1. 研究目的与意义
| （一） 研究背景和现状评述 沿海滩涂作为我国重要的后备土地资源具有巨大的开发潜力，不仅能够缓解人多地少的矛盾，还可为社会经济的可持续发展拓展空间[1]。目前，农业利用是滩涂围垦的主要方式。围垦前后水文条件的改变和农业生产过程中人为因素的影响，土壤理化性质发生显著变化[2-3]，但滩涂土壤仍存在含盐量高、养分贫瘠、土壤渗透性差等特征，如何提高土壤养分利用率是一个亟待解决的问题[4]。 磷在农业中具有重要作用，其中最主要的表现为土壤有效磷供给是影响作物产量的限制性因子[5-6]。适当施用磷肥能够确保作物代谢正常进行，促进植株生长发育，并提高其抗寒性和抗旱性。但磷肥施入土壤后很容易与钙、铁、铝离子等发生化学反应形成难溶态磷而被土壤固定，从而降低其利用效率；因此，农民往往会施入大量的磷肥以维持作物产量，而磷肥的利用率通常只有10%-25%[7]。磷肥长期大量投入，不仅带来磷肥资源的严重浪费，还是我国大面积农业面源污染的主要诱因。因此，如何提高磷肥的利用效率是我国农业可持续发展所亟待解决的重要问题之一。 土壤微生物有助于作物更好地利用土壤中的磷。溶磷微生物(Phosphate-solubilizing microorganisms: PSMs)在土壤中普遍存在，约占细菌的1-50%和真菌的0.1-0.5%[8]。其主要机理是通过微生物群落产生有机酸(葡萄糖酸、草酸和柠檬酸)和无机质子增加无机磷的溶解度，无机质子通过降低根际pH值、螯合阳离子(Al、Fe、Ca)和竞争吸附位点向土壤释放磷酸盐；而对于土壤有机磷，除了矿化作用外，不溶性有机磷还可以被细胞壁结合酶或游离酶所激活。因此，施用解磷菌有助于溶解土壤中的难溶性磷，以此提升有效磷的含量，从而促进植物的生长。 （二） 研究意义和价值 研究发现，增加土壤中的解磷微生物，可以促进土壤中的难溶磷转化成生物有效磷，提高磷肥的利用率，改善磷肥过量施用与难溶磷在土壤中长期累积的恶性循环[13]。但，解磷菌的解磷能力受到营养源、温度、酸碱度等环境因素的显著影响[14-15]。因此，探明不同营养、环境条件对其解磷能力的影响，是对解磷菌进一步深入研究和应用的基础。本文通过对筛选出的5株解磷菌在不同环境中的解磷能力的研究，探明解磷菌的最适生长条件，以期为滩涂围垦土壤专用生物菌肥开发提供理论参考。 （三）参考文献 [1] 罗锋, 常曼, 宋晓村, 等. 江苏沿海滩涂开发利用对策研究[J]. 水利经济, 2016, 34(4):1-3. [2] 徐彩瑶, 濮励杰, 朱明. 沿海滩涂围垦对生态环境的影响究进展[J]. 生态学报, 2018, 38(3):1148-1162. [3] SIGUA G C, NOVAK J M, WATTS D W, et al. Impact of switchgrassbiochars with supple-mental nitrogen on carbon-nitrogen mineralization inhighly weathered Coastal Plain Ultisols[J]. Chemosphere, 2016, 145:135-141. [4] 张继宁, 周胜, 孙会峰, 等. 中国滨海滩涂土壤现状及基于生物质炭的改良潜力分析[J]. 浙江农业科学, 2020, 61(9):1707-1711,1716. [5] 茹峰. 华东沿海典型滩涂区土壤和沉积物磷分布特征[D]. 南京:南京大学, 2016. [6] Khan M S. Microbial strategies for crop improvement[M]// ZaidiA, Ahemad M. Recent advances in plant growth promotion byphosphate-solubilizing microbes. Berlin:Springer, 2009:23-50. [7] 滕泽栋, 李敏, 朱静, 等. 解磷微生物对土壤磷资源利用影响的研究进展[J]. 土壤通报, 2017, 48(1):229-235. [8] Chen Y P, Rekha P D, Arun A B, et al. Phosphate solubilizingbacteria from subtropical soil and their tricalcium phosphate solubilizingabilities[J]. Applied Soil Ecology. 2006, 34(1): 33-41. [9] Long XE, Yao H, Huang Y, et al. Phosphate levels influence theutilisation of rice rhizodeposition carbon and the phosphate-solubilising.microbial community in a paddy soil[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2018,118:103-114. [10] 金术超, 杜春梅, 平文祥, 等. 解磷微生物的研究进展[J]. 微生物学杂志, 2006, 26(2):73-78. [11] Selvakumar G, Mohan M, Kundu S, et al. Cold toleranceandplant growth promotion potential of Serratia marcescens strain SRM (MTCC8708) isolated from flowers of summer squash (Cucurbita pepo) [J]. Letters inApplied Microbiology, 2008, 46(2):171-175. [12] Ahemad M, Khan M S. Effect of fungicides on plant growthpromoting activities of phosphate solubilizing Pseudomonas putida isolatedfrom mustard (Brassica compestris) rhizosphere[J]. Chemosphere, 2012,86(9):945-950. [13] 符玲. 一株解磷酵母菌的筛选及其特性研究[D]. 天津:天津大学, 2010. [14] 赵小蓉, 林启美, 李保国. 微生物溶解磷矿粉能力与pH及分泌有机酸的关系[J]. 微生物学杂志, 2003, 23(3):5-7. [15] Vassileva M, Serrano M, Bravo V, et al. Multifunctionalproperties of phosphate-solubilizing microorganisms grown on agro-industrialwastes in fermentation and soil conditions[J]. Applied Microbiology andBiotechnology, 2010, 85(5):1287-1299． |
2. 研究内容和问题
（一）研究内容
从南通市和宁波市滩涂围垦区农田耕层土壤中分离出5株具有促生作用的细菌，通过16s rrna基因序列鉴定这5株细菌的类别，在不同碳源、氮源、c/n、ph和温度下测定细菌解磷能力，通过分析数据得出解磷能力显著的细菌以及该细菌适宜的生长环境。
3. 设计方案和技术路线
（一）研究方法
通过16s rrna基因序列鉴定从滩涂围垦区农田土壤中分离出来的5株细菌，在不同碳源、氮源、c/n、ph和温度下测定细菌解磷能力，通过excel、spss整理分析数据，再用origin制作这5种菌在不同变量下的溶磷量图表，并得出解磷能力最强的菌株及其最适宜的生长条件。
4. 研究的条件和基础
1、学生具有一定的理论知识，熟悉相关流程和原理。
2、学校有相关器材和实验室，主要通过地理科学学院实验中心实验平台完成分析测试。
3、图书馆查阅相关纸质书籍、报刊、杂志等，运用知网、万方等网络平台搜索相关文献。
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