纤维素降解菌Bacillussp.CGMCC19895对小麦生长及土壤微生物群落的影响
秸秆还田有助于农业废弃物资源化利用，是国家推行的重要措施。为提高秸秆腐解效率，之前的研究者已筛选出大量功能菌株，并较为系统地分析了这些菌株施用后对秸秆降解的促进作用。然而农田是一个复杂的生态体系，使用这些菌株时，除了要重视其降解秸秆的效果外，还需要考虑其对作物生长、以及农田土著微生物的影响。高效纤维素降解菌Bacillussp.CGMCC19895是一株能高效降解纤维素，且具有生防能力的专利授权菌株。本研究以该菌株为试验材料，通过温室试验和大田试验，分析该菌株单独以及和其他功能菌株联合施用条件下，对秸秆还田腐解，小麦生长及产量，以及农田土壤微生物群落的影响，对菌株CGMCC19895的大田应用效果进行较为全面地评价。结果如下： （1）在温室栽培试验中，纤维素降解菌Bacillussp.CGMCC19895具有较强地促进小麦生长的能力，使小麦地上部干重由0.390g升至0.587g，使用该菌株与促生菌Alcaligenessp.CGMCC21555混合接种，在未添加秸秆时其促生效果下降，低于单施Alcaligenessp.CGMCC21555处理17.3%，添加秸秆后促生效果上升，与单施Alcaligenessp.CGMCC21555效果相同。定殖试验发现，添加秸秆有助于纤维素降解菌Bacillussp.CGMCC19895与菌株Alcaligenessp.CGMCC21555的定殖，其中与单施相比，Alcaligenessp.CGMCC21555的定殖情况变为原来2倍。菌株这种定殖能力的提升可能对其促生效果有重要影响。 （2）在秸秆还田试验中，秸秆还田时配施纤维素降解菌CGMCC19895可以提高表层土壤（0-20cm）和中层土壤（20-40cm）秸秆降解率。纤维素降解菌CGMCC19895与纤维素降解菌CGMCC25756混合使用时，降解效果随土层深度增加而降低。推测可能是深层土壤理化条件不利于微生物生长，导致秸秆降解缓慢。进一步分析发现，施加单菌和混菌均会显著影响细菌多样性和群落结构，施加混菌处理对中层土壤（30cm）和深层土壤（50cm）微生物组成有显著影响，主要表现为放线菌门丰度上升和酸杆菌门丰度下降。 （3）在大田小麦种植试验中，秸秆还田时纤维素降解菌CGMCC19895与纤维素降解菌CGMCC25756混合使用提高了小麦产量。进一步研究发现菌株的混合使用影响了土壤微生物群落结构和土壤理化性质，其中土壤磷含量与小麦产量的提升具有较强的相关性。此外，秸秆还田配施纤维素降解菌可以提高小麦根际微生物群落复杂性和稳定性，这可能有助于小麦产量提升。 本研究通过大田的秸秆深埋还田试验和小麦种植配施菌剂试验验证了实验室前期工作中筛选到的纤维素降解菌的实际应用效果，并从微生物互作定殖的角度初步探讨了多菌株混合施用对菌剂功能的影响，为进一步优化菌剂使用技术，提升其作用效果提供了支持。
小麦;产量;秸秆还田;纤维素降解菌;土壤微生物群落
西北农林科技大学
硕士
微生物学
史鹏
2023
中文
S512.1
2023-12-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）