林业土壤生态修复中解磷微生物运用分析_莫亮团.pdf
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1、LOW CARBON WORLD 2022/12林业土壤生态修复中解磷微生物运用分析莫亮团,邓文贵(黔南州林业局,贵州 黔南 558000)【摘要】简要介绍解磷微生物的类别、使用原理,阐述林业土壤改善工作中引入解磷微生物的思路。以贵州玉湖农林企业经营的M林业项目为例,进行有目标的土壤修复侧重性的土壤培养,测定土层中氮磷情况,并采取小块林区试培方法,结合试培植物的营养吸收情况、土壤属性、土壤酶活,判定此种方法用于改善林业土壤的可行性,积极展现解磷微生物的应用价值。【关键词】林业;土壤;微生物【中图分类号】S714【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2022)12-0046-030引言
2、植物生长期间会代谢磷元素,有助于植物生长、能量传输、信号传递、吸收营养。地层中,含磷平均值约为 0.12%。在风化成土环境中,岩层磷元素渗入土体,植物会吸收一部分磷元素,长此以往会形成土壤养分不足问题。而解磷微生物是借助代谢过程,进行多种生物协同,转化土层不易溶解的磷,使其成为微生物类别,具有一定可溶解性,能够有效激活土层生态功能,展现出土壤修复作用。1解磷微生物概述1.1解磷微生物类别解磷微生物用于土壤中,可激活林业、农业的植物培植能力,改善环境生态性。按菌种可将其划分为3 种类别:解磷细菌种类最多,共有 10 余种,包括“沙雷氏”“无色杆”等。真菌类仅有 4 种分别是“青霉”“曲霉”“根霉
3、”“链格孢”。放线菌仅有一种,即链霉菌。解磷细菌主要分解植物根系位置的磷元素,各类微生物解磷过程具有一定差异性,对不同植物会产生“促进”“抑制”两种不同表现。例如,解磷细菌用于西瓜、花生等植物根系时,表现出“促进”作用,而在白三叶草植物根系中使用时,会阻碍植物根系生长。解磷真菌主要用于不易溶解的磷酸盐,解磷能力约为 6%,约是解磷细菌能力的 3 倍。解磷放线菌能够改变磷元素的状态,可借助植物代谢过程,防止植物病害的形成,提高植物栽种成功性1。1.2解磷机制(1)酸解。少数解磷微生物可在空气条件下进行有氧呼吸,呼出有机酸。此种呼出物具有低分子量特点,会进行多种气体交换,达到酸解磷元素的效果。有机
4、酸类型多样,具体包括“苹果酸”“乳酸”等。各类解磷微生物形成的有机酸不完全相同,且相同类别的解磷微生物,在差异性培养环境中,生成的有机酸具有一定差异性。(2)无机酸。少数解磷微生物分散出氢元素,能够有效转化 PO43-,生成的 H2PO4-、HPO42-会被植物吸收。实践中,无机酸相比有机酸,解磷能力稍弱。(3)酶解。各类解磷微生物均可分泌多种类型的酶,比如“D-甘油磷酸酶”“C-P 键裂解酶”等。各类酶的解磷功能不同,磷酸酶的催化解磷效果会参照土壤酸碱值发生变化。当土壤酸碱值不足 6 时,酸性磷酸酶表现出解磷优势;当土壤酸碱值不低于 7时,碱性磷酸酶表现出较强的解磷催化功能。2林业土壤改善工
5、作中引入解磷微生物的应用方向2.1人工林修复当前,国内解磷研究工作尝试从油茶、桉树等林木中提取具有较强解磷能力的微生物,如“单胞类”“青霉类”等。随着解磷微生物逐渐增多,“狍子型解磷微生物”“云南微球解磷微生物”作为新型物种,表现出解磷能效高、生态性强等优势,能够有效改善人工林苗期植株生命力不强的问题,促使植株根系发育。此外,使用优质解磷微生物,可显著调节土壤养分,有助于建成经济林。2.2红树林修复红树林多见于海陆交界处,具有较强的碳汇功能,含磷量高于 581 mg/kg 且不低于 1 132 mg/kg。在海水冲刷作用下,土壤中含有多种金属离子,在底泥处沉积较多磷酸盐,而使用“溶解菌”“短小
6、芽孢杆菌”等解磷微生物,能够有效激活林地苗圃的生长能力,具有高效造林之效2。节能环保46DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.12.010LOW CARBON WORLD 2022/123改善M林业土壤生态性的实践分析3.1 M林业土质情况分析环境因素改变可能带来的解磷影响时,使用磷酸三钙、盐酸等多种试剂,干燥箱、酸碱计等各类测量仪器,对比查看解磷效果。首先,在土样制作时,选择 M 林业的土壤,采取多点取样方式,各点间隔 2 m,去除土壤中的杂物,在清爽通风处筛分土壤,筛分精细度为 2 mm。贵州 M 林区的土壤特征如表 1 所示。其次,选择芽孢杆菌解磷微生物,可从林区植物
7、根系提取,共选出 20 株,培养 24 h,存储温度设计为28,存样时间为 7 d。培养完成后,将解磷微生物用于土样中,4 d 初步呈现可溶性磷。3.2配制有机肥解磷有机肥配制时,M 林业人员选择“食用菌废料”“玉米芯粉”作为材料,各取 50 g,分别从不同供应商购入。处理生产材料时,需进行风干、粉碎等操作,使用 18 目筛,各筛一次。筛料后,存储于蒸汽室,温度设为 120,时间设为 30 min,进行两次杀菌。杀菌完成后,将培养料取出,放置于自封袋内保存备用。随后称量 40 mL 的培养液,进行 24 h 培养,设定离心设备的运行速度为 4 000 转/min,共离心处理 8 min,去除上
8、清液,使用离子水进行洗涤。洗涤完成后,将培养液放置于培养箱内,温度设为 25,进行一周的发酵处理。发酵期间,应适当补充肥料,补充氧气。参照组使用的肥料,使用无菌水代替培养液,其余不改变,侧重判断解磷微生物的作用3。3.3土壤样品处理M 林业划出一块试栽区,对比查看解磷有机肥的土壤修复效果。土样处理时,进行自然干燥、磨碎、过筛等各个环节,处理完成后将其存放在室温环境中。并选择 M 林业本土适应生长的植株进行试栽。M林区试栽的土壤样品处理方案如表 2 所示。在表 2 中,A 土样处理作为参照数据;B 方案使用芽孢杆菌解磷微生物的菌株,直接用于土样处理;C 方案是使用一般有机肥;D 方案是使用芽孢杆
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