不同浓度氢气对大豆根际土壤性质和氢氧化细菌促生机制的影响

论文摘要

绿色农业的提出使得微生物菌肥倍受关注,作为对植物有促生作用的氢氧化细菌也逐渐被研究。本实验以陕西省秦汉新区不含吸收氢化酶的大豆根际土壤为研究材料,探讨分离氢氧化细菌较适宜的氢气浓度;从土壤中分离氢氧化细菌后,初步探究在不同氢气浓度条件,氢氧化细菌促进植物生长作用的差异;结合生理生化特征和16S rDNA对分离的氢氧化细菌进行鉴定,在现有的基础上希望发现更多的氢氧化细菌,主要内容和结果如下:调节气体循环装置的双集成稳压器的仪器指数分别为12,18和24以产生不同浓度的氢气,与通入的空气混合,形成含氢气的混合物。设定气相色谱仪的条件为TG-BOND Msieve 5A GC色谱柱温度:50°C,TCD检测器温度:200°C,分流比:15:1。在此条件下,测定气体循环培养体系产生的氢气浓度分别为11300 ppm,12900 ppm和13500 ppm。采集大豆田地的根际土壤,将土样经过空气、不同浓度的氢气处理后,测定土壤的呼吸作用强度,pH,过氧化氢酶,脱氢酶和脲酶的活性,并对大豆根际土壤中微生物群落多样性的变化进行分析。结果表明:与空气处理的土壤样品相比,经过不同浓度氢气处理后的土壤样品中,呼吸作用强度减小;pH值都显著增加,其中氢气浓度为12900 ppm处理土壤样品的pH值最高;土壤样品的过氧化氢酶活性都显著增加,脱氢酶活性都显著减小,脲酶活性除13500 ppm氢气浓度处理的样品减小外,其余2个氢气浓度处理后的土壤样品的脲酶活性都增加;与空气处理的土壤样品相比较,土壤样品经氢气浓度为12900 ppm处理后,变形菌门（Proteobacteria）的丰度增加,放线菌门（Actinobacteria）的丰度减小;经氢气浓度为11300 ppm和13500 ppm处理后,变形菌门（Proteobacteria）的丰度减小,而放线菌门（Actinobacteria）的丰度增加。综合分析土壤的性质和微生物多样性的变化,得出氢气浓度为12900 ppm时较适宜分离氢氧化细菌。氢气浓度为12900 ppm处理的土壤样品涂布于不含碳源的MSA无机盐培养基,分离筛选出疑似氢氧化细菌。通过自养能力检测和菌株对氢气的利用实验,从疑似菌株中筛选得到6株氢氧化细菌。筛选的菌株通过形态观察,生理生化检验和16S rDNA菌种鉴定,6株氢氧化细菌中有2株属于节细菌属（Arthrobacter）,其余4株分别属于壤霉菌属（Agromyces）、红球菌属（Rhodococcus）、白蚁菌属（Isoptericola）和微杆菌属（Microbacterium）。测定6株菌分别在不同氢气浓度下的解磷和产生铁载体的能力,结果表明:（1）通空气时只有菌株2-1-9具有解磷能力;氢气浓度为12900 ppm时菌株2-1-9、3-1-6和3-1-10的解磷能力增加,解磷能力由大到小依次为2-1-9、3-1-10、3-1-6。（2）通空气的情况下,加入CAS染液的第五天,菌株2-3-1,2-2-13和3-1-10产生黄色晕圈。氢气浓度为12900 ppm,在加入染液的第五天,菌株2-3-1,2-2-13和3-1-10的晕圈直径都减小;加入染液的第四天,菌株2-1-9和3-1-6产生晕圈。菌株2-1-9和菌株3-1-6在12900 ppm氢气的条件下可以有效利用环境中不易被利用的磷元素与铁元素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 氢气含量测定
•     1.2.1 化学分析法
•     1.2.2 仪器分析法
•     1.2.3 TCD检测器
•   1.3 土壤酶
•     1.3.1 过氧化氢酶
•     1.3.2 脱氢酶
•     1.3.3 脲酶
•   1.4 土壤微生物多样性
•     1.4.1 土壤微生物多样性含义
•     1.4.2 土壤微生物多样性研究方法
•   1.5 氢氧化细菌
•     1.5.1 氢氧化细菌分类
•     1.5.2 氢化酶的分类
•     1.5.3 氢氧化细菌的筛选
•     1.5.4 氢氧化细菌的促生机制
•   1.6 研究内容、目的及意义
•     1.6.1 研究内容
•     1.6.2 研究目的
•     1.6.3 研究意义
• 第二章 不同浓度的氢气对大豆根际土壤性质的影响
•   2.1 实验仪器与材料
•     2.1.1 实验仪器设备
•     2.1.2 土壤来源
•     2.1.3 实验试剂
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 氢气浓度的测定
•     2.2.2 土壤样品处理
•     2.2.3 根际土壤的呼吸作用强度测定
•     2.2.4 根际土壤pH的测定
•     2.2.5 根际土壤中过氧化氢酶活性测定
•     2.2.6 根际土壤中脱氢酶活性测定
•     2.2.7 根际土壤中脲酶活性测定
•     2.2.8 根际土壤微生物多样性测定
•     2.2.9 数据处理
•   2.3 结果与分析
•     2.3.1 氢气浓度
•     2.3.2 不同浓度氢气对土壤呼吸强度的影响
•     2.3.3 不同浓度氢气对土壤pH的影响
•     2.3.4 不同浓度氢气对土壤过氧化氢酶活性的影响
•     2.3.5 不同浓度氢气对土壤脱氢酶活性的影响
•     2.3.6 不同浓度氢气对土壤脲酶活性的影响
•     2.3.7 不同浓度氢气对根际土壤微生物多样性的影响
•   2.4 结论与讨论
•     2.4.1 电解水产生氢气的测定
•     2.4.2 土壤微生物多样性的变化
•     2.4.3 土壤性质的变化
•     2.4.4 小结
• 第三章 不同浓度氢气对氢氧化细菌促生机制的影响
•   3.1 实验材料与仪器
•     3.1.1 氢气处理土壤
•     3.1.2 实验试剂
•     3.1.3 实验仪器
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 菌株分离
•     3.2.2 菌株自养能力的测定
•     3.2.3 玻璃瓶内氢气含量变化测定
•     3.2.4 筛选菌株的鉴定
•     3.2.5 不同菌株在不同浓度氢气解磷能力的测定
•     3.2.6 不同菌株在不同浓度氢气产铁载体能力的测定
•   3.3 结果与分析
•     3.3.1 不同根际分离菌对氢气的利用
•     3.3.2 根际分离菌株鉴定结果
•     3.3.3 不同浓度氢气对菌株解磷能力的影响
•     3.3.4 不同浓度氢气对菌株产铁载体能力的影响
•   3.4 结论与讨论
•     3.4.1 菌株的分离与筛选
•     3.4.2 菌株促生指标
•     3.4.3 小结
• 第四章 问题与展望
•   4.1 实验中存在的问题
•     4.1.1 土壤性质分析存在的问题
•     4.1.2 菌株促生指标测定存在的问题
•   4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李志英

导师: 王卫卫

关键词: 大豆根际土壤,氢气浓度,土壤酶活性,微生物多样性,菌株促生机制

来源: 西北大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,农作物

单位: 西北大学

分类号: Q93;S565.1

总页数: 65

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