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解钾细菌C6X对伊利石和钾长石钾吸附动力学的影响

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煤炭学报 2019年第12期44卷 3823-3829页

作者：尚海丽张延旭裘浪毕银丽中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 内蒙古科技大学矿业研究院内蒙古包头014010

为了开发蒙东露天矿排土场复垦技术,合理利用解钾细菌提高蒙东草原黏土层土壤肥力水平,开发其作为替代熟土的巨大潜力,综合采用无菌实验室静置培养预处理样品法和平衡吸附法,研究解钾细菌对蒙东草原黏土层中2种常见矿物钾长石和伊利石... 详细信息

为了开发蒙东露天矿排土场复垦技术,合理利用解钾细菌提高蒙东草原黏土层土壤肥力水平,开发其作为替代熟土的巨大潜力,综合采用无菌实验室静置培养预处理样品法和平衡吸附法,研究解钾细菌对蒙东草原黏土层中2种常见矿物钾长石和伊利石钾的吸附动力学过程的影响。试验结果表明:①伊利石比钾长石钾的吸附平衡时间更短、钾的累积吸附量更大;解钾细菌显著提高伊利石钾的累积吸附量,而对钾长石无显著作用;②伊利石钾的吸附动力学过程对指数方程拟合效果最佳,钾长石拟合效果最佳的动力学模型是一级动力学方程;解钾细菌对2种矿物的钾吸附固定过程的动力学模型无显著影响;③解钾细菌显著提高了伊利石钾的吸附固定速度,延长吸附平衡时间;解钾细菌对钾长石不同时段吸附速率的提高效果不稳定,对钾长石钾的吸附平衡时间无显著影响;解钾细菌作用提高了伊利石吸附速度随时间的降低速率,伊利石吸附速度随时间的降低速率比钾长石更快;④解钾细菌显著提高伊利石在快速阶段和中速阶段的钾吸附量,且吸附时间比接灭活菌处理延长总时长的10%。解钾细菌对钾长石的3个阶段的吸附时间无显著影响。因此,解钾细菌显著影响土壤黏土矿物钾的吸附动力学过程,这为合理利用解钾细菌改善蒙东地区土壤黏土钾肥利用率、促进黏土层作为替代熟土提供借鉴。

关键词：解钾细菌伊利石钾长石吸附动力学

刺槐根际解钾细菌的分离鉴定及其与丛枝菌根联合促生作用

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刺槐根际解钾细菌的分离鉴定及其与丛枝菌根联合促生作用

作者：刘琨琨西北农林科技大学

学位级别：硕士

刺槐(Robinia pseudoacacia L.)具有较强的抗逆性与适应性,不仅是水土保持先锋树种,也是黄土高原人工造林主要树种之一。钾是刺槐生长发育必需的三大营养元素之一。黄土高原由于水土流失严重,速效钾等土壤养分大量流失。绝大部分土壤钾... 详细信息

刺槐(Robinia pseudoacacia L.)具有较强的抗逆性与适应性,不仅是水土保持先锋树种,也是黄土高原人工造林主要树种之一。钾是刺槐生长发育必需的三大营养元素之一。黄土高原由于水土流失严重,速效钾等土壤养分大量流失。绝大部分土壤钾储存在云母和长石等钾矿石中,这些钾不能直接被植物吸收利用,而需经过解钾细菌分解。丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)与刺槐形成共生并促进其生长。然而,针对解钾细菌及其与AMF互作对刺槐影响的研究较少。因此,本研究采用稀释平板分离法从长武县洪家镇刺槐根际土壤分离筛选解钾细菌,并用摇瓶培养优化其发酵条件;采用盆栽试验分析AMF和解钾细菌对刺槐幼苗生长的影响;克隆刺槐钾转运相关基因,分析AMF和解钾细菌对刺槐钾转运相关基因表达的影响,揭示AMF和解钾细菌对刺槐生长的影响机制。主要结果如下:1.刺槐根际解钾细菌分离、鉴定和发酵条件优化从刺槐根际土壤中筛选出12株解钾细菌,菌株解钾率在11.99%～25.86%之间。解钾率最优的4株菌JK2-1、JK2-10、JK2-13和JK4经16S r DNA鉴定为假单胞菌(Pseudomonas),并明确了4株菌的最优发酵条件如下,初始p H:JK2-1 p H 7.0,JK2-10、JK2-13和JK4 p H 8.0;装液量:均为10 m L;接种量:JK2-1、JK2-10和JK2-13为9%,JK4为7%;碳源:JK2-1和JK2-13为蔗糖,JK2-10和JK4为麦芽糖;氮源:JK2-1、JK2-10和JK2-13为尿素,JK4为硫酸铵;无机盐:JK2-1为硫酸钾,JK2-10和JK2-13为磷酸钠,JK4为磷酸钾。2.解钾细菌与AMF共接种对刺槐的影响盆栽试验发现4株解钾细菌对刺槐均有促生作用,其中JK2-1效果最佳,接种后刺槐鲜重增长84.13%,干重增加96.97%,植株全钾含量增加26.25%,土壤速效钾增加8.10%。接种AMF使刺槐株高、鲜重、干重较对照分别增加17.28%、35.73%、11.76%,还降低刺槐的根冠比。4株解钾细菌与AMF共接种显著促进刺槐株高、鲜重、干重和钾积累,其中JK2-1和AMF共接种促使刺槐株高、干重、钾含量和土壤速效钾含量分别较对照组增加45.39%、120.58%、33.63%、12.62%。3.刺槐钾转运蛋白基因克隆及分析克隆获得Rp AKT1基因序列,其开放阅读框(Open Reading Frame Viewer,ORF)为2646 bp,预测Rp AKT1蛋白由881个氨基酸组成,理论等电点6.51,分子式为CHNOS,分子量98870.45Da。预测Rp AKT1蛋白有6个跨膜区,是典型的Shaker家族跨膜蛋白。定量PCR结果表明,共接种AMF和解钾细菌能显著上调Rp AKT1、Rp SKOR和Rp HAK表达量,AMF和解钾细菌共接种在刺槐钾吸收过程中发挥重要作用。钾缺陷型酵母互补实验证明Rp AKT1蛋白具有钾转运功能。综上所述,能从黄土高原地区分离筛选出高效解钾细菌,优化其发酵条件能提高解钾细菌的培养效率。接种解钾细菌能显著提高土壤速效钾含量,最终提高刺槐植株钾含量,促进刺槐生长发育。AMF能与刺槐形成共生,接种AMF改变刺槐的根冠比,能促进刺槐生长发育。解钾细菌和AMF共接种能促进刺槐生长发育,解钾细菌能分解矿物钾,刺槐通过AMF菌丝吸收更大范围的钾,积累更多的钾,刺槐的干鲜重显著提高。此外,接种解钾细菌和AMF能提高相关钾转运蛋白的表达,通过提高钾转运效率,实现钾吸收。本研究对解钾细菌和AMF在黄土高原地区刺槐育苗、造林及可持续林业生产等的应用提供了理论基础。

关键词：解钾细菌丛枝菌根刺槐钾转运蛋白

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解钾细菌的分离筛选及其对水稻的促生效果

浙江农业科学 2022年第6期63卷 1161-1164页

作者：俞海平傅庆林刘俊丽林义成郭彬刘琛绍兴市上虞区农业技术推广中心浙江绍兴312300 浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所浙江杭州310021

从水稻根际土壤中筛选具有较强解钾能力的细菌,同时研究其与丛枝菌根真菌复配对水稻生长的影响,为筛选微生物钾肥提供优良的菌种资源。本研究采用选择性培养基从水稻根际土壤中分离筛选解钾菌,采用16S rRNA基因测序方法对菌株进行鉴定,... 详细信息

从水稻根际土壤中筛选具有较强解钾能力的细菌,同时研究其与丛枝菌根真菌复配对水稻生长的影响,为筛选微生物钾肥提供优良的菌种资源。本研究采用选择性培养基从水稻根际土壤中分离筛选解钾菌,采用16S rRNA基因测序方法对菌株进行鉴定,采用盆栽试验验证解钾菌在缺钾条件下对水稻的促生效果。共分离获得5株解钾菌,其中JK4的解钾圈最大,可溶性指数达3.37。经鉴定,JK4为胶质类芽孢杆菌(Paenibacillus mucilaginosus)。盆栽试验结果表明,与对照相比,JK4处理后水稻的籽粒和秸秆的全钾含量分别提高0.15 g·kg-1和5.70 g·kg-1,土壤中有效钾含量提高64.6 mg·kg-1。但JK4与具有促磷效果的丛枝菌根真菌复配后,其促生效果显著受到抑制,说明两者间存在竞争关系。以上研究将为菌株JK4开发为生物菌肥提供依据。

关键词：解钾细菌水稻丛枝菌根真菌

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解钾细菌对甘薯根系生长和养分吸收的影响

江苏师范大学学报:自然科学版 2023年第3期41卷 36-40页

作者：袁洁叶佳敏戴艾均徐聪王磊张辉汪吉东陈丹艳张永春江苏省农业科学院农业资源与环境研究所/国家农业环境六合观测实验站江苏南京210014 南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095 金陵科技学院园艺园林学院江苏南京210038

解钾细菌(KSB)能提高土壤速效钾含量,促进植物生长.以低钾利用效率(KIUE)宁紫薯1号(N1)和高KIUE徐薯28号(Xu28)为供试植物材料,胶冻样芽孢杆菌为供试KSB,通过室内盆栽试验分析KSB对甘薯苗期根系生长和养分吸收的影响.结果表明,KSB对N1... 详细信息

解钾细菌(KSB)能提高土壤速效钾含量,促进植物生长.以低钾利用效率(KIUE)宁紫薯1号(N1)和高KIUE徐薯28号(Xu28)为供试植物材料,胶冻样芽孢杆菌为供试KSB,通过室内盆栽试验分析KSB对甘薯苗期根系生长和养分吸收的影响.结果表明,KSB对N1光合作用和须根根系形态无显著影响,显著提高须根干物质含量,显著降低须根氮、磷、钾含量,但并未影响其氮、磷、钾积累量.KSB显著提高Xu28净光合速率、蒸腾速率、平均单薯质量和根尖数,显著减少总根长,显著增加块根干质量及氮、钾积累量.2个品种块根鲜质量与平均单薯质量、总根长和根尖数显著正相关,块根干质量与净光合速率和蒸腾速率显著正相关.综上,KSB差异调节N1和Xu28光合作用、根系生长、生物量和养分吸收,即KSB促进N1干物质向须根分配,显著提高须根干物质含量及其氮、磷、钾利用效率;促进Xu28块根干物质及氮、钾的积累.

关键词：甘薯解钾细菌根系生长养分吸收

解钾细菌对西北干旱地区不同硅酸盐矿物的解钾效应研究

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矿物学报 2015年第3期35卷 337-343页

作者：尚海丽毕银丽彭苏萍解文武中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 内蒙古科技大学矿业研究院内蒙古014010

为了开发西北干旱地区土壤潜在肥力并提高土壤水分利用效率,笔者以解钾细菌为供试菌种,西北干旱地区代表性土壤矿物钾长石和伊利石为供试基质,采用实验室培养的方式,研究不同水分和接菌浓度条件下解钾细菌对土壤矿物的解钾效应,并通过... 详细信息

为了开发西北干旱地区土壤潜在肥力并提高土壤水分利用效率,笔者以解钾细菌为供试菌种,西北干旱地区代表性土壤矿物钾长石和伊利石为供试基质,采用实验室培养的方式,研究不同水分和接菌浓度条件下解钾细菌对土壤矿物的解钾效应,并通过傅里叶变换红外光谱、透射电镜和能谱分析技术探究解钾细菌对矿物形貌和结构成分的影响。结果表明,解钾细菌对钾长石和伊利石均有显著的解钾效应,该作用受水分、接菌浓度因素影响显著。钾长石最佳接菌量15%、最佳含水量70%;伊利石最佳接菌量20%、最佳含水量70%。钾长石受解钾细菌作用发生溶蚀,K含量降低,Si/Al降低,说明解钾细菌不但可以释放钾长石中的钾元素,还可溶出Si元素并用以自身的生长需求。伊利石受解钾细菌作用层间电荷降低,铝氧八面体中2价阳离子释放,层间电荷降低,造成层间K+离子和吸附水的释放。伊利石傅里叶变换红外光谱曲线显示K元素的释放与层间水分子的释放有关。因此,进一步研究解钾细菌作用下的土壤粘土矿物Si、Fe等元素的迁移,以及层间K元素与层间水分子的相互作用具有重要的生态意义。

关键词：解钾细菌伊利石钾长石解钾效应

钒钛磁铁矿尾矿土壤解钾细菌的多样性及镉对其解钾能力的影响

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应用与环境生物学报 2019年第1期25卷 76-82页

作者：崔永亮李艳梅李利军游棵郑晓琴涂卫国王琼瑶庄启国王永志吴帆余秀梅四川省自然资源科学研究院成都610015 四川农业大学资源学院成都611130

解钾菌能分解钾长石、磷灰石等不溶硅铝酸盐无机矿物,使土壤难溶性钾转化为可溶性养分,促进作物生长发育,而钒钛磁铁矿尾矿土壤中解钾细菌的多样性及重金属镉对细菌解钾能力是否有影响尚不清楚.从攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中分离纯化细菌... 详细信息

解钾菌能分解钾长石、磷灰石等不溶硅铝酸盐无机矿物,使土壤难溶性钾转化为可溶性养分,促进作物生长发育,而钒钛磁铁矿尾矿土壤中解钾细菌的多样性及重金属镉对细菌解钾能力是否有影响尚不清楚.从攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤中分离纯化细菌资源,通过对细菌解钾能力的定性筛选和定量测定获得高效解钾细菌,利用16S rRNA基因相似性与系统发育分析明确解钾细菌的进化地位,研究不同浓度镉胁迫下高效解钾细菌解钾效率的变化规律,揭示镉对细菌解钾能力的影响.结果显示,通过钾长石粉筛选培养基点接细菌,从136株钒钛磁铁尾矿土壤细菌中筛选出7株解钾细菌,包括根瘤菌(Rhizobium)3株、芽孢杆菌(Bacillus)2株、苍白杆菌(Ochrobactrum)1株、产碱杆菌(Advenella)1株,其在钾长石粉液体培养基中的解钾量为18.63-31.32 mg/L.其中,产碱杆菌KT106解钾能力最强,在培养第6天时解钾量最大;KT106对镉表现出一定的耐受性,其在不同浓度的镉胁迫下解钾效率降低.本研究表明,攀枝花钒钛磁铁尾矿土中仅有5%细菌具有解钾能力,较高浓度的重金属镉对细菌解钾能力有抑制作用,结果可为解钾促生细菌强化植物修复重金属污染土壤提供科学支撑.

关键词：解钾细菌镉产碱杆菌尾矿土壤

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烟草根际土壤中解钾细菌的分离与多样性分析

中国生态农业学报 2013年第6期21卷 737-743页

作者：张成省陈雪张玉芹刘璇游偲孔凡玉王静中国农业科学院烟草研究所烟草行业病虫害监测与治理重点实验室青岛266101 贵州省烟草公司毕节市公司毕节551700 中国烟草总公司山东省公司济南250000

土壤中含有丰富的钾元素,但主要以缓效态形式存在于钾长石或云母等硅酸盐矿物中,不能被作物直接吸收利用。解钾微生物能溶解硅酸盐矿物中的钾,提高土壤中作物可利用钾的含量,有望缓解我国钾肥短缺的现状。本研究利用选择性培养基,从烟... 详细信息

土壤中含有丰富的钾元素,但主要以缓效态形式存在于钾长石或云母等硅酸盐矿物中,不能被作物直接吸收利用。解钾微生物能溶解硅酸盐矿物中的钾,提高土壤中作物可利用钾的含量,有望缓解我国钾肥短缺的现状。本研究利用选择性培养基,从烟草根际筛选钾细菌,基于16S rDNA序列分析烟草根际土壤解钾细菌的多样性,通过测定解钾细菌的解钾效能及对烟草的促生作用,筛选有应用潜力的优良解钾细菌菌株。结果表明,从四川、湖北和山东烟区烟草根际土壤分离获得的27株解钾细菌,在解钾固体培养上溶钾圈直径为0.11-0.30 cm。16S rDNA序列分析表明,烟草根际土壤解钾细菌主要包括变形菌门γ亚群（Gammaproteobacteria,85.18%）、变形菌门α亚群（Alphaproteobacteria,3.70%）、变形菌门β亚群（Betaproteobacteria,3.70%）、放线菌门（Actinobacteria,3.70%）和拟杆菌门（Bacteroidetes,3.70%）,其中克雷伯菌属（Klebsiella）为优势菌属（66.67%）。27个菌株均有一定的解钾能力,解钾活性为0.59-4.40 mg.L–1。参试菌株均对烟草有一定的促生作用,利用解钾细菌菌液处理烟株20 d后,与对照相比,株高增加0.97%-38.64%,最大叶长增加4.40%-31.02%。本研究筛选出的菌株XF11、GM2、JM19和GL7具有较高的解钾活性和促进植物生长的能力,展现了良好的应用潜力。

关键词：烟草根际解钾细菌多样性促生

山东茶园土壤高活性解钾细菌的筛选鉴定及肥效研究

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茶叶科学 2018年第1期38卷 78-86页

作者：韩晓阳周波董玉惠张丽霞侯剑向勤锃黄晓琴山东农业大学园艺科学与工程学院山东泰安271000 作物生物学国家重点实验室山东泰安271000 泰安市农业局山东泰安271000 日照市岚山区茶业管理办公室山东日照276800

为了筛选到适合山东茶园土壤环境的解钾菌株,以提高土壤钾素的高效转化效率,本研究经过菌株富集、分离、纯化等步骤,从山东茶园土壤中分离出9株解钾细菌。通过有效钾含量比较和菌株分类,筛选出1株活性最强菌株K2,经鉴定K2菌株为枯草芽... 详细信息

为了筛选到适合山东茶园土壤环境的解钾菌株,以提高土壤钾素的高效转化效率,本研究经过菌株富集、分离、纯化等步骤,从山东茶园土壤中分离出9株解钾细菌。通过有效钾含量比较和菌株分类,筛选出1株活性最强菌株K2,经鉴定K2菌株为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。发酵试验表明,菌株K2最适宜生长的条件为pH值6.0,温度35℃,以麦芽糖、淀粉、玉米粉为碳源,酵母膏为氮源。施用该菌剂后土壤速效钾和速效磷含量比对照最大分别提高28.40%和28.49%。茶叶产量最大提高36.30%,同时茶叶中氨基酸含量显著增加,酚氨比值降低,有利于茶叶品质的提升。菌株K2可能是一株茶园土壤高效解钾细菌,可作为后续进一步研究茶园专用微生物菌剂的参考。

关键词：山东茶园解钾细菌枯草芽孢杆菌肥效

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喀斯特地貌土壤中解钾细菌的分离和鉴定

基因组学与应用生物学 2018年第4期37卷 1487-1494页

作者：曹迅王晓董子维沈琼雯邓年方李有志亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室生命科学与技术学院广西大学南宁530004 贺州学院贺州542899

以贵州喀斯特地貌地区土壤为材料,采用稀释平板法基于解钾细菌培养基从该地区中分离筛选鉴定出10株解钾细菌：SHD144K1（Pseduoxanthomonas japonensis）、SHD131K2（Paenibacillus illinoisensis）、ML280K1（Rhodococcus ruber）、ML289K1（Variovorax soli）、PT258K1（Pa.taichungensi）、GZ2K2（Rhizobium tropici）、GZ2K1（Burkholderia anthina）、GZ34K1（Bu.diffusa）、GZ4K1（Bacillus safensis）、GZ7K2（Cupriavidus necator）。其中PT258K1和GZ34K1在液体培养基中培养24 h后其解钾效率分别为10.36%和10.96%,表现出较高的解钾能力。盆栽试验结果表明：与不接种的对照玉米相比,接种PT258K1菌株15 d后,玉米的株高增加了23.69%、根长增加了28.18%、根表面积增加了17.34%、根体积无明显增加量,根系鲜重增加了2.76%和干重增加了3.11%;接种GZ34K1菌株15 d后,玉米的株高增加了28.42%、根长增加了149.12%、根表面积增加了144.02%、根体积增加了125.56%,根系鲜重增加了8.21%和干重增加了5.56%。

关键词：细菌解钾细菌喀斯特土壤