异养氨氧化细菌对多花黑麦草促生的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0974

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (27): 157-164.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0974

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异养氨氧化细菌对多花黑麦草促生的影响

李亚楠¹^,²(), 王海红³, 吴迪¹^,²(), 李理想¹, 朱喜霞³, 亓琳¹, 张明明¹, 王晓凌¹

¹ 河南科技大学农学院，河南洛阳 471003
² 榆林学院生命科学学院，陕西榆林 719000
³ 安阳市殷都区农业农村局，河南安阳 455000

收稿日期:2022-11-23 修回日期:2023-01-15 出版日期:2023-09-25 发布日期:2023-09-22
通讯作者: 吴迪，男，1997年出生，河南驻马店人，在读研究生，研究方向：植物生理生态学。通信地址：471003 河南省洛阳市洛龙区开元大道河南科技大学开元校区，Tel：17838406616，E-mail：wd01183118@163.com。
作者简介:
李亚楠，女，1996年出生，河南新郑人，在读研究生，研究方向：植物生理生态学。通信地址：471003 河南省洛阳市洛龙区开元大道河南科技大学开元校区，Tel：18438661096，E-mail：Lyn985140@163.com。
基金资助:
国家自然科学基金“根叶互作诱导的细胞分裂素对多花黑麦草持续性再生的调控机制”(U1304326); 河南省科技创新杰出青年基金“根源细胞分裂素对旱后复水玉米补偿性生长的调控机制”(174100510004)

Effect of Heterotrophic AOB on the Growth-promoting of Lolium multiflorum

LI Ya’nan¹^,²(), WANG Haihong³, WU Di¹^,²(), LI Lixiang¹, ZHU Xixia³, QI Lin¹, ZHANG Mingming¹, WANG Xiaoling¹

¹ College of Agriculture/College of Tree Peony, Henan University of Science and Technology, Luoyang, Henan 471003
² College of Life Sciences, Yulin University, Yulin, Shaanxi 719000
³ Yindu District Bureau of Agriculture and Rural Affairs of Anyang City, Anyang, Henan 455000

Received:2022-11-23 Revised:2023-01-15 Published-:2023-09-25 Online:2023-09-22

摘要/Abstract

摘要：

旨在揭示土壤氨氧化细菌(Ammonia oxdizing bacteria，AOB)菌株对多花黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)的促生效果，以盆栽多花黑麦草为试验材料，共设置4个处理：未添加硝化抑制剂和未接种、接种AOB菌株后再生、添加硝化抑制剂后再生、添加硝化抑制剂后接种AOB菌株再生。结果表明，与未添加抑制剂和未接种再生相比，接种AOB菌株的多花黑麦草再生叶生物量增加23.53%~48.63%，叶片净光合率增加27.91%~48.54%，根际土壤硝化速率增加43.01%~144.21%；土壤中添加硝化抑制剂抑制了多花黑麦草的促生，而接种S2_8_1菌株后，多花黑麦草促生效果均优于添加硝化抑制剂处理。综上，接种S2_8_1后促进了多花黑麦草根际硝化作用，刺激NO₃^-含量的增加，光合作用增强，进而促进多花黑麦草的促生效果。

关键词: 氨氧化细菌, 根际, 土壤硝化作用, 光合速率, 再生

Abstract:

This study aimed to elucidate the growth-promoting effects of Ammonia oxidizing bacteria (AOB) strains on Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.). Pot-grown Italian ryegrass was used as the experimental material, four treatments were established: no nitrification inhibitor and no inoculation, inoculation with AOB strains after regeneration, regeneration after adding a nitrification inhibitor, and inoculation with AOB strains after adding a nitrification inhibitor. The results showed that, compared to the non-inhibited and non-inoculated regeneration, Italian ryegrass inoculated with AOB strains exhibited an increase of 23.53% to 48.63% in leaf biomass, 27.91% to 48.54% in net photosynthetic rate, and 43.01% to 144.21% in rhizosphere soil nitrification rate. The addition of a nitrification inhibitor in the soil suppressed the growth promotion of Italian ryegrass. However, after inoculating with the S2_8_1 strain, the growth-promoting effects were superior to those of adding a nitrification inhibitor. In conclusion, the inoculation of S2_8_1 enhanced the nitrification process in Italian ryegrass rhizosphere, stimulated the increase of NO₃^- content, and strengthened photosynthesis, and ultimately promoted the growth-promoting effect of Italian ryegrass.

Key words: Ammonia oxdizing bacteria, rhizosphere, soil nitrification, photosynthetic rate, regeneration

李亚楠, 王海红, 吴迪, 李理想, 朱喜霞, 亓琳, 张明明, 王晓凌. 异养氨氧化细菌对多花黑麦草促生的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(27): 157-164.

LI Ya’nan, WANG Haihong, WU Di, LI Lixiang, ZHU Xixia, QI Lin, ZHANG Mingming, WANG Xiaoling. Effect of Heterotrophic AOB on the Growth-promoting of Lolium multiflorum[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(27): 157-164.

图/表 4

参考文献 36

[1]	刘丹, 李雪林, 王晓凌. 断根与外源细胞分裂素诱导去叶黑麦草耐牧性的研究[J]. 中国农学通报, 2012, 28(14):12-16.
[2]	包乌云, 赵萌莉, 红梅, 等. 刈割对人工草地产量和补偿性生长的影响[J]. 中国草地学报, 2015, 37(5):46-51.
[3]	戎郁萍, 韩建国, 王培, 等. 放牧强度对牧草再生性能的影响[J]. 草地学报, 2001, 9(2):92-98. doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2001.02.004
[4]	肖红, 杨合龙, 戎郁萍, 等. 刈割对草甸草原羊草、无芒雀麦再生和碳水化合物含量的影响[J]. 草业科学, 2018, 35(9):2201-2209.
[5]	王若楠, 曹升旭, 郑飞, 等. 菊苣作为饲用牧草的研究与应用[J]. 饲料工业, 2018, 39(11):19-22.
[6]	CARLOS A M G, DOMINGOS S C P, MIRTON J F M, et al. Productive and morphophysiological responses of Panicum maximum Jacq. cv. BRS Zuri to timing and doses of nitrogen application and defoliation intensity[J]. Grassland science, 2019, 65(2):93-100. doi: 10.1111/grs.2019.65.issue-2 URL
[7]	王子杰, 朱玲, 刘文涛, 等. 添加硝态氮、铵态氮对紫花苜蓿苗期饲用品质的影响[J]. 草学, 2021(6):28-34.
[8]	WANG X L, LI Z Q, WANG J. Correlation of continuous ryegrass regrowth with cytokinin induced by root nitrate absorption[J]. Journal of plant research, 2013, 126(5):685-697. doi: 10.1007/s10265-013-0574-2 URL
[9]	FANG Y, WANG F, JIA X B, et al. Distinct responses of ammonia-oxidizing bacteria and archaea to green manure combined with reduced chemical fertilizer in a paddy soil[J]. Journal of soils and sediments, 2019, 19(4):1613-1623. doi: 10.1007/s11368-018-2154-5
[10]	胡燕, 许轶菁. 有机碳对氨氧化细菌及氨氧化古菌的影响[J]. 江苏水利, 2019(1):52-55.
[11]	郭俊丽, 刘毅, 魏文学, 等. 双氰胺和3,4-二甲基吡唑磷酸盐对蔬菜种植土壤氨氧化细菌和古菌的影响[J]. 环境科学, 2019, 40(11):5142-5150.
[12]	WANG Q Z, LI M, SHEN J P C. Nitrogen fertiliser-induced changes in N₂O emissions are attributed more to ammonia-oxidising bacteria rather than archaea as revealed using 1-octyne and acetylene inhibitors in two arable soils[J]. Biology and fertility of soils: cooperating journal of the international society of soil science, 2016, 52(8):1163-1171.
[13]	SAIKAT C, RAMYA T, NANTHI B, et al. Nitrification potential in the rhizosphere of Australian native vegetation[J]. Soil research, 2017, 55(1):58-69. doi: 10.1071/SR16116 URL
[14]	王冠玉, 温国泉, 吕世凡, 等. 接种不同根瘤菌对马占相思幼林生长及土壤肥力的影响[J]. 西南农业学报, 2016, 29(7):1678-1681.
[15]	王晓丽, 王敏, 岳爱琴, 等. 氮素营养和根瘤菌接种对大豆结瘤固氮和生长的影响[J]. 华北农学报, 2022, 37(1):95-102. doi: 10.7668/hbnxb.20192484
[16]	韦月平, 丛培东, 曲贵伟, 等. 生物有机肥稻田不同生长时期根际土壤细菌群落动态变化[J]. 江苏农业科学, 2022, 50(6):181-185.
[17]	邹温馨, 苏卫华, 陈远学, 等. 长期施氮对酸性紫色土氨氧化微生物群落及其硝化作用的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(3):529-542. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.03.009
[18]	ITO A, MIURA J, ISHIKAWA N, et al. Biological oxidation of arsenite in synthetic groundwater using immobilised bacteria[J]. Water research, 2012, 46(15):4825-4831. doi: 10.1016/j.watres.2012.06.013 pmid: 22760058
[19]	李沛霖, 李大平, 何晓红, 等. 生物膜处理无机氨氮废水及其好氧反硝化现象[J]. 水处理技术, 2007, 33(2):42-45.
[20]	王佳, 王晓凌. 硝态氮对去叶多花黑麦草再生性的影响及其调控机制[J]. 草业科学, 2013, 30(3):409-417.
[21]	张新跃, 李元华, 苟文龙, 等. 多花黑麦草研究进展[J]. 草业科学, 2009, 26(1):55-60.
[22]	WANG X L, DUAN P L, YANG S J, et al. Corn compensatory growth upon post-drought rewatering based on the effects of rhizosphere soil nitrification on cytokinin[J]. Agricultural water manage, 2020, 241:106436. doi: 10.1016/j.agwat.2020.106436 URL
[23]	LU R K. Analysis method of the soil agricultural chemistry[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press,1999.
[24]	李奕林. 不同水稻品种根际土壤硝化特征研究[D]. 南京: 南京农业大学, 2007.
[25]	丁世杰, 熊淑萍, 马新明, 等. 耕作方式与施氮量对小麦-玉米复种系统玉米季土壤氮素转化及产量的影响[J]. 应用生态学报, 2017, 28(1):142-150.
[26]	付亚娟, 张江丽, 侯晓强. 大花杓兰根际与非根际土壤真菌多样性的高通量测序分析[J]. 西北农业学报, 2019, 28(2):253-259.
[27]	陈悦, 吕光辉, 李岩. 独山子区优势草本植物根际与非根际土壤微生物功能多样性[J]. 生态学报, 2018, 38(9):3110-3117.
[28]	李岩, 何学敏, 杨晓东, 等. 不同生境黑果枸杞根际与非根际土壤微生物群落多样性[J]. 生态学报, 2018, 38(17):5983-5995.
[29]	史晓鹏. 施氮磷肥对半干旱区不同生长年限紫花苜蓿地上生物量及土壤养分和水分的影响[D]. 兰州: 兰州大学, 2018.
[30]	王夏, 石薇, 马泽, 等. 施氮与刈割对陇东地区高羊茅产量、品质及氮肥利用的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(11):2986-2995. doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2022.11.015
[31]	段英华, 张亚丽, 沈其荣. 水稻根际的硝化作用与水稻的硝态氮营养[J]. 土壤学报, 2004(5):803-809.
[32]	刘振琛. 典型作物根际土壤溶液硝态氮浓度及淋失特征研究[D]. 保定: 河北农业大学, 2011.
[33]	张庆忠, 陈欣, 沈善敏. 农田土壤硝酸盐积累与淋失研究进展[J]. 应用生态学报, 2002(2):233-238.
[34]	罗健航, 王海廷, 赵营, 等. 不同水氮措施对农田氮素流失和动态变化规律[J]. 新疆农业科学, 2020, 57(12):2205-2212. doi: 10.6048/j.issn.1001-4330.2020.12.006
[35]	候文慧, 张玉霞, 王红静, 等. 施氮水平对羊草叶片光合特性和叶绿素荧光特性的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(3):531-536. doi: 10.11733/j.issn.1007-0435.2021.03.014
[36]	李耕, 高辉远, 刘鹏, 等. 氮素对玉米灌浆期叶片光合性能的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2010, 16(3):536-542.

指标	再生天数/d	处理
指标	再生天数/d	RT	RI	RN	RNI
根际土壤硝化速率/[mg/(kg·d)]	0	2.73a±0.23	2.44a±0.30	1.22b±0.09	1.57b±0.12
	6	2.00b±0.21	2.86a±0.38	1.38c±0.24	0.95c±0.08
	12	0.95b±0.04	2.32a±0.09	0.16c±0.03	0.22c±0.02
非根际土壤硝化速/[mg/(kg·d)]	0	1.17a±0.20	1.29a±0.12	0.72b±0.12	0.65b±0.08
	6	1.33b±0.14	1.76a±0.21	0.57c±0.07	0.70c±0.08
	12	0.88b±0.10	1.80a±0.13	0.12c±0.01	0.17c±0.02
根际土壤NO₃^-含量/(mg/kg)	0	12.84a±1.04	11.37a±1.21	13.21a±1.99	12.54a±0.61
	6	8.81b±0.54	11.60a±1.11	7.13c±0.40	7.23c±0.57
	12	7.44b±0.30	11.99a±0.97	4.90c±0.31	5.64c±0.83
非根际土壤NO₃^-含量(mg/kg)	0	8.09bc±0.71	10.97a±0.78	7.89c±0.46	9.46b±0.92
	6	9.55ab±1.05	6.58c±0.87	9.82a±1.05	7.94bc±0.65
	12	6.83b±0.68	8.68a±0.98	3.51d±0.28	5.49c±0.52
根际土壤NH₄⁺含量/(mg/kg)	0	10.56a±0.90	12.08a±0.40	11.57a±0.90	11.46a±0.84
	6	4.76b±0.53	5.45b±0.71	8.47a±1.30	9.74a±0.15
	12	9.59b±0.04	8.56b±0.35	11.10ab±2.57	12.67a±0.68
非根际土壤NH₄⁺含量/(mg/kg)	0	8.29a±0.71	9.50a±0.31	9.27a±0.72	8.56a±0.63
	6	5.12c±0.57	6.08bc±0.79	6.72ab±1.03	8.01a±0.13
	12	7.12b±0.38	6.96b±0.28	9.78a±1.34	10.89a±0.58

指标	再生天数/d	处理
指标	再生天数/d	RT	RI	RN	RNI
根际土壤硝化速率/[mg/(kg·d)]	0	2.73a±0.23	2.44a±0.30	1.22b±0.09	1.57b±0.12
	6	2.00b±0.21	2.86a±0.38	1.38c±0.24	0.95c±0.08
	12	0.95b±0.04	2.32a±0.09	0.16c±0.03	0.22c±0.02
非根际土壤硝化速/[mg/(kg·d)]	0	1.17a±0.20	1.29a±0.12	0.72b±0.12	0.65b±0.08
	6	1.33b±0.14	1.76a±0.21	0.57c±0.07	0.70c±0.08
	12	0.88b±0.10	1.80a±0.13	0.12c±0.01	0.17c±0.02
根际土壤NO₃^-含量/(mg/kg)	0	12.84a±1.04	11.37a±1.21	13.21a±1.99	12.54a±0.61
	6	8.81b±0.54	11.60a±1.11	7.13c±0.40	7.23c±0.57
	12	7.44b±0.30	11.99a±0.97	4.90c±0.31	5.64c±0.83
非根际土壤NO₃^-含量(mg/kg)	0	8.09bc±0.71	10.97a±0.78	7.89c±0.46	9.46b±0.92
	6	9.55ab±1.05	6.58c±0.87	9.82a±1.05	7.94bc±0.65
	12	6.83b±0.68	8.68a±0.98	3.51d±0.28	5.49c±0.52
根际土壤NH₄⁺含量/(mg/kg)	0	10.56a±0.90	12.08a±0.40	11.57a±0.90	11.46a±0.84
	6	4.76b±0.53	5.45b±0.71	8.47a±1.30	9.74a±0.15
	12	9.59b±0.04	8.56b±0.35	11.10ab±2.57	12.67a±0.68
非根际土壤NH₄⁺含量/(mg/kg)	0	8.29a±0.71	9.50a±0.31	9.27a±0.72	8.56a±0.63
	6	5.12c±0.57	6.08bc±0.79	6.72ab±1.03	8.01a±0.13
	12	7.12b±0.38	6.96b±0.28	9.78a±1.34	10.89a±0.58

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[1]	张明, 刘龙生, 方升亮, 邹丹, 胡瑶. 再生稻病虫害“三防两控”轻简化防治技术应用效果[J]. 中国农学通报, 2023, 39(8): 79-84.
[2]	蔡丽琼, 陈瑞, 杨德强, 赵长林. 云南省彝良县天麻连作根际土壤细菌群落分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(19): 80-87.
[3]	江杰, 李娜, 王建强, 张思思, 章晓琴. 酢浆草属植物组织培养技术研究进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(16): 61-67.
[4]	宋鸽, 石峰. 腐殖质参与植物非生物胁迫应答作用机制的研究进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(15): 59-68.
[5]	肖健, 张江林, 高雅洁, 鲁艳红, 廖育林, 聂军. 再生稻田间管理和养分运筹研究进展[J]. 中国农学通报, 2023, 39(15): 8-13.
[6]	赵娅红, 吴治兴, 刘敏荣, 涂艳芳, 薛建平, 王悦, 卢超, 刘佳妮, 余磊, 姚茹瑜, 陈志星, 黄飞燕. 菊花枯萎病植株根际土壤细菌群落多样性比较[J]. 中国农学通报, 2023, 39(13): 109-116.
[7]	郝建宇, 陈文朝, 王伟军, 徐敏, 杨茜, 王岩, 孟祥辉, 丁洁, 寇宏立, 许建铭. 植千金处理方式对‘峰光’葡萄的影响[J]. 中国农学通报, 2023, 39(13): 58-63.
[8]	陆诗敏, 李雅媛, 刘翀, 刘兴国, 鲍旭腾, 田昌凤, 顾兆俊, 周亮, 吴凡. 氨氧化菌及其在中国池塘养殖水质调控过程中的应用[J]. 中国农学通报, 2022, 38(33): 145-151.
[9]	刘淑娟, 张翠萍, 李淑英, 杨小燕, 周元清, 李元. 草本植物根际微生物降解地表水环境邻苯二甲酸酯的研究[J]. 中国农学通报, 2022, 38(3): 44-51.
[10]	朱文杰, 郑鸣洁, 康瑜国. 不同光照强度对三种藤本植物光合作用的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(26): 27-31.
[11]	林席跃, 雷正平, 伍先群, 黄素华, 邵彩虹, 杨树林, 黎明强, 刘金萍, 甘金华, 温南卉. 机收再生稻履带窄幅化改制及宽窄行配套栽插减损效果研究初报[J]. 中国农学通报, 2022, 38(23): 150-155.
[12]	杜胜楠, 潘桓艳, 邢启男, 张爱玲, 王秋红. 施氮对甜菜不同发育阶段根际氨基酸含量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(20): 81-88.
[13]	崔汝菲, 李泰, 王宇光. 连作模式下甜菜土壤微生物研究进展[J]. 中国农学通报, 2022, 38(2): 1-6.
[14]	李瑞静, 田菊, 刘洋. 桃叶卫矛茎段愈伤组织诱导及不定芽再生体系的建立[J]. 中国农学通报, 2022, 38(19): 18-24.
[15]	张林, 周兴兵, 刘茂, 蒋鹏, 郭晓艺, 高尚卿, 徐魏, 李燕容, 梅岫峰, 朱永川, 熊洪, 徐富贤. 简化施肥对免耕冬水田不同杂交中稻/再生稻产量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(14): 1-10.