不同氮代谢微生物对有机肥中氮形态转化的影响

发布时间：2020-05-09 14:15

【摘要】：在增施有机肥减少化肥施用量的措施下,为使植烟土壤氮素供应更加符合烤烟生产中“前期猛后期控”的需求,从贵州植烟土壤中筛选出氮代谢优势微生物,经过增殖添加到酒糟有机肥和土壤中,以促进氮的矿化,提高氮的利用率。研究结果如下:1.采用平板稀释法从威宁和湄潭植烟土壤中分离出85株氮代谢活性较高的微生物,然后通过纳氏试剂法和氨化菌培养液培养法复筛出氮转化能力强的12株菌株,编号为W24、W13、W2、W4、W6、W12、W16、Z3、Z6、Z15、Z9和Z50;通过形态学特征及16S rDNA序列分析对其进行鉴定,分别属于Chryseobacterium wanjuense、Leifsonia shinshuensis、Chryseobacterium、Pantoea、Bacillus、Bacillus simple、Lysinibacillus、Bacillus simple、Aqrobacterium、Bacillus megaterium、Brevundimonas和Paenarthrobcter;通过对氨化作用强度的测试,所筛选出的菌株对有机氮具有较强的分解能力,培养72h后菌株W24、W13、W2、W16、W4、W6、W12、Z9、Z15、Z50、Z3和Z6对有机氮分解率分别达到75.4%、69.9%、68.5%、59.4%、58.1%、53%、46.1%、93.4%、87.6%、49.3%、42.6%和42.6%,菌株W24、Z9和Z15分解能力较强。2.在不同温度下,氮代谢菌株对氮转化的效率略有差异。添施的氮代谢微生物菌株在15℃、20℃和25℃三个培养温度下均能在有机肥中发挥自身的分解能力,与不施菌剂处理(CK)相比,无机氮转化量分别增加了897.09~1688.58mg/kg、366.27~1068.05mg/kg和550.80~1823.71mg/kg;其中铵态氮含量分别增加4.80~115.95mg/kg、1.29~16.93mg/kg和0.39~5.73mg/kg;硝态氮含量分别增加831.20~1551.87mg/kg、360.89~1052.24mg/kg和457.12~1820.19 mg/kg。在15℃下,菌株W12、Z3、Z9、W4、W13、Z6和W24转化效果较好;在20℃下,菌株W6、W2、Z3、W24、Z9、Z15和Z6转化效果较好;在25℃下,菌株W24、W16、Z6、W4、W6和Z3转化效果较好。根据菌株在不同温度下转化效果的差异分为温度敏感型和温度钝化型,其中温度敏感型菌株有W12、W4、W13、W6、W2、W16、Z6和Z15,温度钝化型菌株有Z3、Z6和W24。3.在不同温度下,氮代谢微生物对有机氮转化的效率随着时间的变化是有差异的。在15℃下,有机肥氮形态转化在0~10d主要以硝态氮形态为主,15~65d主要以铵态氮形态为主;在20℃条件下,培养5d和25d以铵态氮形态为主,10~15d以硝态氮形态为主;在25℃条件下,铵态氮转化量呈缓慢降低趋势,硝态氮转化量呈缓慢上升趋势。其中最符合烤烟生育期对氮需求的是:15℃处理中W12、Z15和Z3对氮形态转化效果较稳定,20℃则是W2,25℃则是W24。三种温度下培养25d后,氨化作用强度均降低,这有利于烤烟生长后期土壤无机态氮的降低,解决生长后期氮素供过于求的问题。培养65d后,氨化作用强度接近不施菌株处理,说明合理添加氨化作用菌株不会增加土壤氮素在烤烟非生长季节的损失。4.交互效应分析表明不同微生物菌剂的生态适应性是有差异的。将在三种温度下筛选出的优势氮代谢菌株分别配制成复合菌剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,分别使用在年均平均气温在10℃、14℃、20℃的威宁、黔西、湄潭,结果显示:添施复合菌剂虽然均可增强土壤氨化作用强度和提高土壤无机氮的释放速率,但在不同生态区域有量的差异,其中在威宁复合菌剂Ⅰ效果最佳,氨化作用强度和无机氮释放速率分别为2.23倍和61.66%;在湄潭复合菌剂Ⅲ效果最佳,氨化作用强度和无机氮释放速率分别为1.91倍和62.0%;在黔西三种菌剂效果差异不大。因此在不同生态区域施用适宜的复合菌剂效果更佳。
【图文】：

微生物驱,氮循环

贵州大学 2019 届硕士学位论文不同氮代谢微生物对有机肥中氮形态转化的由氨化微生物群通过氨化作用将有机氮化物分解产生氨；进一步由硝化细菌群过硝化作用将其转化成被绿色植物吸收利用的硝态氮，硝态氮淋移至还原层土再由反硝化微生物群将其还原成 N2和 N2O 释放入大气；然后被固氮微生物菌大气中的氮气固定进入土壤，植物利用吸收，合成蛋白质，如此循环不已。这过程除了包括一些物理和化学过程以外，微生物的生物转化过程作用尤为重它是整个循环的动力和能量泵，它既维持氮循环过程的进行不断，又维持了整生态系统的氮平衡（李思亮等，2002）。在微生物驱动的氮循环过程中，虽然含氮化合物的来源广、形态改变以及迁移方式也多种多样，但是它们之间是相联系的，如硝化和反硝化能同时产生 NO2，并且不同来源的 NO2可继续硝化反硝化以及还原反应，同时与反硝化也会竞争共同的底物 NO3-（Stark and H1997），如图 1-1 所示。N有机氮NH4+固氮矿化

电泳图,植烟土壤,菌株,电泳图

019 届硕士学位论文不同氮代谢微生物对有机肥中氮形态纯度高，可进行下一步测序分析，测序后将菌株的 16S rDN行 BLAST 比对分析，经鉴定（表 3-3）结果表明菌株 W24 是obacteriumwanjuense），W13 为长野雷夫松氏菌（Leifsoniashin黄杆菌属(Chryseobacterium），，W4 属于泛菌属（Pantoea），WLysinibacillus），Z6 为土壤杆菌属（Aqrobacterium），Z9 和 Z胞菌属（Brevundimonas）和节杆菌属（Paenarthrobcter），其余 W 均为芽孢杆菌属（Bacillus），集中在简单芽孢杆菌属（Bacil孢杆菌属（Bacillus megaterium）两个细菌类群。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S141

【相似文献】