耐酸苜蓿根瘤菌的定殖研究.pdf

1、紫花苜蓿是一種優(yōu)質(zhì)豆科牧草，有“牧草之王”的美稱。近年來，隨著對(duì)紫花苜蓿需求量的增加，紫花苜蓿產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快，苜蓿在酸性土壤上種植的呼聲也愈高。在我國(guó)，紫花苜蓿主要種植在北方中性和堿性土壤上。隨著西部大開發(fā)和退耕還林還草工作的進(jìn)一步深入，我國(guó)實(shí)施了“北草南引”的計(jì)劃。“北草南引”是推進(jìn)紫花苜蓿在我國(guó)南方種植的重大舉措。然而，我國(guó)南方酸性土壤分布廣、面積大，紫花苜蓿是對(duì)酸最敏感的豆科牧草，酸性土壤的存在嚴(yán)重阻礙了紫花苜蓿的“北草南引”及其

2、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。因此在南方酸性土壤上接種耐酸根瘤菌建立高效共生抗逆系統(tǒng)顯得尤為重要。 苜蓿根瘤菌與苜蓿的共生是長(zhǎng)期以來研究苜蓿的重要方面，高效耐酸苜蓿根瘤菌接種苜蓿將有助于在我國(guó)南方建立抗逆的苜蓿高效固氮系統(tǒng)。隨著豆科植物在酸性土壤中的應(yīng)用日益推廣，接種耐酸根瘤菌已經(jīng)作為提高酸性土上豆科牧草產(chǎn)量和品質(zhì)的重要途徑。而所接種根瘤菌在土壤中生存定殖能力的強(qiáng)弱直接影響著接種的效果。同時(shí)，根瘤菌施入土壤以后，對(duì)根際其他微生物和微生物．生物量均

3、有一定的影響。因此，加強(qiáng)根瘤菌根部定殖的研究對(duì)于揭示有益細(xì)菌在根圈的微生態(tài)學(xué)特征、提高其根際適應(yīng)性和增產(chǎn)效果的穩(wěn)定性具有十分重要的意義。 同時(shí)，Ca<'2+>作為一種信號(hào)傳遞因子，是一種能促進(jìn)苜蓿根瘤菌耐酸的重要因子，其促進(jìn)苜蓿根瘤菌及其共生系統(tǒng)耐酸的作用已得到了一定的研究。因此，本研究在縉云山酸性土壤上接種耐酸苜蓿根瘤菌，并施用不同濃度的Ca<'2+>，探討其在酸性土壤上的定殖及其對(duì)苜蓿根際土壤微生態(tài)環(huán)境的影響，進(jìn)而分析了施C

4、a<'2+>和接種耐酸苜蓿根瘤菌對(duì)紫花苜蓿共生效應(yīng)的影響?？梢詾樵谀戏阶匣ㄜ俎Ｐ路N植區(qū)接種高效耐酸苜蓿根瘤菌提供一定的理論和技術(shù)依據(jù)。研究的主要結(jié)果如下： 1．采用裂區(qū)設(shè)計(jì)缺三區(qū)處理，在縉云山酸性土壤中(pH4.6)接種三株由本實(shí)驗(yàn)室分離的耐酸苜蓿根瘤菌91522、91512、91532，并施用不同濃度的ca<'2+>(0mmol/L、5mmol/L、10mmol/L．)，結(jié)果表明：三種耐酸苜蓿根瘤菌均能在酸性土中定殖，且定殖動(dòng)

5、態(tài)基本一致，三種供試菌株與對(duì)照相比，其定殖數(shù)量沒有顯著性差異，但三種供試菌株的定殖數(shù)量均高于對(duì)照，以接種菌株91512和91532的效果最好。施Ca<'2+>處理對(duì)根瘤菌定殖影響不明顯，但仍以施5mmol/LCa<'2+>+時(shí)，定殖效果最佳。說明接種耐酸根瘤菌并施用適當(dāng)濃度的Ca<'2+>，對(duì)根瘤菌在酸性土壤中的定殖有一定的促進(jìn)作用； 2．施Ca<'2+>和接種耐酸苜蓿根瘤菌對(duì)苜蓿根際土壤微生物數(shù)量及其生物量的影響明顯，其差異達(dá)

6、到顯著和極顯著水平。其中，接著耐酸苜蓿根瘤菌后，細(xì)菌、真菌和微生物生物量均顯著增加，而放線菌數(shù)量稍增加，未達(dá)到顯著性差異。而三種菌株(91522、91512、91532)之間差異不顯著。施Ca<'2+>僅對(duì)細(xì)菌數(shù)量有顯著性增加，而對(duì)其它微生物未產(chǎn)生顯著性影響?？梢娫谒嵝酝寥郎希臃N耐酸苜蓿根瘤菌和施Ca<'2+>，改變了根際營(yíng)養(yǎng)成分，有利于微生物的生長(zhǎng)繁殖，從而使土壤的微生態(tài)環(huán)境得到改善，提高了微生物數(shù)量和微生物生物量： 3．接

7、種耐酸苜蓿根瘤菌后土壤微生物數(shù)量及其微生物生物量與對(duì)照相比，在大部分月份均明顯增加，達(dá)到顯著和極顯著水平。四個(gè)處理的三大類微生物數(shù)量及其生物量均在6月份達(dá)到最大值?？梢?，隨著根瘤菌的定殖，植株根系的生長(zhǎng)發(fā)育，根系分泌物隨之增加，為根際微生物提供了大量的能源，再加上土壤適宜的溫濕條件，有利于各種微生物的生長(zhǎng)繁殖。因而，使微生物的數(shù)量和微生物生物量達(dá)到了最大值； 4．檢測(cè)了施Ca<'2+>和接種耐酸苜蓿根瘤菌對(duì)紫花苜蓿共生效應(yīng)的影響

8、。結(jié)果表明，接種耐酸苜蓿根瘤菌和施Ca<'2+>對(duì)苜蓿植株瘤重、根鮮重、株高和植株上部鮮重的影響顯著。其中接種菌株91512對(duì)苜蓿瘤重、株高和地上部鮮重的影響最大,根鮮重則以接種菌株91532的效果最好；而施Ca<'2+>處理則以施5mmol/LCa<'2+>時(shí)對(duì)共生效應(yīng)的影響最大。說明接種耐酸苜蓿根瘤菌、施用適當(dāng)濃度的Ca<'2+>以及共生系統(tǒng)良好的結(jié)瘤性能能夠提高酸性土上紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)： 5．施Ca<'2+>和接種耐酸

9、苜蓿根瘤菌對(duì)酸性土壤中土壤的養(yǎng)分狀況有所改善，接種耐酸苜蓿根瘤菌和施Ca<'2+>5mmol/L對(duì)土壤氮有明顯的影響。各處理中，土壤交換性鈣的含量均減少，而施5mmol/L的Ca<'2+>處理，土壤中交換性鈣減少最少?？傮w上看，除土壤中交換性鈣含量減少，土壤全磷保持不變外，其余土壤養(yǎng)分含量均有所增加，但影響不顯著。說明施Ca<'2+>和接種耐酸苜蓿根瘤菌，改善了苜蓿植株的營(yíng)養(yǎng)條件，促進(jìn)了苜蓿根系的生長(zhǎng)和代謝，進(jìn)而促進(jìn)根際微生物的生長(zhǎng)和繁