松嫩盐碱化草地土壤微生物的适应特性研究

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盐碱化后的松嫩草原营养贫乏,植物凋落物是主要的营养来源。纤维素降解菌在盐碱化草地生态系统的营养循环中发挥着相当重要的作用。在本文中,主要以土壤纤维素降解菌为研究对象,研究盐碱化胁迫对土壤微生物的降解特性、促生特性、对羊草的促生作用的影响,以及这些土壤微生物的抵抗与恢复特性,进而分析土壤纤维素降解菌是如何适应营养缺乏的盐碱化环境以及参与草地营养循环的。研究结果如下:1.菌株DS-19、DS-28、Sn-9、DS-30均可在含较高浓度NaCl的培养液中生长,对NaCl的最大耐受浓度分别为9%、5%、8%、10%。菌株在不同盐碱条件下的生长状况显示,随着pH及含盐量的升高,菌株的延滞期加长,生长量在最初受到抑制,但最终可以适应环境。2.四株实验菌株中,菌株DS-30的CMC酶活最高,特别是在中性、不加NaCl的环境条件下时,达8.19×10-2 IU/mL。随着盐碱度的升高,各个菌株的CMC酶活均随之降低,其中菌株DS-19受pH影响最小,而DS-30受pH影响最大。菌株DS-30的木聚糖酶活在各个实验梯度同样高于其他三种菌株,特别是在对照组中,达0.63 IU/mL。随着盐碱度的升高,各个菌株的木聚糖酶活均随之降低。3.不同盐碱环境下菌株的植物促生特性测定结果显示:四株实验菌株在中性、不加盐的培养基中的固氮酶活性为DS-30>DS-28>DS-19>Sn-9,随着盐碱度的升高,酶活性大小顺序发生了变化。四种实验菌株均可产生IAA,且四种菌株的IAA产量均随盐碱度的升高而减低;其中,在pH 7时菌株Sn-9的IAA产量最高,达10.676μg/mL。菌株DS-28、DS-30可产生铁载体。菌株DS-19、Sn-9、DS-30均可溶解矿物磷。菌株Sn-9的溶磷能力受盐碱胁迫影响较大,在pH 10(150mM NaCl)的培养基中未检测到溶解的磷。菌株DS-30在pH 7时的ACC脱氨酶活性为1.209μmol/mg·h,在盐碱环境下未检测到酶活性。4.实验菌株对羊草的促生结果显示:在中性山地土壤中,经菌株DS-19处理的羊草的株高、根长、叶宽、湿重、干重均高于对照组及其他处理组;在添加有150 mM NaCl的中性山地土壤中,经菌株Sn-9处理的羊草的湿重、干重、株高、叶宽、根长均高于对照组及其他处理组;在盐碱土壤中,DS-19处理的羊草的株高、叶宽、湿重、干重均高于对照组和其他处理组,差异显著(P<0.05)。羊草在中性山地土壤、添加有150 mM NaCl的中性山地土壤、盐碱土壤中的生长状况显示,随着土壤盐碱度的增加,羊草的各项生长指标大多呈下降趋势,盐碱化对植株的影响较为明显,但与对照组相比四株实验菌株在3种不同土壤中对羊草均有促生作用。综上所述,四株实验菌株均可改善盐碱环境下羊草的生长状况,帮助羊草适应盐碱环境。5.菌株对羊草叶片的降解情况:在中性山地土壤及盐碱土壤中,四种菌株及其混合均可降解羊草叶片,菌株DS-30及Sn-9在两种土壤中的降解率显著性高于其他两种菌株及混合处理组,且这两种菌株对羊草的降解受土壤盐碱度影响最小。研究微生物对盐碱环境的抵抗与适应对于改良松嫩盐碱化草地以及更好理解微生物是如何控制土壤生物化学具有重要意义。
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