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磷是植物生长发育过程中重要的营养元素,但我国耕地土壤中有效磷含量较低,磷供给不足已成为限制我国农业生产的主要因素。土壤解磷微生物能够将土壤中不能被植物直接吸收的磷变成可吸收利用的形态,加快磷在土壤与作物系统中的循环,改善土壤环境,提高作物的产量。因此,解磷微生物的开发与研究具有良好的前景。 本论文从磷矿土壤中筛选获得了一株高效解磷菌Bacillus subtilis JT-1,初步探究了其解磷能力和解磷机理,并对其进行发酵培养,将制成的菌剂施用于土壤和盆栽小麦,研究了其对土壤微生物群落结构和小麦生长的影响。本论文主要研究工作如下: 1.从磷矿土壤中筛选出一株高效解磷菌Bacillus subtilis JT-1,通过钼锑抗比色法对其解磷能力进行定量分析,测得其可溶磷含量为386.2mg/L,对Ca3(PO4)2的解磷率为38.7%。并通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)定性分析其代谢产物,发现发酵液中主要存在4种小分子有机酸,分别为延胡索酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸,初步探究了其解磷机理。 2.对解磷菌Bacillus subtilis JT-1进行了发酵培养。首先利用单因素和正交实验的方法,通过摇瓶试验确定了培养基的组成成分和最佳培养条件;随后在7.5L发酵罐上进行发酵,在36 h时发酵液中活菌数最大,为3.O×1010 cfu/ml,芽孢数为2.7×1010 cfu/ml,且发酵过程中补料与不补料结果无明显差异;最后在100 L发酵罐中进行培养,发酵液中活菌数在第24 h时达到最大值3.2×1011 cfu/ml,芽孢数为2.9×1011 cfu/ml,得到解磷微生物菌剂,远高于国家菌剂标准。 3.将该解磷微生物菌剂施用于土壤,对土壤中的有效磷含量和可培养微生物数量进行了检测,同时用PCR-DGGE技术对微生物群落结构多样性进行了分析。结果显示:在处理30天后,土壤中可培养细菌比对照提高了158.3%,真菌提高了210.3%,放线菌提高了128.0%。并且解磷菌在土壤中具有较强的解磷能力,且能维持较长时间,土壤中的可溶磷含量在第20天时达到最大,为34.2mg/kg。通过DGGE分析发现细菌的条带数比对照提高了29.2%,说明解磷茵JT-1能明显提高土壤中微生物群落结构的多样性,显著改善土壤微生态,并且这种效果远远优于普通的枯草芽孢杆菌。 4.研究了解磷微生物菌剂对盆栽小麦生长的影响。结果显示:解磷菌明显促进了小麦的生长,提高了分蘖数、千粒重、穗粒数和种子总重。小麦产量与对照相比提高了12.3%,磷肥的利用率也提高了10.8%,说明解磷菌可以有效提高磷肥的利用率。并且在含难溶磷的土壤中,解磷菌也可以缓解难溶磷难以利用的情况,提高小麦对磷的利用率。