磷素是苜蓿生命活动所必须的重要营养元素之一,不仅影响苜蓿产量和品质及抗逆性,同时也是苜蓿根瘤菌结瘤必须元素,直接影响固氮效率及对钾素的吸收等。土壤中95%以上磷素为难溶态。近些年研究发现,苜蓿根际存在大量可以活化土壤难溶性磷源以供植物吸收利用的溶磷菌。开展苜蓿溶磷菌和根瘤菌互作及促生机理研究对于苜蓿生产具有重要意义。但此方面研究除申请者的初步工作外,尚未见报道。 为了探索、发掘和利用新的生物资源,申请者将在近年研究基础上,进一步从不同种质、生境苜蓿根际筛选高效溶磷菌和根瘤菌株,重点研究其互作效应及分泌植物生长素(IAA)、铁载体等特性,探索其促生机理,测定其对苜蓿产量和品质的影响,为研制苜蓿新型复合菌接种剂及定向控制与利用这种微生物资源提供理论依据,为苜蓿生产提供"环境友好"肥料,为缓解西部地区贫瘠土地磷素供给和保障农牧业可持续发展开辟新途径。
alfafa;rhizoshpere;P-solubilizing bacteria;rhizobium;interraction
磷素是苜蓿生命活动所必须的重要营养元素之一,不仅影响苜蓿产量和品质及抗逆性,同时也是苜蓿根瘤菌结瘤必须元素,直接影响固氮效率及对钾素吸收等。本研究从不同生境苜蓿根际筛选优良溶磷菌和根瘤菌株,重点研究其互作效应及分泌植物生长素(IAA)等特性,探索其促生机理,测定其接种剂对苜蓿产量和品质的影响,取得了以下重要结果(1)筛选出11株优良溶磷菌和根瘤菌株,并对其进行了分子鉴定。研究表明,不同地域苜蓿根系存在着种类多样、功能各异的促生菌。(2)明确了溶磷菌和根瘤菌互作效应。两类菌混合培养,适合的菌株组合,可以提高对温度、pH值、盐分含量的适应幅度;大多数菌株组合较其单个菌株溶磷能力和分泌IAA能力增强。(3)阐述了溶磷菌与根瘤菌促生机理。溶磷菌对不同形态难溶性磷酸盐的溶解能力差异很大,其对磷酸盐的溶解能力Ca-P > Al-P> EYPC> Fe-P;活体菌株分泌有机酸种类和含量差异较大,大部分菌株及组合可分泌草酸、苹果酸、酒石酸、乳酸。不同菌株及组合分泌有机酸量差异很大。多数菌株组合分泌有机酸量与有效磷增量相关,但也有例外。Jm92+lx191+S7、Lx81+S7、Jm92和lx191的溶磷机理符合产生有机酸途径,而Lx81+ lx191+S7、Jm92+S7和Lx81溶磷机理不符合产生有机酸途径,其溶磷可能与磷酸盐的结构和组成成分有关;促生菌株Lx191和LHS11对引起苜蓿根部的主要病原菌有较好抑制作用。(4)研制了苜蓿根际复合菌剂,测定了其对苜蓿生长及品质的影响。复合菌株接种剂处理可明显提高苜蓿生产性能,其中利用Jm170+Jm92+Lx191+S7组合研制的接种剂具有很好的促生效应,其与半量磷肥配合施用可以代替全量磷肥,同时改善苜蓿的品质。 本研究掌握了苜蓿溶磷菌与根瘤菌互作效应,初步探明苜蓿溶磷菌和根瘤菌分泌植物激素、促生机理,获得优良溶磷、固氮、分泌植物激素促生菌株组合,为解决我国苜蓿接种剂菌种单一、缺乏问题开辟了新途径,为定向控制与利用这种微生物资源提供理论依据,为苜蓿生产提供"环境友好"肥料,同时,为缓解贫瘠土地磷素供给和保障农牧业可持续发展开辟新途径。此外,研究认为从不同地域和植物不同部位获得特定功能及较强适应性的菌株资源,以扩大和丰富我国微生物资源,以及研究不同菌株组合的分子调控及协同机理等内容尚需后续研究进一步深入。