云南文山峰丛洼地石漠化地区豆科植物-根瘤菌共生固氮体系研究

针对云南石漠化地区土壤退化问题，本研究将收集文山市峰丛洼地型石漠化地区共生固氮微生物资源，建立石漠化地区固氮微生物菌库，丰富共生固氮微生物基因库；并用根瘤菌回接豆科植物的方法进行豆科植物-根瘤菌共生固氮体系与石漠化地区瘠、旱、碱等极端环境因子相互作用的研究，探索利用豆科植物-根瘤菌共生固氮体系改良退化土壤的问题，揭示石漠化地区瘠、旱、碱等极端环境因素与共生固氮体系中的宿主植物、共生微生物以及共生固氮体系的互作机理，补充国内外在这方面研究的不足，为利用共生固氮体系改良石漠化土壤奠定基础，为石漠化地区生态恢复提供新的途径。

本项目通过对云南省文山市石漠化地区土壤、豆科植物及其根瘤菌的研究，揭示文山峰丛洼地石漠化地区土壤性质、自然植被，建立峰丛洼地型石漠化地区内生菌库和根瘤菌库，分析菌株的多样性及抗性，通过回接根瘤菌探讨根瘤菌、豆科植物、石漠化土壤三者的互作关系。.项目研究表明，文山石漠化地区为十分贫瘠的弱碱性石灰质土壤。从自然生长的6种优势豆科植物三叶草、木蓝、白刺花、猪屎豆、广布野豌豆和天蓝苜蓿根瘤中分得根瘤内生菌1000余株，分别属于假单胞菌属、泛菌属、肠杆菌属、芽孢杆菌属、类芽孢杆菌属、根瘤菌属和农杆菌属等7个属24个科，文山石漠化地区豆科植物根瘤中的内生细菌具有丰富的多样性。生理生化实验表明内生菌中存在一些具有较高抗性、较强耐受性菌株。.分离得到根瘤菌101株，分别属于根瘤菌属1（Rhizobium sp）、根瘤菌属2（Rhizobium sp）、热带根瘤菌属（Rhizobium tropici）、根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens）4个属，文山石漠化地区豆科植物根瘤菌多样性丰富。.17株典型根瘤菌抗逆性实验结果表明，SWFU-W03、SWFU-W10、SWFU-W50、SWFU-W63、SWFU-R27等5株根瘤菌的耐盐性较强，能抗5%的盐浓度；SWFU-W10、SWFU-W50、SWFU-W90和SWFU-R27这4株菌株具有较高的耐碱性，在pH11.0时依然可以生长。SWFU-W01、03、10、13、14、50、63、90、SWFU-R27和SWFU-R1016具有较高的耐寒性和耐热性，在0℃-42℃均可生长。碳酸钙、碳酸镁降解试验结果表明，SWFU-W99、SWFU-W02降解碳酸钙作用最强，SWFU-W03、SWFU-W50、SWFU-W01对碳酸镁的降解作用较好。.三叶草对石漠化土壤的适应能力最强，通过单菌或多菌混合回接三叶草，构建共生固氮体系，能够显著提高三叶草的结瘤特性、生长性状、光合效率和水分利用效率；能显著降低石漠化土壤的pH值，显著增加石漠化土壤的有机质、氮、磷、钾及交换性镁、钙的含量；接种根瘤菌对改善土壤的理化性质、提高土壤营养、促进植物生长有显著效果。SWFU-W2、SWFU-W10、SWFU-R30和SWFU-R1039单菌回接效果显著；多菌株混合接种效果优于单菌种优于不接种。.