杂质,过1mm筛,以待测定土壤相关指标。

五、结果与分析

1、各处理组中植物生长状况

植物生长状况,表明生命力强弱和环境适应能力。接种微生物后紫穗槐的生长状况如表1所示。接种处理的株高株高、冠幅、叶色值及植物叶片中氮、磷、钾养分浓度显著高于不接种对照处理组(CK)。联合接种丛枝菌根与解磷菌的组别(G.m+CA)中紫穗槐的株高、冠幅、叶色值及植物叶片中氮、磷、钾养分浓度分别显著高于不接种对照处理组(CK)145%、94%、24%、10%、4%和8%,且均高于单接种组(G.m或CA)。以上分析说明利用联合接种丛枝菌根与解磷菌能显著提高植物叶片中养分浓度,促进植物生长。

表1联合接菌对紫穗槐生长状况的影响

注:表中数据为五个重复均值,同列不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

2、各处理组中植物根际土壤相关指标检测结构

土壤pH值是反映土壤酸碱性质的一个重要化学指标,其对土壤肥力及植物生长具有重大影响。由表2可以看出,各接种处理的pH值与不接种对照处理组(CK)相比,显著降低了5.3%~6.2%。其中,联合接种丛枝菌根与解磷菌的组别(G.m+CA)显著低于其他处理,对土壤酸碱度改善效果最佳。

土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标,水溶性盐也是土壤的一个重要属性,是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素。由表2可知,接种处理显著低于不接种对照处理组(CK),其中联合接种丛枝菌根与解磷菌的组别(G.m+CA)处理电导率值最低,说明接种丛植菌根与解磷菌的协同作用对土壤电导率改良效果最好。

土壤养分高低代表着土壤的肥力大小,代表着其能生长植物的好坏。由表2所示,所有接种处理的土壤碱解氮、全氮、速效磷、速效钾元素含量均高于不接种对照处理组(CK)。其中,联合接种丛枝菌根与解磷菌的组别(G.m+CA)与不接种对照处理组(CK)相比均有显著差异,且均高于单接种组(G.m或CA)。

土壤磷酸酶的积累对土壤磷素的有效性具有重要作用,与土壤碳、氮含量呈正相关,与有效磷、pH值也有关。磷酸酶活性是评价土壤磷素生物转化方向与强度的重要指标。从表2可以看出,土壤磷酸酶活性的变化规律为:G.m+CA>G.m>CA>CK,且除CA与CK差异不显著(P>0.05)外,其余接种处理与不接种对照处理组(CK)相比均达到差异显著。联合接种丛枝菌根与解磷菌的组别(G.m+CA)显著高于其他处理,比不接种对照处理组(CK)高出0.83mmol·g-1·h-1,其对土壤磷酸酶活性改善效果最佳。

表2联合接菌对紫穗槐根际土壤改良的影响

注:表中数据为五个重复均值,同列不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

综合本实例的结果,不难看出接种微生物能促进植物生长和改良风沙土土壤,提高风沙土土壤肥力。其中,双接种丛枝菌根与解磷菌的作用较之单接菌效果更加明显。所以,该方法作为以风沙土为主要土壤类型的矿区或者土壤贫瘠区进行植物种植和土壤改良的有效方法之一,可以进行有效地推广。

实施例2、联合接种丛枝菌根与解磷菌对植物生长和黄土土壤改良的影响

一、材料与方法

1、试验材料

(1)供试土壤

试验所用土壤采自陕西省神木县大柳塔镇高家畔活鸡兔矿区塌陷地,土壤持水量为最大持水量的55%以上。土样经高温、高压蒸汽灭菌(121℃,1h),风干,过1mm筛备用。该塌陷区土壤基本理化性质为:pH值7.45,有效磷7.2mg·kg-1,全磷412mg·kg-1,速效钾50mg·kg-1,电导率55.9μS·cm-1,最大持水量为42%。

(2)供试菌种与供试植物

供试丛枝菌根(AM)真菌菌种为摩西球囊霉(Glomus mosseae,简称G.m)BGC XJ01,由北京市农林科学研究院植物营养与资源研究所微生物室提供,经中国矿业大学(北京)微生物复垦实验室增殖培养得到,接种所用的菌剂(孢子密度为126个/克菌剂)为含有宿主植株根段和根外菌丝体的砂土混合物。

供试解磷菌是斯式泛菌(Pantoea,简称CA),由本实验室从宁夏粉煤灰样品中自主分离并纯化培养的高效解磷细菌。将斯式泛菌CA接种到蒙金娜培养基中,于30℃震荡培养,摇床转速为160r/min,培养7天后,使斯式泛菌CA处于对数生长期,备用。经测定,处于对数生长期的培养液中斯式泛菌CA的OD440为0.84。其中,蒙金娜培养基:(NH3)2SO4 0.5g,NaCl 0.3g,KCl 0.3g,MgSO4 0.3g,MnSO4 0.03g,FeSO40.03g,Ca(PO4)2 5g,葡萄糖10g,蒸馏水1000ml,pH 7.0-7.5。

供试植株为玉米。用10%的过氧化氢溶液浸泡玉米种子10min进行表面消毒,后用蒸馏水充分冲洗,放入培养箱中催芽备用。

(3)供试装置

规格为15cm×12cm×9cm(盆高×盆口直径×盆地直径)的红色塑料盆,盆里外表面均用自来水冲净,并使用75%的酒精消毒后备用。

2、试验设计与管理

本试验共分4种不同处理,分别为不接菌处理为对照(CK);单接菌根真菌G.m;单接解磷菌CA;联合接种菌根真菌G.m和解磷菌CA;每个处理3个重复,共12盆。

试验时,每一盆的土重为1kg,菌根真菌菌剂质量为100g,并将菌根真菌菌剂与矿土混合均匀后装入试验盆中。种植植物之前,将处于对数生长期的10%解磷菌溶液以100ml的接菌量接入,并根据持水量混合适量的蒸馏水浇入,静置12小时,种植催芽后的玉米种子,每盆一株。玉米出芽后移入有日光补充的温室中进行日常培养,水分的管理维持在土壤最大持水量的70%~80%。在植株生长30天后,对其进行氮、磷、钾三种植物生长营养元素的补充,具体为氮元素100mg.kg-1,磷元素15mg.kg-1,钾元素150mg.kg-1。待植物生长50天后收获并测定相关数据。

3、指标测定及方法

收获植物(地上部分和地下部分),用去离子水冲洗干净,烘干称重。

土壤pH采用国际标准,使用标准规定仪器法,用玻璃电极在水土比为1:2.5的悬浊液中,进行pH值的测定;电导率采用电导率仪测定,水土比为1:5。速效磷用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法;速效钾用NH4OAc浸提-火焰光度法;土壤磷酸酶活性采用改进的Tabatabai和Brimner法。这些方法均属于业内通用方法。

4、数据处理

使用EXCEL和DPS软件进行数据的统计分析。

二、结果与分析

1、不同处理对玉米生长状况的影响

植物生长的基质不同对植物生物量的影响是不相同的,不同处理对玉米生物量的影响是不同的,具体如表3所示。处理G.m,CA和G.m+CA的地下干重较对照组分别显著增加了13.2%,35.8%,115.4%。其中,联合接菌的玉米地下生物量显著高于其他处理,对玉米生长促进效果最佳。各处理玉米的地上干重差异不明显,除联合接菌外,接菌组均高于对照,且单接解磷菌显著高于对照。接菌组的玉米总生物量显著高于对照组,其中处理G.m,CA和G.m+CA分别增加16.1%,27.1%,33.5%。联合接菌对玉米生长的促进效果比单接菌更优。这是因为解磷菌能够分解基质中不能被植物吸收的磷物质,而丛枝菌根真菌能够在根外形成庞大的根外菌丝体,促进植物对营养物质的吸收。

表3联合接菌对玉米生长量的影响

注:表中数据为3个重复均值,同列不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

2、不同处理对玉米根际土壤的改良效应

土壤pH是影响玉米生长的因素之一,尤其是影响植物对磷元素的吸收,土壤处于不同的pH范围时,土壤中各种形态的磷元素的存在状态是不同的,同样,如果土壤中的可溶性糖的浓度发生变化也会影响土壤的pH值,大量资料表明玉米对pH的适应范围为5-8,而最适宜的pH值为6.5-7的中性土壤。不同处理对玉米土壤pH值影响如表4所示。各接菌处理的pH值显著低于对照组,说明接种菌根真菌及解磷菌有利于土壤酸碱度的调节,使土壤向更利于植物生长的方向变化,且联合接菌改良效果最佳。

土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标,水溶性盐也是土壤的一个重要属性,是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素。从表4可以看出,各接菌处理的土壤电导率显著高于对照,这可能是接种微生物促进了植物内部能量及物质的进一步流动与转移。从表4还可以看出,联合接菌显著高于其他处理,充分说明了菌根与解磷菌联合,能更好地发挥解磷菌增加土壤中可溶性磷酸根离子及菌根促进离子运输的作用。

磷元素是植物生长的必需元素,我国土壤中有效磷的含量普遍较低,由表4所知,接种解磷菌处理的土壤有效磷含量显著高于其他处理,说明解磷菌能够通过自身机理作用于土壤,分解土壤中的难溶性磷物质,增加土壤的有效磷含量,促进植物的生长。而接种菌根的处理土壤有效磷低于对照,原因是菌根促进了植物对有效磷的吸收,降低了土壤中有效磷的浓度。

由表4可以看出,接菌组土壤的全磷含量均显著低于对照组,其中,联合接菌减少最为明显,并显著低于其他处理。这是因为解磷菌可以释放土壤中不能被植物直接吸收利用的磷元素,将其转化为易被植物吸收利用的磷状态,而丛枝菌根真菌能够侵染植物根系,菌丝在根内皮层细胞间伸展和穿入细胞内,形成典型的丛枝结构,在根外菌丝广泛扩展,形成庞大的根外菌丝体,可以吸收更广范围内的土壤养分和水分,促进植物的生长。

由表4可知,单接菌G.m速效钾含量低于对照,这可能是土壤中速效钾含量较低,而菌根促进了植物对钾的吸收。其他接菌处理的土壤速效钾含量均高于对照,且联合接菌显著高于对照,这可能是联合接菌后促进了土壤中的速效钾的释放,而释放的量大于植物对速效钾的吸收量。

土壤磷酸酶的积累对土壤磷素的有效性具有重要作用,与土壤碳、氮含量呈正相关,与有效磷、pH值也有关。磷酸酶活性是评价土壤磷素生物转化方向与强度的重要指标。从表4可以看出,接菌组的土壤磷酸酶活性均高于对照组,其中有解磷菌参与的组别显著高于对照。且联合接菌达到最高。

表4联合接菌对玉米根际土壤改良的影响

注:表中数据为3个重复均值,同列不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

综合本实例的结果,不难看出接种微生物能促进植物生长和改良黄土土壤,提高黄土土壤肥力。其中,双接种丛枝菌根与解磷菌的作用较之单接菌效果更加明显。所以,该方法作为以黄土为主要土壤类型的矿区或者土壤贫瘠区进行植物种植和土壤改良的有效方法之一,可以进行有效地推广。

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