混合菌剂施用对刺槐根系形成影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

环境和发展是当前国际社会普遍关注的重大问题，也是人类生产生活和经济增长所依赖的重要手段之一。随着经济、社会的不断发展和城市化进程加快，人类过度的开采活动，造成岩矿区土地退化，植物多样性锐减，裸岩遍布，导致土地生产力完全丧失，出现矿区石漠化现象。据统计，我国矿山占用土地面积为581104h㎡，其中矿区废弃地面积高达288104h㎡，且以每年约4.67104h㎡的增幅扩大，而矿区复垦整治率极低。但目前生态修复工程技术的绿化效果均存在难以长期维持的问题，因为目前的修复措施仅能使植物根系在依靠基质有限养分时生长于岩石上部，养分吸收殆尽后，植物将枯死，植物根系不具有扎根岩层吸取养分的能力，最终将从岩层剥落。

微生物广泛存在于硅酸盐岩石矿区的贫瘠生境中，并将难以利用的营养元素转化为易于被吸收利用的形态。其中，硅酸盐岩分解细菌可通过风化硅酸盐矿物，促进岩石的分解，并获得其生长所需的营养物质。目前细菌风化岩石的途径主要有以下4种：细菌代谢分泌有机酸类物质，改变环境ph，加速岩石溶解；细菌分泌胞外多糖与低分子有机酸，通过络合作用促岩石风化；细菌与矿石接触并产生酶类物质(如碳酸酐酶等)，通过表面接触交换作用，破坏岩石矿物结晶构造，促进岩石溶蚀；细菌具有的生物膜结构可形成特殊微环境，加快岩石风化。

植物通过调节自身形态变化适应外界环境，根系是作物吸收养分的主要器官，其形态在很大程度上决定植物从土壤中吸收养分的能力。植物根系的形态建成除受本身的遗传因素决定外，还受外界环境因素如土壤养分供应的影响。因此，根系作为植株的地下部分，其活力与植物吸收能力的强弱有直接关系，这些都直接影响着地上部分的生长与发育。

2. 国内外研究现状分析

微生物菌剂属于微生物肥料的一种，是微生物正常生命活动产生的代谢物质从而有利于植株得到特定肥料效应的一种菌剂。在农业生产中通常用来作为促进作物生长、提高作物产量来达到增产增收的效果，同时也是改善作物产品品质、缓和生态环境的一种活性微生物接种剂。

微生物肥料的发展追溯于1888年，荷兰的beijerlinck首个将根瘤菌纯培养出来；1895年，法国noble首次将根瘤菌接种剂niiragin应用于豆科植物，是最早的微生物肥料；1930年，欧洲学者将从土壤中分离的解磷菌和硅酸盐细菌应用到生产中。随后的几十年，微生物菌剂在世界各国得到重视关注，即使在当时对微生物肥料的作用也有相当大的争议，但相继对固氮菌、解磷菌等接种菌进行多次田间试验，在其结果研究中也取得了一定的进展，相应地证明了微生物接种剂在农业生产中的重要性，也促进了微生物肥料的迅速发展。目前，欧美诸多发达国家在农业生产中对微生物肥料的使用占肥料总量的20%以上。

我国对微生物肥料的研究在20世纪30年代，张宪武教授发表了我国首篇关于大豆根瘤菌研究及应用的文章；到50年代初，大豆根瘤菌接种剂也逐渐推广应用于农业生产；1958年微生物肥料的试验成功也被列入《农业发展纲要》，并作为一项重要的农业技术措施。在20世纪中后期，随着放线菌培养制成的5406抗生菌剂和固氮蓝绿藻肥料相继问世；国内对微生物肥料的研究和发展加快，通过研究发现va菌根能提高植株水分利用率和改善植株磷素的营养条件；实际的农业生产中也相继涉及联合固氮菌剂、生物钾肥等新型微生物肥料；其中对植物根际促生细菌(c pgpr)的研究是当时土壤微生物学科的活跃领域，而后提出的由多种微生物菌与有机肥按比例复合而成的复合微生物肥料作为农业生产中基肥来指导应用。国内对微生物肥料的生产工艺研究也取得成果，2009年，徐亚南等研究人员在微生物培养技术领域取得成功，不仅降低了菌剂生产成本，也有效提高了菌剂的肥力和防病效能，从而实现了微生物菌剂在农田生产的广泛应用。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

一．不同微生物菌剂处理对刺槐根系形成形态指标的影响

从刺槐根系生物性状对微生物菌剂的表现效应出发，研究不同微生物菌剂在不同浓度施用调控措施下，刺槐根系根系生长指标：根长、根体积、根直径、根总表面积的生长变化。

4. 研究创新点

1、首次对刺槐根系进行微生物菌剂试验，并对其根系生长生理、植株及土壤养分等指标测定分析;

2、首次对微生物菌剂处理下刺槐根系及盆栽土壤之间的养分吸收、转移进行研究，并分析比较其肥力效应;

3、探讨不同微生物菌剂不同浓度下刺槐根系各指标之间的关联性，为刺槐苗木培育及造林施肥提供科学依据。