不同磷酸鹽條件和PEG模擬干旱脅迫下桉樹根際解無機(jī)磷細(xì)菌的溶磷能力1)

林鳳蓮 俞新玲 林勇明

(福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福建農(nóng)林大學(xué))，福州，350002)

吳承禎 陳燦 李鍵 謝安強(qiáng) 范海蘭

(武夷學(xué)院) (福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福建農(nóng)林大學(xué)))

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不同磷酸鹽條件和PEG模擬干旱脅迫下桉樹根際解無機(jī)磷細(xì)菌的溶磷能力1)

林鳳蓮 俞新玲 林勇明

(福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福建農(nóng)林大學(xué))，福州，350002)

吳承禎 陳燦 李鍵 謝安強(qiáng) 范海蘭

(武夷學(xué)院) (福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福建農(nóng)林大學(xué)))

利用液體培養(yǎng)法研究模擬干旱脅迫環(huán)境(輕度脅迫、中度脅迫、重度脅迫)及不同難溶性磷酸鹽對5株解無機(jī)磷細(xì)菌(P6、P7、P8、P19、P25)溶磷能力的影響。結(jié)果表明：菌株P(guān)6和P7對4種磷酸鹽的溶解能力較佳，P6對磷酸鋁、磷酸鐵、磷酸氫鈣及磷酸鈣的溶磷量分別較CK(對照)顯著提高143.7%、134.5%、1 318.3%、1 396.6%；P7對磷酸鐵、磷酸氫鈣及磷酸鈣的溶磷量分別較CK顯著提高348.0%、996.5%、1 810.4%。解無機(jī)磷細(xì)菌對磷酸鈣的溶磷量與培養(yǎng)液pH值呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.920)，與培養(yǎng)液有機(jī)酸質(zhì)量濃度呈顯著正相關(guān)(r=0.947)；在3個梯度干旱脅迫下，P6、P7、P25解磷能力均顯著低于CK，且隨著脅迫程度的加深解磷能力呈現(xiàn)明顯下降趨勢；P8在輕度脅迫和中度脅迫下解磷能力均高于CK；P19在3個梯度干旱脅迫下解磷能力均高于CK。研究表明，5株解無機(jī)磷細(xì)菌對磷酸鈣和磷酸氫鈣的溶解效果較佳，對磷酸鐵和磷酸鋁的溶解效果較差；菌株P(guān)8、P19耐干旱能力較強(qiáng)，具有應(yīng)用于干旱地區(qū)解磷的潛力。

桉樹根；解無機(jī)磷細(xì)菌；磷源；有效磷；干旱脅迫

The experiment was conducted to study the effects of drought stress (mild stress, moderate stress, severe stress) and different insoluble phosphates on phosphate-solubilizing capacity of phosphate-solubilizing bacteria (P6, P7, P8, P19, P25) in liquid media. P6 and P7 had the higher solubilizing capacity of different insoluble phosphates, phosphate-solubilizing capacity of P6 in AlPO4, FePO4·4H2O, CaHPO4·2H2O and Ca3(PO4)2were 143.7%, 134.5%, 1318.3% and 1396.6%, significantly higher than those of CK, respectively. The phosphate-solubilizing capacity of P7 in FePO4·4H2O, CaHPO4·2H2O and Ca3(PO4)2were 348.0%, 996.5% and 1810.4%, significantly higher than those of CK, respectively. The content of available phosphorous of Ca3(PO4)2had a significantly negative correlation with pH, and had a significantly positive correlation with total content of organic acids. Under three drought stress conditions, the phosphate-solubilizing capacity of P6, P7 and P25 were significantly lower than that of CK, and tended to decline with the increasing stress intensity. The phosphate-solubilizing capacity of P8 was higher than that of CK under mild and moderate stress conditions. The phosphate-solubilizing capacity of P19 was higher than that of CK under three stress conditions. Five phosphate-solubilizing bacteria had the higher solubilizing capacity of Ca3(PO4)2and CaHPO4·2H2O than AlPO4and FePO4·4H2O. P8 and P19 had stronger drought resistant ability with the most promising bacteria for phosphate-solubilizing in arid area.

磷是土壤養(yǎng)分的重要組成成分，也是植物生長發(fā)育必不可少的營養(yǎng)元素之一。然而，中國缺磷土壤占總耕地面積的74%[1]，土壤中所含磷素95%以上與Fe3+、Ca2+和Al3+等結(jié)合形成難溶性磷酸鹽[2]，主要包括鈣、鋁和鐵磷酸鹽，能被植物吸收利用的有效磷質(zhì)量濃度很低。為滿足植物生長過程中磷的需求量，在農(nóng)林業(yè)中主要通過施用大量磷肥來增加土壤磷質(zhì)量濃度，但磷肥容易被吸附和沉淀，濫施磷肥不僅浪費(fèi)資源，還會破壞土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量、污染環(huán)境等[3-4]。解磷菌(PSMs)可將土壤中難溶性化合態(tài)磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收利用的可溶性磷，其中能夠轉(zhuǎn)化難溶性無機(jī)磷酸鹽的微生物，稱之為解無機(jī)磷菌[5]。解磷微生物因其解磷效果好，且具有成本低、無環(huán)境污染、有效改良土壤質(zhì)量和養(yǎng)分循環(huán)等優(yōu)點(diǎn)[6-7]，成為學(xué)界的研究熱點(diǎn)，研究內(nèi)容主要包括溶磷菌對磷源物質(zhì)的選擇性[8-11]、解磷菌的溶磷機(jī)制與pH值、有機(jī)酸質(zhì)量濃度變化規(guī)律的關(guān)系等[10，12]，但很少開展環(huán)境脅迫適應(yīng)性強(qiáng)的溶磷菌篩選工作。

解磷微生物溶解難溶性磷酸鹽的能力主要取決于菌株自身的遺傳特性，同時也與培養(yǎng)條件有關(guān)，大多數(shù)解磷微生物只有在適宜的濕度、溫度、光照、酸堿度等條件下，才能發(fā)揮其解磷作用，進(jìn)而提高土壤有效磷質(zhì)量濃度[13]。然而，自然界中逆境常見，篩選出對逆境耐受性較強(qiáng)的解磷微生物是保障環(huán)境脅迫嚴(yán)重區(qū)域作物正常磷素供應(yīng)的舉措之一。目前，已有學(xué)者對耐高溫、耐鹽堿的解磷微生物進(jìn)行篩選和馴化，李鳴曉等[14]、楊天學(xué)等[15]篩選出具有解無機(jī)磷功能的耐高溫菌株，張巍等[16]從鹽堿地中分離、篩選出2株具有較強(qiáng)解磷能力的耐鹽堿解磷菌C111和C141，但對干旱脅迫適應(yīng)性強(qiáng)的溶磷菌篩選工作罕見報道。

隨著全球氣候變化，中國干旱災(zāi)害事件的發(fā)生頻率和持續(xù)時間呈現(xiàn)不斷增加的趨勢，干旱面積也不斷增加[17]。此外，桉樹(Eucalyptus)等樹種對土壤水分需求量大，連栽易造成土壤嚴(yán)重缺水，影響大多數(shù)解磷微生物解磷功效的發(fā)揮，從而嚴(yán)重制約植物自身的生長發(fā)育。鑒于此，篩選出適應(yīng)于干旱脅迫且對特定磷源具強(qiáng)大溶解能力的解磷菌，進(jìn)而制成菌劑施用于桉樹林地，能顯著提高林地磷肥自供應(yīng)效率，有效解決桉樹連栽林缺水和磷肥利用率低的問題。因此，本研究擬通過液體培養(yǎng)法研究聚乙二醇6000[18]模擬干旱脅迫環(huán)境及不同難溶性磷酸鹽對分別從柳桉(Eucalyptussaligna)、巨桉(Eucalyptusgrandis)、鄧恩桉(Eucalyptusdunnii)根際土壤中提取的5株根際解無機(jī)磷細(xì)菌溶磷能力的影響，以期篩選出干旱條件下具特定溶磷功能的解磷菌，并進(jìn)一步探討菌株溶磷量與pH值、有機(jī)酸質(zhì)量濃度之間的關(guān)系，從而豐富解磷微生物對難溶性磷酸鹽的溶解能力和機(jī)制研究，對優(yōu)化森林施肥措施、改善桉樹人工林土壤養(yǎng)分循環(huán)、提高干旱地區(qū)桉樹對難溶性磷酸鹽的利用率、促進(jìn)桉樹生長發(fā)育以及在干旱地區(qū)推廣種植桉樹等具有重要意義。

1 材料與方法

供試菌株：本試驗(yàn)所用菌種為福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福建農(nóng)林大學(xué))從柳桉(Eucalyptussaligna)、巨桉(Eucalyptusgrandis)、鄧恩桉(Eucalyptusdunnii)根際土壤中提取、并通過定性和定量分析篩選獲得的解磷效果較好的5株解無機(jī)磷細(xì)菌(經(jīng)16SrDNA序列測定)P6、P7、P8、P19與P25[19]，其中,P6、P7是從柳桉根際土壤中提取的，P8、P19是從巨桉根際土壤中提取的，P25是從鄧恩桉根際土壤中提取的。

供試培養(yǎng)基：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基[20]，即牛肉膏3.0 g，蛋白胨10.0 g,NaCl 5.0 g，蒸餾水1 000 mL，pH值7.2～7.4，用于菌株保存、活化；無機(jī)磷液體培養(yǎng)基[20]，參照蒙金娜基礎(chǔ)培養(yǎng)基，但不加瓊脂和含磷化合物，即葡萄糖10.0 g，(NH4)2SO40.5 g，MgSO4·7H2O 0.3 g，NaCl 0.3 g，KCl 0.3 g，F(xiàn)eSO4·7H2O 0.03 g，MnSO4·4H2O 0.03 g，酵母提取物0.5 g，蒸餾水1 000 mL，pH值7.0～7.5。

解無機(jī)磷細(xì)菌對不同磷酸鹽的解磷能力測定：向培養(yǎng)基中分別添加磷酸鋁(AlPO4)7.875 g、磷酸鐵(FePO4·4H2O)14.389 g、磷酸氫鈣(CaHPO4·2H2O)11.113 g、磷酸鈣(Ca3(PO4)2)10.000 g(不同磷源添加量按每升液體培養(yǎng)基中加入相同質(zhì)量濃度的磷(2 g)折算)，取30 mL裝于150 mL三角瓶，121 ℃滅菌20 min，冷卻后加入1 mL 109菌落·mL-1菌液，每株菌設(shè)3個重復(fù)，同時以加入1 mL無菌水的培養(yǎng)基作為空白對照，置于28 ℃，160 r·min-1條件下?lián)u瓶培養(yǎng)5 d。培養(yǎng)結(jié)束后，菌株培養(yǎng)液離心20 min(4 ℃，10 000 r·min-1)，取上清液用鉬銻抗比色法[21]測定有效磷質(zhì)量濃度。

培養(yǎng)液有機(jī)酸質(zhì)量濃度測定：將上述所得培養(yǎng)液(以磷酸鈣為唯一磷源)稀釋10倍，吸取10 mL于100 mL三角瓶，加入2滴酚酞指示劑，用標(biāo)定好的氫氧化鈉滴定液(濃度為0.081 967 mol·L-1)滴定。根據(jù)所用氫氧化鈉滴定液的體積計算培養(yǎng)液中的總酸質(zhì)量濃度，總酸質(zhì)量濃度以草酸計。每1 mL氫氧化鈉滴定液相當(dāng)于3.688 525 mg草酸。同時用pH值計測定培養(yǎng)液的pH值。

干旱脅迫對解無機(jī)磷細(xì)菌解磷效果的影響：參考薛立等[18]的試驗(yàn)步驟，向培養(yǎng)基中加入聚乙二醇6000(Polyethyleneglycol或PEG)配制成3個梯度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即輕度脅迫10%(100 g·L-1PEG)、中度脅迫20%(200 g·L-1PEG)和重度脅迫30%(300 g·L-1PEG)，往培養(yǎng)基中加入Ca3(PO4)210 g，取30 mL裝于150 mL三角瓶，121 ℃滅菌20 min，冷卻后加入1 mL 109菌落·mL-1菌液，每株菌設(shè)3個重復(fù)，并以不加入聚乙二醇6000的培養(yǎng)基作為空白對照，置于28 ℃，160 r·min-1條件下?lián)u瓶培養(yǎng)5 d。培養(yǎng)結(jié)束后，菌株培養(yǎng)液離心20 min(4 ℃，10 000 r·min-1)，取上清液用鉬銻抗比色法[21]測定有效磷質(zhì)量濃度。

數(shù)據(jù)處理：采用EXCEL2013和SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和圖形繪制。使用單因素方差分析法(One-Way ANOVA)進(jìn)行方差分析，并采用最小顯著差異法(LSD法)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和多重比較，差異水平為0.05。菌株溶磷能力與pH值、有機(jī)酸質(zhì)量濃度之間的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 解無機(jī)磷細(xì)菌對不同難溶性磷酸鹽的溶解能力

不同菌株對磷酸鋁的溶解效果差異較大(表1)，各處理溶磷能力由大到小表現(xiàn)為P6、P8、P25、P19、CK、P7，P6、P8處理下有效磷質(zhì)量濃度分別為16.499、12.779 mg·L-1，分別較CK提高143.7%、88.8%，表明P6、P8對磷酸鋁有較強(qiáng)的溶解能力，這兩株菌在以磷酸鋁為主的土壤中施用效果可能更佳。與對照相比，P6、P8顯著優(yōu)于CK，P19、P25與CK間沒有顯著差異，P7略低于CK。

解無機(jī)磷細(xì)菌對磷酸鐵的溶解能力較差(表1)，不同菌株溶磷能力由大到小表現(xiàn)為P7、P6、P19、CK、P8、P25，P7、P6處理下有效磷質(zhì)量濃度分別為68.152、35.672 mg·L-1，分別較CK提高348.0%、134.5%，表明P7、P6對磷酸鐵有較強(qiáng)的溶解能力，磷酸鐵是菌株P(guān)7的優(yōu)勢磷源。與對照相比，P7、P6、P19顯著優(yōu)于CK，P8與CK間沒有顯著差異，P8略低于CK。

不同菌株均表現(xiàn)出顯著溶解磷酸氫鈣的能力(表1)，不同菌株溶磷能力由大到小表現(xiàn)為P6、P7、P19、P25、P8、CK，各菌株處理下有效磷質(zhì)量濃度均顯著高于空白對照CK。P6、P7、P19處理下有效磷質(zhì)量濃度分別為410.550、317.403、281.489 mg·L-1，分別較CK提高1318.3%、996.5%、872.4%，表明各個菌株處理對磷酸氫鈣都有很強(qiáng)的溶解能力，磷酸氫鈣是菌株P(guān)6的優(yōu)勢磷源。

不同菌株均表現(xiàn)出顯著溶解磷酸鈣的能力(表1)，不同菌株溶磷能力由大到小表現(xiàn)為P7、P6、P25、P8、P19、CK，各菌株處理下有效磷質(zhì)量濃度均顯著高于空白對照CK。P7、P6、P25處理下有效磷質(zhì)量濃度分別為471.074、369.056、263.297 mg·L-1，分別較CK提高1 810.4%、1 396.6%、967.8%，表明各個菌株處理對磷酸氫鈣都有很強(qiáng)的溶解能力，磷酸氫鈣是菌株P(guān)7的優(yōu)勢磷源。

綜合比較而言，P6、P7對4種常見難溶性磷酸鹽有較顯著的溶解能力。菌株對磷酸鈣的溶解效果最佳，所以選擇磷酸鈣作為研究解無機(jī)磷細(xì)菌溶磷能力與培養(yǎng)液pH值、有機(jī)酸質(zhì)量濃度相關(guān)關(guān)系及干旱脅迫對菌株解磷能力影響的唯一磷源。

注:表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列中不同的小寫字母表示不同處理間在0.05水平下差異顯著。

2.2 解無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)液pH值和有機(jī)酸質(zhì)量濃度

以磷酸鈣為磷源，與供試的解無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)5 d后，其各菌株培養(yǎng)液pH值為4.65～5.61，均比空白對照CK(pH值=6.78)顯著降低(p<0.05)，P7、P6、P25、P19、P8分別較CK下降2.20、2.13、1.69、1.52、1.17個單位，其中P6與P7、P19與P25間沒有顯著差異，其他處理間差異顯著(p<0.05)。對各處理的有效磷質(zhì)量濃度和pH值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，各處理的有效磷質(zhì)量濃度(y)和pH值(x)間存在顯著負(fù)相關(guān)(R2=0.847 2，p=0.027)，相關(guān)系數(shù)r=-0.920(圖1)。

供試的解無機(jī)磷細(xì)菌培養(yǎng)5 d后，各菌株培養(yǎng)液有機(jī)酸質(zhì)量濃度為5.986～18.807 mg·L-1，各處理間差異顯著(p<0.05)。其中，P7分泌的有機(jī)酸質(zhì)量濃度最大(達(dá)18.807 mg·L-1)，這與P7對磷酸鈣溶解效果最佳相對應(yīng)。相關(guān)分析表明，各處理的有效磷質(zhì)量濃度(y)與有機(jī)酸質(zhì)量濃度(x)間存在顯著正相關(guān)(R2=0.896 7，p=0.015)，相關(guān)系數(shù)r=0.947(圖2)。但各處理的有機(jī)酸質(zhì)量濃度(y)和pH值(x)間不存在顯著相關(guān)性(相關(guān)系數(shù)r=-0.757，p=0.139)。

2.3 干旱脅迫對解無機(jī)磷細(xì)菌解磷能力的影響

不同菌株在輕度干旱脅迫(10%，100 g·L-1PEG)條件下解磷能力差異顯著，各處理溶磷能力由大到小表現(xiàn)為P7、P8、P19、P25、P6(表2)，且各處理間差異顯著(p<0.05)。與對照相比，P6、P7、P25處理下有效磷質(zhì)量濃度顯著低于CK，P8、P19溶磷能力較CK顯著提高，說明P8、P19對輕度干旱的耐受力較強(qiáng)。

圖1 解無機(jī)磷細(xì)菌的溶磷量與pH值的關(guān)系

圖2 解無機(jī)磷細(xì)菌的溶磷量與有機(jī)酸質(zhì)量濃度的關(guān)系

不同菌株在中度干旱脅迫(20%，200 g·L-1PEG)條件下解磷能力差異較大，各處理溶磷能力由大到小表現(xiàn)為P7、P19、P25、P8、P6，P8與P25間差異不顯著，其他處理間差異顯著(p<0.05)(表2)。P6、P7、P25處理下有效磷質(zhì)量濃度較CK顯著下降，P19溶磷能力較CK顯著提高。除P19溶磷能力較輕度脅迫略有上升外，其他菌處理較輕度脅迫均呈現(xiàn)下降趨勢，其中P8下降幅度最大，下降25.2%，說明這株菌在中度脅迫下解磷能力明顯下降。

不同菌株在重度干旱脅迫(30%，300 g·L-1PEG)條件下解磷能力差異較大，各處理溶磷能力由大到小表現(xiàn)為P8、P19、P25、P6、P7，P8與P19間差異不顯著，其他處理間差異顯著(p<0.05)(表2)。P7、P6、P25處理下有效磷質(zhì)量濃度較CK顯著下降，P19溶磷能力較CK略有上升。重度干旱脅迫下各處理有效磷質(zhì)量濃度較中度脅迫均呈現(xiàn)下降趨勢，其中P7下降幅度最大，下降73.7%，說明這株菌在重度脅迫下解磷能力明顯下降。

總而言之，在3個梯度脅迫下，P6、P7、P25的解磷能力均顯著低于CK，且隨著脅迫程度的加深有效磷質(zhì)量濃度呈現(xiàn)明顯下降趨勢，P7下降最為明顯，P6次之。P8在輕度脅迫下有效磷質(zhì)量濃度顯著高于CK，在中度干旱脅迫下稍高于CK，而P19在3個梯度脅迫下有效磷質(zhì)量濃度均高于CK。

表2 干旱脅迫條件下解無機(jī)磷菌溶磷能力的比較

注:表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列中不同小寫字母表示同一干旱脅迫條件不同處理間在0.05水平下差異顯著；同行中不同大寫字母表示同一菌株不同干旱脅迫處理間在0.05水平下差異顯著。

3 結(jié)論與討論

前人研究表明,解磷菌對磷源物質(zhì)的種類有一定選擇性，不同解磷菌對不同磷源的溶解能力差異較大，且同一菌株對不同磷源的溶解能力也存在差異[8-12]。Whitelaw et al.[8]、張毅民等[9]、趙小蓉等[10]、Banik et al.[22]研究發(fā)現(xiàn)解磷微生物對鈣磷酸鹽的溶解效果最佳，磷酸鋁次之，磷酸鐵效果最差，與本文研究結(jié)果相似。不同解磷菌對不同難溶性磷酸鹽的溶解效果差異較大，體現(xiàn)菌株對磷源的選擇性，這主要是受菌株自身遺傳特性的影響，同時也與菌株復(fù)雜的溶磷機(jī)制、磷酸鹽復(fù)雜的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)[23-24],一方面是由于大多數(shù)溶磷菌溶解難溶性磷酸鹽主要通過分泌質(zhì)子和有機(jī)酸絡(luò)合作用，鈣磷酸鹽在質(zhì)子和有機(jī)酸絡(luò)合雙重作用下較易溶解，而磷酸鋁和磷酸鐵只通過絡(luò)合和螯合作用,故較難溶解[10]。二是菌株分泌的有機(jī)酸種類和質(zhì)量濃度不同，不同種類有機(jī)酸對不同金屬離子的螯合程度不一致，可能這5株解無機(jī)磷菌分泌的有機(jī)酸較易螯合Ca2+，從而促進(jìn)鈣磷酸鹽的溶解。三是磷酸鋁、磷酸鐵溶解時，鐵和鋁進(jìn)入酸溶液造成溶液黏度增大，影響培養(yǎng)液水分和養(yǎng)分流動，可能會抑制菌株的生長繁殖，從而影響其解磷能力。喬歡等[25]研究發(fā)現(xiàn)，嗜松青霉JP-NJ4對不同磷酸鹽的解磷能力由大到小的順序?yàn)榱姿徜X、磷酸氫鈣、磷酸鐵，與本研究結(jié)果存在差異，這可能是因?yàn)閱虤g等的供試菌種嗜松青霉JP-NJ4是真菌，而本試驗(yàn)的5株解無機(jī)磷菌均為細(xì)菌，真菌的溶解機(jī)制和溶磷能力與細(xì)菌存在較大差異，對不同磷酸鹽的溶解效果也不一致。

解磷微生物溶解磷酸鹽過程中，也會固持一部分分解出來的磷供其自身生長繁殖，當(dāng)細(xì)胞基質(zhì)組成發(fā)生變化或細(xì)胞死亡時，被固持的磷又被釋放出來[3]。陳陽等[26]研究發(fā)現(xiàn)，解磷芽孢桿菌可將培養(yǎng)液中吸收的磷貯存于細(xì)胞內(nèi)。Turner et al.[27]研究也證實(shí)解磷微生物具有固持作用，當(dāng)其細(xì)胞裂解后所釋放的磷是有效磷的重要來源。有機(jī)磷和無機(jī)磷之間的轉(zhuǎn)化是一個動態(tài)平衡過程，有效磷質(zhì)量濃度關(guān)鍵取決于有機(jī)磷的礦化作用和微生物的固持作用這兩個同時進(jìn)行、方向相反過程的相對速率，當(dāng)培養(yǎng)液中可降解磷質(zhì)量濃度達(dá)到一定程度時，固持速率大于礦化速率，反之，礦化速率大于固持速率[2]。本試驗(yàn)中部分菌株對磷酸鐵的溶磷量低于CK，可能是解磷菌對磷的固持作用大于磷的礦化作用，導(dǎo)致培養(yǎng)液中有效磷質(zhì)量濃度較低。

干旱脅迫是田間條件下存在最廣泛的一種逆境，會影響微生物生長繁殖和功能發(fā)揮。葉德練等[33]、Hueso et al.[34]研究發(fā)現(xiàn)，干旱脅迫會影響微生物呼吸、微生物量和微生物活性。本試驗(yàn)結(jié)果表明，除P8、P19外，大部分菌株溶磷量均隨著干旱脅迫程度加深呈顯著下降趨勢，這與周鑫斌等[35]的研究結(jié)果相似。這主要是因?yàn)楦珊得{迫通過調(diào)節(jié)微生物的細(xì)胞代謝和滲透勢，進(jìn)而影響微生物的生長繁殖、結(jié)構(gòu)和生理功能[36]，脅迫程度越深，解磷微生物數(shù)量下降越明顯，解磷功能抑制越嚴(yán)重，從而導(dǎo)致溶磷量呈顯著下降趨勢。此外，水分降低不僅會使得培養(yǎng)液黏度增大，影響有機(jī)碳、氮等養(yǎng)分元素的周轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)化，進(jìn)而影響解磷微生物生長繁殖和新陳代謝，降低其解磷能力，還使得難溶性磷酸鹽更易于沉積和凝聚，不利于磷酸鹽流動和溶解，從而降低解磷效率。P8在輕度脅迫下有效磷質(zhì)量濃度顯著高于CK，P19在輕度、中度脅迫下有效磷質(zhì)量濃度均顯著高于CK，說明P8、P19對干旱的耐受能力較強(qiáng)，這可能是菌株因其自身生長特性對水分的需求量不一致，適宜菌株發(fā)揮解磷功能的水分條件也不同。P8、P19在干旱脅迫條件下解磷效果優(yōu)于其他菌株，在干旱脅迫較嚴(yán)重的地區(qū)選用P8、P19，可更好地發(fā)揮菌株解磷潛力，提高干旱地區(qū)桉樹對難溶性磷的吸收率，促進(jìn)桉樹生長發(fā)育。此外，可進(jìn)一步研究P8、P19是否適用于干旱地區(qū)的其他作物。

綜合以上分析，本研究發(fā)現(xiàn)磷酸鋁是菌株P(guān)6的優(yōu)勢磷源，磷酸鐵是菌株P(guān)7的優(yōu)勢磷源，P6和P7配制成解磷菌劑施用于酸性紅壤，可更好地溶解土壤中難溶性磷酸鹽，促進(jìn)我國南方紅壤農(nóng)林地可持續(xù)經(jīng)營與發(fā)展。P8、P19對干旱的耐受能力較強(qiáng)，具有應(yīng)用于干旱地區(qū)解磷的潛力。本試驗(yàn)僅初步探討溶磷量與pH值、有機(jī)酸質(zhì)量濃度的相關(guān)關(guān)系，為闡明解磷微生物對不同難溶性磷酸鹽的溶解機(jī)理，應(yīng)針對有機(jī)酸種類鑒定與解磷能力關(guān)系開展進(jìn)一步研究。

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Phosphate-solubilizing Capacity of Phosphate-solubilizing Bacteria inEucalyptusRhizosphere under Drought Stress Simulated by PEG and Different Insoluble Phosphates Conditions//

Lin Fenglian, Yu Xinling, Lin Yongming

(Key Laboratory for Forest Ecosystem Process and Management of Fujian Province, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, P. R. China); Wu Chengzhen(Wuyi University); Chen Can, Li Jian, Xie Anqiang, Fan Hailan(Key Laboratory for Forest Ecosystem Process and Management of Fujian Province, Fujian Agriculture and Forestry University)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(9)：93-98.

Eucalyptusrhizosphere; Phosphate-solubilizing bacteria; Phosphorus source; Available phosphorous; Drought stress

林鳳蓮，女，1991年4月生，福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福建農(nóng)林大學(xué))，碩士研究生。E-mail:352570138@qq.com。

吳承禎，武夷學(xué)院生態(tài)與資源工程學(xué)院、福建省高校森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營與過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(福建農(nóng)林大學(xué))，教授。E-mail:fjwcz@126.com。

2016年3月28日。

S718.83;Q945.78

1)教育部博士點(diǎn)學(xué)科專項基金(20123515110011)、福建省科技重大專項(2012NZ01)。

責(zé)任編輯：任 俐。