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甘蔗是我国最重要的糖料作物,同时也是广西最重要的经济作物。但近年来由于化肥过量施用,严重影响甘蔗土壤微环境,甘蔗产业的发展受到制约。土壤微生物可改善土壤生态系统,在土壤营养元素循环和转化等方面起到促进作用。大量研究证实,促生菌(PGPR)能改善土壤根际微生物群落,并定殖于植株体内,促进植物生长发育,但不同的促生菌对植物的促生效果不同。研究PGPR对甘蔗的促生效应以及根际土壤微环境的响应,对于改善蔗地土壤质量、提高甘蔗效益具有重大意义。本文选用4株促生菌CA1(Bacillus mycoides)、CN11(P.entomophila)、DX120E(klebsiella sp.)、WZS021(Streptomyces chartreusi)进行单一及组合试验,利用PGPR菌株生物学特性,通过因子分析得出最优组合后进行桶栽试验。将因子分析排序前三的组合(CA1+CN11、CN11+WZS021、WZS021)以及PAL5(Gluconacetobacter diazotrophicus)菌株分别回接至两个甘蔗品种(B8、ROC22),测定不同接菌时间后甘蔗的株高、叶绿素、生物量及甘蔗体内氮代谢相关酶活,探讨菌株对于甘蔗生长的作用,通过测定土壤速效养分、酶活观察土壤养分元素的转化,利用高通量测序分析不同接菌处理对不同品种甘蔗根际土壤细菌微生物群落的影响,本文探讨接种不同的促生菌处理对甘蔗不同时期内的促生效应以及对根际土壤养分、土壤酶活性和土壤细菌群落结构和功能的影响。研究结果表明:1.与未接种菌株的甘蔗相比,PGPR处理后两个甘蔗品种的叶绿素含量均有所提高,B8品种的叶绿素含量随着生长期的增加不断提高,ROC22品种的叶绿素含量呈先升后降变化趋势。接菌促进甘蔗株高的增加,但不同接菌处理间的差异不显著。甘蔗地上以及地下部分的干重均有所增加,CA1+CN11处理以及PAL5处理的干重增加最为显著。2.两个甘蔗品种体内氮代谢相关酶的活性均高于对照处理。B8品种叶片中的硝酸还原酶(NR)活性最高的处理为CN11+WZS021处理,较CK显著提高10.68%;ROC22品种叶片中,CA1+CN11处理的NR活性显著高于对照,比对照提高17.77%。两个甘蔗品种谷氨酰胺合成酶(GS)活性随着时间的推移均呈先升后降的趋势,在90 d时均达最大值。两个甘蔗品种的转氨酶(GOT以及GPT)活性均呈单峰变化,GOT均在90 d时达最大值,GPT均在60 d时达到最大值。3.促生菌处理后甘蔗根际土壤的速效养分水解氮、速效钾和速效磷含量都有显著提高,土壤速效养分含量最高的为PAL5处理,其次为CA1+CN11处理;同时土壤酶的活性均显著提高,如过氧化氢酶、脲酶以及碱性磷酸酶。B8品种的根际土壤的过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性最高均为WZS021处理,分别比对照显著提高1.07倍和2.45倍,脲酶活性最高的处理为PAL5处理,显著比对照提高88.59%,其他处理比对照提高39.10%～78.14%;ROC22品种根际土壤过氧化氢酶活性最高为CN11+WZS021处理,比对照处理显著提高62.61%,碱性磷酸酶活性最强的为PAL5处理,脲酶活性最强的为CA1+CN11处理,比对照显著提高64.77%。4.利用Illumina Mi Seq高通量测序技术对甘蔗土壤根际细菌的16S r RNA全长序列进行测定,对不同促生菌处理的甘蔗根际土壤细菌多样性及群落结构组成进行分析。测序结果表明,甘蔗苗期土壤共得到294239条有效序列,9803个OTU数;伸长期土壤得到424373条有效序列,12215个OTU数。多样性分析结果表明,苗期及伸长期B8品种土壤以CA1+CN11处理的多样性指数最高,ROC22品种以苗期以WZS021处理的多样性指数最高,伸长期以PAL5处理的最高。对根际土壤细菌群落组成进行分析,发现土壤样品中的优势菌门均为放线菌(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chlorofexi)和变形菌门(Proteobacteriaes),优势菌属为微枝形杆菌属(Microvirga)以及芽孢杆菌(Bacillus)。综上分析表明,促生菌的施用可以促进甘蔗的生长,改善甘蔗根际土壤环境。促生菌通过影响土壤细菌群落的多样性,促进优势菌群在根际的繁殖,能在根际或者植物根中定殖,加快植物的生长发育。本研究结果可为不同菌属固氮促生菌在甘蔗稳产增产以及化肥减量增效栽培中的应用提供一定的理论依据。