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广东省位于我国南部,其土壤类型随着纬度、海拔高度和生态环境变化依次为中部以北的海拔700米的低山和丘陵地的红壤、中部以南海拔800米以下地区的赤红壤、以及雷州半岛南部的砖红壤,这些土壤中磷素含量比较缺乏。已有研究证实,土壤中存在一类溶磷微生物(phosphate—solubilizing microorganism,PSM),它们能够活化原生矿物中的磷和次生矿物的磷将其释放和转化为植物可利用的磷。因此本研究通过对广东三类典型土壤红壤、赤红壤、砖红壤中四种不同利用方式中溶磷微生物资源的调查,分析了不同土壤类型和土壤利用方式下溶磷菌数量差异,以及溶磷菌数量与土壤理化性质的关系,并对三类土壤中的高效溶磷菌进行了筛选。主要研究结果如下:
选取的3种土壤类型在不同利用方式下溶磷菌的数量级在105—106左右;溶磷真菌的数量远远小于溶磷细菌数量,数量相差1—2个数量级;红壤、赤红壤中溶有机磷菌数大于溶无机磷细菌,雷州地区砖红壤的四种利用类型中的溶无机磷细菌的数量均大于溶有机磷细菌的数量。
不同土壤类型中不同溶磷菌数量均有差异。不同土壤类型下溶磷菌数量在4种土地利用方式下分布有差异,三种土壤类型中溶有机磷细菌以农田最多。溶无机磷细菌以果园、农田都较多,而雷州砖红壤地区林地最多。溶磷真菌数量在红壤中以果园、草地最多,而赤红壤和砖红壤中以农田较多。
不同利用方式下不同溶磷菌数量均有差异。林地溶有机磷细菌数量以砖红壤最多,且与其他两种土壤之间差异显著,其他3种利用方式在各土壤类型间差异均不显著。溶无机磷细菌在4种利用方式下大都表现为砖红壤地区最多,且与红壤和赤红壤地区差异显著。溶磷真菌以赤红壤地区数量最少,且与其他两种土壤之间差异显著。
对影响溶磷菌数量的9种土壤环境因子中进行主成分分析结果显示,影响土壤溶磷菌数量的主要因子是有机质、全氮、pH值,其次为全磷、速效磷,全钾、速效钾,对溶磷微生物的分布起到关键作用。
在三种土壤中筛选的溶磷真菌对磷酸钙(10g/L)溶磷能力范围1.359mg/L~392.04mg/L,溶磷量高于300mg/L的溶磷菌株有9株;溶无机磷细菌为0.683 mg/L~143.061mg/L,溶磷量高于100mg/L的溶磷菌株有5株;溶有机磷细菌对卵磷脂溶解量为0.67mg/L~116.31mg/L,高于100mg/L的有4株。
本研究发现真菌对磷酸钙、磷酸铝的溶解能力远远大于细菌对磷酸钙、磷酸铝的溶解能力,且真菌对铝盐的溶解能力大于对磷酸钙的溶解能力。筛选的溶磷菌株都具有较强的溶解难溶性磷酸盐和卵磷脂的能力,可以作为高效菌株,有望开发为广东地区高效微生物磷肥优良微生物资源。