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全球化肥过量,不仅严重浪费地球日益紧张的资源,还对人们的生活环境、农田池塘等产生严重的污染,为了减少化肥使用量,同时不降低农业产出,大量的生物肥被开发出来,其中重要的一种是蓝藻生物肥。本文以蓝藻的纯藻种和混合藻种为实验材料,对蓝藻混合时的协同生长代谢进行了一定的探讨,并结合藻菌共生实验、花盆土壤实验、生菜大田实验,运用微生物学、生物化学、宏基因组学等方法,研究了蓝藻作为生物肥料促进作物生长的部分原理。 不同蓝藻在BG11培养基中的组合培养发现了藻藻混养对蓝藻生理生化等参数的影响是显著的。实验发现(1)八天的培养中,B1611+F280混合培养的干重增长、叶绿素a含量、细胞多糖含量和胞外蛋白含量较快,分别达到3.94g/L、38.9 mg/L、189.30 g/L和211.7 mg/L。(2) F280纯培养组干重增长和胞外蛋白含量增加较多,分别达到3.84 g/L、37.2 mg/L。(3)此外表现出较高水平的还有B1611纯培养组的干重,增长到3.10 g/L;三藻混合培养的叶绿素a含量增加达到44.0 mg/L; F280+F243组的胞外多糖含量达到38.9 mg/L。(4)蓝藻等比例混合时光能利用效率与纯藻组相比均出现不同程度的下降,但经过8天的培养后,光能利用效率在所有组合中都有显著上升。 蓝藻作为生物肥使用时,遇到的蓝藻与土壤微生物之间混合后的生存问题是首要的。此课题利用微孔细胞培养板高通量地研究了通过选定的三种蓝藻和两种典型的土壤益生菌之间的影响,并利用这种生长影响提出了一种对大量备选藻种进行实验室高通量筛选的方法。并设计了无作物的花盆土壤实验进行验证。结果表明在两种细菌及其混合物存在的情况下,F280组在叶绿素a含量增长方面均具有很大的优势,而F280在促进细菌生长的方面也表现不错,所以F280组较其它实验组更适合开发成生物肥。而F280对于土壤肥力的综合提升亦优于其余蓝藻组合,这验证了高通量筛选是可行的,可以在有大量备选藻种和菌种的情况下,进行实验室的初步筛选。 向生菜大田中添加不同组合的蓝藻,研究蓝藻与生菜品质和产量以及土壤理化性质和土壤的微生态的影响,发现蓝藻可以同时提高土壤肥力、更好保持土壤微生物的多样性,促进生菜生长,尤其是胞外多糖的含量与生菜产量具有很好的线性关系,相关系数R达到0.80。 由于蓝藻胞外多糖含量与生菜产量之间的相关系数达到0.80,所以对蓝藻可溶性胞外多糖进行了提取和分析。分析表明蓝藻多糖中存在不同的官能团,主要为烷基、苯酚基团和乙酰氨基的C=O键。单糖成分中半乳糖、葡萄糖、鼠李糖为共有成分, F280组胞外多糖有五种单糖, B1611+F280、F280+F243和B1611+F280+F243组各含有四种单糖,其余均含三种单糖。