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解硅微生物--阿氏芽孢杆菌在作物上的应用

分类:
新闻中央
宣布时间:
2022/04/20
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阿氏芽孢杆菌Bacillus aryabhattai 被以为是一种根际促生菌,其促生效果相关研究已有许多 。如Bacillus aryabhattai SRB02菌株,乐成定殖在大豆根系后,增进植株生长,提高作物体内过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,进而增强盛豆对高温胁迫的耐受性(Park et al., 2017) 。别的,Chen等研究发明,Bacillus aryabhattai MCCC1K02966,对根结线虫具有灭杀和熏蒸活性(Chen et al., 2022) 。另一菌株Bacillus aryabhattai SK1-7施用于杨树根际时,可渗透酸性物质,降低根际土壤的pH值,将不溶性钾转化为可溶性钾被植物吸收和使用(Chen et al., 2020) 。

 

硅(Si)是地壳含量第二富厚的元素 。在土壤中,硅以多种形式保存,如可溶性硅(H4SiO4)或无定形硅(铝硅酸盐或二氧化硅)等(Kurtz et al., 2002) 。只管硅在土壤中无处不在,却只有少部分可被植物使用(Epstein, 1994) 。植物只能吸收单硅酸(H4SiO4)形态的硅(Casey et al., 2004年),并以SiO2·nH2O的形式积累硅,其数目级与其他主要养分相同(Epstein 1994) 。由此可知硅元素对植物生长发育的主要性 。尚有研究指出,硅还能够增强差别作物耐盐胁迫(Liu et al., 2019)、耐干旱胁迫、耐高温胁迫(Soundararajan et al., 2014)、耐重金属胁迫、抗病(Fauteux et al., 2006)等能力,甚至可增添作物对食草动物损害的耐受性(Massey et al., 2009) 。因此,硅能够提高植物耐生物和非生物胁迫的能力 。 

 

作物吸收硅主要受两方面因素限制,其一:单硅酸使用率太低(Epstein, 1994),其二:以现在认知而言,作物吸收硅的能力与遗传特征有关,差别作物对单硅酸的识别能力差别(Shivaraj et al., 2022) 。因此,运用有益微生物的植物根际定殖能力,在根圈解出水溶性硅,直接提供植物硅养分,间接增进其他营养元素的有用吸收,是提高硅吸收率的主要偏向 。

 

由188金搏宝研爆发产的阿氏芽孢杆菌MB35-5菌株(Bacillus aryabhattai MB35-5)具有较强的解硅能力 。室内生测试验批注,硅酸盐矿物(硅酸镁)与MB35-5菌株配合作育后,作育液中的水溶性硅浓度较比照增添了10.91 mg/kg,提升251.4%(表1) 。田间试验批注,施用 MB35-5菌株处置惩罚的土壤中,有用硅含量增添了29.93 mg/kg,提升27.18%(表2) 。由此可知,MB35-5菌株具有较好的解硅效果(Huang et al., 2021; 表1, 2) 。

 

水稻作为喜硅作物,在黑龙江农垦科学院植保所的田间试验批注,底施MB35-5对水稻并未造成叶片黄化、畸形、矮化等不良征象,且可引发水稻分糵数的增添(图1),提高实粒数,提高理论产量与现实产量,使倒3,倒4节缩短,具抗倒伏作用(穆娟微, 2019) 。另外,四川邛崃及安徽长水的水稻田间试验也批注,MB35-5菌株可增进水稻根系生长(图2),增添水稻产量(图3) 。

图1: MB35-5菌株增添水稻分糵数

图2: MB35-5菌株引发水稻根系发育

图3: MB35-5菌株增添水稻产量

 

众所周知,番茄为非硅积累作物 。但有研究批注,施用硅肥可有用缓解番茄盐胁迫(Li et al.,2015),镌汰细菌性青枯病(Ralstonia Solanacearum)的发病率(Jiang et al., 2019) 。因此,对非硅积累作物而言,施用阿氏芽孢杆菌同样可以给作物带来许多利益,如增添养分吸收、增强光合能力和引发抗氧化潜能等(Shivaraj et al., 2022) 。MB35-5菌株在番茄上的施用效果如下:(1)可增进土壤中养分的有用吸收(图4) ;(2)对后期果实成熟具有一定的增进作用 。

 

图4: MB35-5菌株增强番茄长势

 

别的,MB35-5菌株在阳光玫瑰上的效果主要体现在:使用MB35-5菌株的葡萄叶片厚度较比照组约增厚了6.78% 。叶片厚度增添可以增强叶片的抗逆性(图5)及光合能力,显著提高果实的膨大速率,增添产量(表3) 。别的,有趣的是,经视察发明,MB35-5菌株处置惩罚组的阳光玫瑰果皮亮度、果实硬度及甜度等票鹄敫标皆有所提升(图6),果粒排列较为细密,采收效果实贮存时间延伸 。与Cataldo等人的研究结论基本一致(Cataldo et al., 2022) 。

图5: MB35-5菌株提高阳光玫瑰(葡萄)抗逆性

图6: MB35-5菌株提高阳光玫瑰(葡萄)品质

 

表3 : MB35-5菌株提高阳光玫瑰(葡萄)膨果速率

 

油桃萌芽期遭遇高温天气会导致叶芽先抽发,影响花芽发育,MB35-5菌株与元素营养团结使用后,油桃抗情形胁迫能力及膨果速率均显著提高(图7) 。

 

图7: MB35-5菌株增强油桃抗高温胁迫及增进果实膨概略现

 

细菌在硅的生物地球化学循环中施展着主要作用,加入硅的消融和活化,包括硅氧烷(Si-O-Si)键的裂解历程 。细菌通过种种机制破损硅酸盐复合物,包括爆发胞外阳离子配体(cation ligands)、有机和无机酸(organic and inorganic acids)、碱(alkali)、胺或氨(amines or ammonia)和多糖(polysaccharides)(Konhauser 2016) 。在这些机制中,通过爆发酸来消融二氧化硅被以为是最普遍的 。在MB35-5菌株发酵液中疏散出的多种有机酸(表4),能有用地将土壤矿物硅转化为水溶性硅,进而使喜硅的水稻与非硅积累的番茄根系及植株长势结实,并发动其他营养元素的吸收和使用 。

 

表4:Bacillus aryabhattai MB35-5菌株代谢产品中的有机酸

 

188金搏宝®经由大宗试验发明,阿氏芽孢杆菌MB35-5菌株可有用将矿物硅转化为水溶性硅,利于植物吸收使用(Huang et al., 2022),在水稻上生根、促长、抗倒伏等效果显著,在葡萄(红缇、阳光玫瑰、夏黑等品种)、番茄、草莓、色素辣椒、柑橘、生姜、冬枣等作物上促长、增产、促早熟以及提品质等方面体现突出 。同时,MB35-5菌株还能增进土壤中其它营养元素的吸收使用,增强作物对抗生物或非生物胁迫的能力 。因此,通过生物要领增补作物硅养分将成为未来绿色可一连农业的主要途径 。

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