生物活化木本泥炭源生物有机肥制备及其促生效果研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

当前农业可持续发展的前提下，农业生态环境问题日益严峻，所以农业的可持续发展成为了当前研究的重点。中国是世界上第一大化肥生产国和消费国，每年进入长江、黄河的氮素中，分别有92%和88%来自于农业。2002年中国有7个省份农业面临污染处于高风险水平，起因是农民施用过多化肥。过量使用化肥造成土壤下降，农民为维护生产能力更加依赖于增施化肥，形成恶性循环^[1]，导致土壤生念环境严重恶化。各种化肥和农药的不合理使用使得土壤环境变得越来越差，开辟微生物肥料(微生物肥料是以微生物的生命活动及其代谢产物或复合养分的共同作用，提供和改善作物的生长和营养条件，使作物得到特定肥料效应的一种产品)部分代替化肥益受到重视^[2]。我国烤烟生产中，大部分植烟土壤的复种指数较大，由于长期大量施用化肥，忽视有机肥的使用，造成烟田土壤酸化、板结，生物活性降低，磷、钾等养分的利用率不高，难以供应烤烟生长所需均衡、充足的营养，从而使产量和品质的提高受到较大限制，而且随着烟草及烟草制品逐渐向更加安全的方向发展，减少化学品在烟草生产中的施用植物根际促生菌可通过两种方式吸附土壤中的重金属元素。其细胞壁中富含金属离子的活性基团，在金属离子化学梯度势能驱动下，金属离子能够不断被吸附到其细胞壁上，并且阻碍这些离子进入细胞更为核心的区域。此外，植物根际促生菌与某些重金属离子，如mn² 、zn² 、ca² 、k 、cu² 等，具有较高的亲和力。在atp水解酶的作用下，使重金属离子快速地进入菌体细胞中。

微生物通过体内甲基化作用可以有效地降低重金属离子对生物体的毒害作用。目前，针对重金属汞(hg) 的甲基化机制研究得较为深入。在甲基化过程中，甲基钴胺素是甲基官能团的重要生物来源。微生物通过乙酰辅酶a途径合成甲基汞时，甲基钴胺素蛋白复合体通常起着提供甲基供体的作用，而hg² 是一个甲基受体的竞争者。当甲基与hg2 的亲和力更强时，甲基从甲基钴胺素蛋白复合体转移至hg² 上，形成甲基化汞，进而减弱了汞离子的毒性。

某些变价重金属，如砷、铬、钴等，在自然环境中通常以不同的价态存在。pgpr 能够通过其细胞内的氧化还原反应来改变重金属的价态和存在形态，使其转化为低毒或无毒性的形式，使菌体细胞内重金属离子浓度处于阀值之下，维持重金属离子的动态平衡。氧化还原反应的氧化还原电位必须满足：氢/ 质子电位与氧/ 氢电位应在-421 mv~ 808 mv 之间。故而cd2 (-824 mv)、co2 (-701 mv)、ni2 (-678 mv) 不能被还原，故而这些离子对植物毒性更大。能被氧化还原的重金属，大多形成部分难溶的化合物，通过细胞外排系统，排出胞外。

2. 研究的基本内容和问题

1 研究的目标

从黄瓜根际分离潜在能促进植物生长的微生物。

2 研究的内容

3. 研究的方法与方案

采用营养钵育苗，常规管理。试验共设3个处理，分别为化肥组(cf) 、有机肥组(of)、微生物菌肥组(bof) .其中，有机肥与微生物菌肥均按0.4 kg/m2施加， cf组等量添加化肥，不足的部分以尿素、硫酸钾及过磷酸钙补足。

实验方案

秧苗培养及根系分泌物提取 种子用无菌水冲洗数次，然后在55 ℃的温水中烫种15 min, 30 ℃温水中浸种12 h,取出洗净，在30℃黑暗处恒温催芽，待胚根长约0.5 cm时，分别播种于盛有农用蛭石的50孔穴盘中，每穴播1粒，每品种24盘，置于在全光温室中培养，昼温28 ℃、夜温15 ℃；子叶展平后开始浇灌1/4浓度营养液，每天1次均量浇灌；一叶一心开始浇灌1/3浓度营养液，每天1次，均量浇灌二叶一心开始浇灌1/2浓度营养液，每天1次均量浇灌三叶一心开始浇灌1倍浓度营养液，每天1次，均量浇灌。根据天气及苗的长状况及时补充水分。黄瓜苗长至四叶一心时将黄瓜苗完整取出，先用清水浸洗4次，再用蒸馏水淋洗根系4次，然后再用去离子水淋洗1次最后将幼苗植入塑料栽培槽(150 cm x 100 cm x 12 cm)内，每槽500株苗左右，加蒸馏水80 l,气培养2 d,收集培养液，并通过10层滤纸用布氏漏斗过滤2次，加蒸馏水定容50 ml/株再用0.45 um滤膜过滤后置于10℃以下冷库中冷藏备用。

4. 研究创新点

做黄瓜小盆实验时，应多准备几组对照组，有利于观察微生物对植物促生作用。

5. 研究计划与进展

2020年3月——2020年4月 完成黄瓜育苗培育

2020年4月——2020年5月 黄瓜根际分离微生物并检测iaa和载铁能力

2020年5月—— 完成实验并提交报告和论文