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解磷细菌作为促进植物生长的微生物资源,不仅可促进植物对营养成分的吸收利用,还可加工成微生物有机肥进而活化土壤中难溶性磷,减少化肥使用量,对低磷土壤中微生物区系改良和提高作物产量和品质具有重要意义。本研究以实验室保藏的36株功能细菌为筛选源,“晋荞6号”为实验材料,采用室内离体筛选有机磷高效降解菌和盆栽活体验证解磷活性相结合的方法,得到一株可在苦荞根际活化有机磷促进苦荞生长的有机磷高效降解菌,编号为gz4-1。随后对该有机磷降解菌gz4-1的形态特征、分类学地位以及解磷特性进行了较为系统的探究。采用盆栽试验,设置秸秆、菌液两个因素,研究了低磷条件下不同浓度菌液配施秸秆对苦荞磷吸收、生长表型、生理变化、产量和品质的影响,旨在明确有机磷降解菌可促进苦荞的生长发育,提高苦荞品质及养分吸收利用效率的较优使用浓度,为后期生物菌肥开发、减少苦荞栽培季磷肥投入和提高苦荞耐低磷调控技术开发奠定理论基础。主要研究结果如下:(1)采用平板对峙法以产溶磷圈为特征初筛发现12株细菌有明显溶磷圈,溶磷指数在1.09-3.33之间,其中以解磷菌gz4-1、gz5-2和gz5-3解磷圈较大。盆栽活体试验结果表明:在有机磷替代磷肥基础上以菌株gz4-1介导下的苦荞耐低磷效果最好,菌株gz4-1灌根处理不仅可促进苦荞幼苗根系生长,提高叶绿素含量,而且可使苦荞幼苗茎叶鲜重、干重、株高、茎粗、叶面积等形态指标恢复至对照正常施肥水平。依据形态学特征和16S r RNA序列分析,可将菌株gz4-1鉴定为花域芽孢杆菌(Bacillus vallismortis)。在不同环境条件测定该菌株的溶磷能力,发现花域芽孢杆菌gz4-1在温度为30℃,初始p H值是7时溶磷能力最强,能够提高gz4-1解磷能力的金属离子是Mg2+、K+和Ca2+。(2)在不施秸秆(J0)条件下,苦荞植株花期根系形态指标(鲜重、干重、主根长、总根长、表面积和体积)、茎叶形态指标(茎粗、株高、鲜重、干重、叶面积和花序数)及成熟期产量指标(单株粒重、千粒重、果穗数和产量)均随着有机磷高效降解菌B.vallismortis gz4-1浓度的增加表现为先升高后降低的趋势。根系表面积、根系体积和主根长、茎叶干重、叶面积、叶绿素含量均在P2浓度(10~6cfu·ml-1)高于对照组(CK)达到最佳生长值;根系干重、株高和花序数在P3浓度(10~8cfu·ml-1)高于对照组(CK)达到最佳生长值,苦荞根系活力在P2浓度最高与对照组(CK)相比还具有一定差距,但差异不显著,酸性磷酸酶在P0条件下活性最高,表现出植物对逆境胁迫的适应。苦荞植株成熟期籽粒各品质指标呈先降低后升高的趋势,籽粒蛋白质含量在P0浓度达到最高,黄酮含量在P4浓度达到最高。(3)在施加秸秆(J1)条件下,苦荞根系质量、主根长、总根长和产量指标均高于不施秸秆(J0)处理下苦荞的生长发育,且随着菌液浓度的增加表现为先升高后降低的趋势。苦荞根系表面积、根系体积、茎粗、根系活力、酸性磷酸酶活性和果穗数在P2浓度下达到最优生长值,根系鲜重、干重、主根长、总根长、株高、茎叶鲜重、干重、叶面积、单株粒重、千粒重、产量和黄酮含量在P3浓度下达到最优生长值。苦荞叶片叶绿素含量在P1浓度最高,与P2、P3浓度下的叶绿素含量差异不显著,在P0处理下蛋白质含量最高但产量较低,分析说明中等浓度的菌液配施秸秆可促进苦荞的生长发育和提高其产量及籽粒品质。(4)对秸秆与菌株gz4-1配施对苦荞生育期磷吸收与分配的影响进行研究后发现:P0、P1浓度菌液处理下,苦荞茎部磷素积累量多于根部磷素积累量,P2、P3、P4浓度的菌液在不施秸秆条件下,苦荞幼苗的各部位磷素的含量大小关系为:叶>根>茎,苦荞花期和成熟期磷素积累量均表现为叶>茎>根,且随着菌液浓度的增加,苦荞磷含量呈现先升高后降低的趋势,施加秸秆(J1)较不施秸秆(J0)下苦荞植株中的磷含量均升高,在P2浓度有机磷降解菌的作用下,苦荞磷素积累量达到峰值,说明该浓度下菌株的解磷活性最强,可以将土壤及秸秆中的难溶性磷转化为可供植物吸收的磷形态,满足植物生长发育的需求,植物对低磷逆境的抵抗力增强。在苗期向花期的生长进程中,磷吸收速率在J1P1处理下最高,而苦荞进入成熟期时J1P2处理下磷的吸收速率在此时达到峰值,施加菌液后,磷在适宜浓度下不同时期的磷吸收与CK相比速率较高。而土壤肥力由于有机磷降解菌和秸秆的作用也有不同程度的变化,苦荞栽后土壤p H值、有机质含量和速效磷降低,速效钾含量升高。说明有机磷降解菌剂在增加土壤供应速效养分的同时,也改善了土壤供磷、供钾的状况,有明显的培肥效果。综上所述,有机磷高效降解菌B.vallismortis gz4-1与秸秆配施对低磷胁迫下苦荞植株生长发育及抗逆性具有重要影响。施加秸秆并用有机磷高效降解菌B.vallismortis gz4-1菌液灌根在苦荞栽培过程中具有替代磷肥的作用。不施秸秆条件下,添加P2浓度(10~6cfu·ml-1)的有机磷高效降解菌B.vallismortis gz4-1菌液可以促进苦荞生长发育;本研究中按照每千克土配施4g秸秆,在施加秸秆后,最佳菌液施用浓度升高为P3处理(10~8cfu·ml-1)。本研究结果可为苦荞栽培中减少土壤磷肥的使用、提高土壤中有效磷的含量、开发高效解磷微生物肥料以提供理论参考。