Effect of calcium carbonate, sand, and organic matter levels on mortality of five species of Azospirillum in natural and artificial bulk soils | SpringerLink

摘要

将五种固氮螺菌菌株（A.brasilense，A.lipoferum，A.amazonese，A.halopreference和A.irakense）中的每一种接种到以色列的两种天然半干旱土壤（红玫瑰和黄土沙地）和两种人工土壤中，以模拟当地土壤。60天内 在自然土壤和同源人工土壤中，所有五种固氮螺菌的种群都以线性方式显著下降。CaCO3含量的增加以及细沙和粗砂对五种固氮螺菌的生存有显著的不利影响，而有机质含量的增加则提高了生存率。相比之下，当细菌菌株在人工土壤中生长的番茄幼苗的根际培养时，这些土壤变量的操纵对细菌存活的影响很小；在其他有害条件下，所有固氮螺菌都在番茄根际存活良好。这项研究表明，在两种半干旱土壤中，五种已知固氮螺菌菌株的大多数细胞随时间线性死亡，只有主要土壤成分影响固氮螺菌在土壤中的存活。由于本地土壤和人工同源土壤中的死亡率相似，人工土壤可用于研究固氮螺菌的土壤行为。

土壤

使用了先前研究中评估的两种以色列本土土壤：玫瑰土（Rhodoxeralfs）和黄土砂土（Torripsamments）。表1给出了它们的特性。

人工土壤

土壤是一种极难模拟的环境。然而，为了评估土壤成分相对数量的变化是否影响固氮螺菌的生存，我们创建了两种人工土壤。它们的主要成分与上述以色列的天然土壤相似。两种人造土壤均由用蒸馏水彻底清洗d 石英砂（细，粒径0.02-0.2mm；粗，粒径0.2-2mm）和其他组分按表1中天然土壤的比例。每种土壤中的两种主要粘土矿物以1:2（v/v）的比例添加，以产生所需的粘土浓度（罗多沙雷夫的蒙脱石和高岭石，托里普斯的蒙脱石和方解石）。以分析级CaCO₃的形式加入Ca，并以磨碎（60目）的形式加入彻底清洗的有机物。通过添加非常细的蛭石（粒径<1mm）来调节保水能力。当地水产养殖业捐赠了平均粒径为0.02mm的淤泥。用磷酸盐缓冲液将土壤的pH调节至7.0-7.8（这也作为K和P的供应），并通过添加NH₄NO₃调节N含量。没有添加微量素，因为它们作为污染物存在于所用的分析级试剂中。所有成分都在一个自制的小型土壤搅拌机中混合。对合成的人造土壤进行的常见土壤分析表明，其基本物理和化学特性与原始土壤相似。对土壤水分保持曲线进行了比较，结果也相似。通过调整细沙和粗砂的相对百分比来控制含沙量，同时保持人工土壤中的总含沙量与天然土壤中的含沙量相同。用标准高压灭菌器灭菌方法灭菌的土壤混合物等分（100 ml）放入黑色塑料罐中，并用去离子水灌溉至保水容量。

结果

Fig.1 Survival of each of the five species of Azospirilluum (A. brasilense. A.lipoferum, A.amazonense. A.haloprae ference. and A.inakense) in two natural soils 【terra rosa soil ( a, c, e, g. i): loessial sandy soil (b, d. f, h, j)】and the two homologous artificial bulk soils for 60 days. X-axis extended for shorter periods indicates that bacterial numbers fell below the detection level of the time-limited enrichment technique (Bashan et al.1991b).cfu, Colony forming unit.

图1 五种固氮螺菌（A.brasilense、A.lipoferum、A.amazonese、A.haloprae ference.和A.inakense）在两种天然土壤[玫瑰土（a，c，e，g.i）：黄土沙质土壤（b，d.f，h，j）]和两种同源的人工土壤中存活60天。X轴延长较短时间表明细菌数量低于限时富集技术的检测水平（Bahan等人，1991b）.cfu，菌落形成单位。

Fig.2 General survival of all five species of Azospirillum in two natural soils [terra rosa soil (a); loessial sandy soil (b)] and the two respective homologous artificial bulk soils for 60 days (c, d). X-axis extended for shorter periods indicates that bacterial numbers fell be low the detection level of the time-limited enrichment technique (Bashan et al.1991b)

图2  所有五种固氮螺菌在两种天然土壤[玫瑰土（a）；黄土沙土（b）]和两种相应的同源人工散装土壤中60天的总体存活情况（c，d）。X轴延长较短时间表明细菌数量低于时间限制富集技术的检测水平。

Fig.3 Survival of A. brasilense Cd (a), A.halopracference Au4 (c). and A. irakense KBC1 (e) after 14days in artificial terra rosa soil and in artificial loessial sandy soil (b, d, f) with an elevated concentration of CaCO₃: Arrows mark the level of CaCO₃ in the natural soil

图3  随着CaCO₃浓度升高，A. brasilense Cd (a), A.halopracference Au4 (c), A. irakense KBC1 (e) 在人工玫瑰土和人工黄土沙质土壤（b，d，f）中14天的存活率。箭头表示天然土壤中CaCO₃的水平。

Fig.4 Survival of A. brasilenseCd (a), A. halopraeference Au4(c), and A.irakense KBCI (e) after 14 days in artificial terra rosa soil and in artificial loessial sandy soil (b. d, f) with different concentraions of fine sand. Arrows mark the level of fine sand in the natural soil

图4  在不同细沙浓度中，A. brasilense Cd (a), A.halopracference Au4 (c), A. irakense KBC1 (e) 在人工玫瑰土和人工黄土沙质土壤（b，d，f）中14天的存活率。箭头表示天然土壤中细沙的水平。

Fig.5 Survival of A.brasilenseCd(a).A.halopraefer ence Au4 (e), and A. irakense KBC1(e) after 14 days in artificial terra rosa soil and in artificial loessial sandy soil (b. d. f) with different concentrations of rough sand. Arrows mark the level of rough sand in the natural soil

图5  在不同粗砂浓度中，A. brasilense Cd (a), A.halopracference Au4 (c), A. irakense KBC1 (e) 在人工玫瑰土和人工黄土沙质土壤（b，d，f）中14天的存活率。箭头表示天然土壤中粗砂的水平。

Fig6 Survival of AbrasilenseCd (a), A. halopraeference Au4(c),and A.irakense KBC1 (e) after 14 days in artificial terra rosa soil and in artificial loessial sandy soil (b, d, r) with different concentrations of organic matter. Arrows mark the level of organic matter in the natural soil

图6  在不同有机质浓度中，A. brasilense Cd (a), A.halopracference Au4 (c), A. irakense KBC1 (e) 在人工玫瑰土和人工黄土沙质土壤（b，d，f）中14天的存活率。箭头表示天然土壤中有机质的水平。