施氮和土壤接种硫氧化或固氮细菌对洋葱生长和产量的影响

抽象的

在埃及El-Giza省El-Saff地区新开垦的土壤上进行了田间试验，研究了不同施氮量(N: 62 ~ 248 kg ha)的影响⁻¹土壤接种硫(S)氧化菌(SoxB)和土壤接种硫(S)氧化菌(SoxB)与固氮菌(NFxB)联合接种对洋葱产量、品质和营养状况的影响洋葱L。,“吉萨20”)。元素S为620公斤公顷⁻¹适用于所有处理。施氮量分别为62,124和248 kg hm2⁻¹利率增加洋葱产量、株高和N吸收28 76%,32 53%,和61年的145%,而那些没有得到的植物N .接种不同N SoxB利率洋葱产量增加了47 N吸收到76年的69%降至93%,与未接种SoxB而分别接受氮处理的植株相比。与未接种和不施氮相比，接种SoxB和NFxB的洋葱产量提高221%，株高提高62%，氮素吸收提高629%。

1.介绍

准确评价植物-土壤系统氮素状况是推荐最佳施肥策略和提高氮素管理效率的关键。对于大多数一年生作物，一般在种植前施氮作基肥。在幼苗出苗和快速生长后，土壤施氮与作物最大吸收之间的滞后时间过长，可能会导致氮在根区以下淋溶，从而不能供植物吸收。为了使氮营养的效益最大化，并确保在整个生长季都能获得充足的氮，可能需要在生长季后期额外施氮。因此，为了洋葱生产的高产和优质，按照推荐或接受的程序优化氮肥施用是很重要的[1］．

硫(S)是植物和微生物所需的,及其在土壤是物种形成依赖于土壤的化学状态,包括(1)氧化还原电位,即土壤溶液的趋势获得或失去电子,从而表明土壤的有氧或无氧状态,(2)土壤酸度2］．在给定土壤中的植物可用性取决于土壤中的S形态，受到基础过程和物理化学因素的影响，即水测井。s的氧化在土壤中是一个生物过程，由几种微生物进行，即硫氧化硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、硫代硫杆菌、反硝化硫杆菌和中篇硫杆菌．这种转化的速率由三个主要因素决定，即土壤中的微生物种群、S源的物理性质和环境条件。大多数农业土壤中都含有一些能够氧化S的微生物，而在S氧化过程中最重要的微生物是属于S属的一组细菌(SoxB)硫杆菌．这些细菌的种群密度通常决定了S被转化的程度在土壤中。人口密度硫杆菌可以在不同的土壤中基本上变化。在实验室条件下，在某些土壤中氧化率可以通过接种而显着增加硫杆菌［3.］．然而，在野外条件下，接种并不十分有效。施用S产品后，土壤中S氧化细菌的数量增加。

硫(S)是一种必需的植物营养物质;但其在土壤中的含量仅为全氮含量的10%左右[4］．因此，对植物营养的调查是相当少，因为在大多数情况下，肥料中的含量和大气沉积供应足够的量[5］．

近年来从大气沉积中减少的硫输入导致农业土壤中硫的负平衡，因为作物植物越来越依赖土壤来供应作物对硫的需求[6］．在极端缺乏的情况下，S有效性不足会导致产量下降和植物产品中S含量降低[7］．土壤中的大多数S与有机分子结合，因此不易被植物吸收。S氧化剂的使用提高了S的自然氧化速率和硫酸盐的生产，使植物在其关键阶段能够获得它们，从而提高了植物产量[8］．在无机S化合物的微生物氧化过程中，反应往往模仿化学模型，但形成的中间产物相互化学作用，使途径复杂[9］．对S的需求主要因作物种类和植物发育阶段的不同而不同。与小麦和大豆相比，向日葵对硫的需求要大得多。大豆、水稻和玉米在生长初期对S的需求量较低[10］．

本研究的目的是研究不同施氮量(62 ~ 248 kg hm2)的效果⁻¹）或没有SOXB，苏克酸和氮气固定细菌（NFXB）的组合作用对新开垦土壤的洋葱产率，质量和营养吸收。

2.材料和方法

田间试验在埃及开罗南部吉萨省的El-Saff地区进行，该地区位于北纬29°38 ' 25.1 "和北纬31°19 ' 26.8之间^”E.这个地区的年平均降雨量只有2到5毫米。在2007-2008年的冬季生长季，平均温度为13至21°C。通常在春季或夏季，来自南方的风暴(被称为“Khamaseen”)会带来沙尘，有时还会将沙漠温度提高到38摄氏度以上。根据Page等人测定的表层土壤(0-30厘米)的物理和化学性质[11]和粮农组织[12含砂、粘粒和粉砂的显示含量分别为87.6、6.8和5.6%。其他性质包括有机物= 0.35%，CaCO_3.= 12.7%时，速效氮、磷、钾和硫的浓度分别为15.3、10.6、65.7和7.4 mg kg⁻¹， pH = 7.80, EC = 2.3 dS m⁻¹．洋葱(洋葱L -栽培品种：胶水20）幼苗在行间距0.5米的行的两侧分开10厘米，绘图区域为3米²（ m).

采用3个重复的随机完全区组设计评价以下处理:(i)对照，即不接种或不施氮肥的土壤(CK);(ii)、(iii)及(iv)分别收到62,124及248公斤公顷¹分别为62N、124N和248N，（v）至（VII）是与（II）至（IV）类似的处理，其接种S氧化细菌（SOXB）：（62N + SOXB; 124N + SOXB; 248N + SOXB），(viii)不施氮肥，加接种SoxB和固氮菌(NFxB):(CK + SoxB + NFxB)。

施用过磷酸钙(6.8%磷)和硫酸钾(43%钾)，量分别为494和247 kg hm2⁻¹，并在种植前与土壤混合。氮肥以硝铵(33.5% N)的形式分播3次，即播期和月间隔2次施用。所有处理均以620公斤公顷的单质硫(S)进行处理⁻¹和25毫克哈⁻¹在种植之前掺入有机肥料。每48小时通过滴水系统进行一次灌溉，每排一滴磁带和4 L H⁻¹放电速率间隔为0.33 m。

2．1．使用的微生物和接种方法

本研究中使用的各种微生物包括SOXB和NFXB，具有其生长参数。使用的方法如下所示。

2.2。Thiobacillus硫氧酰胺（硫氧化细菌（SOXB））

硫杆菌thiooxidans国家研究中心农业微生物学部分离并鉴定菌株[13),埃及开罗。使用Starkey’s培养基在250 mL Erlenmeyer烧瓶中培养细菌[14在220转/分的激振器上，在30°C下进行4周。用光密度计数的肉汤中细菌培养密度为10⁸CFU ML.⁻¹然后再用有机肥进行强化。接种处理以100 mL小区的速率施用⁻¹与称量的有机粪肥混合，然后均匀地广播到绘图区域。

2．3.游离固氮细菌(NFxB)

高效植物根际促生菌(PGPR) (固氮菌chroococcum和Azospirillum Lipoferum)，选自埃及开罗国家研究中心农业微生物系培养物。Azospirillum在苹果酸酵母提取物培养基上保持在30℃，而固氮菌被放在阿什比的甘露醇琼脂上的固氮菌和Azospirillum在30°C旋转摇瓶培养箱中，在营养液中独立培养48小时。的密度固氮菌和Azospirillum在肉汤里是10⁷和10⁶CFU毫升⁻¹,分别。每个培养液100毫升固氮菌和Azospirillum最初包含和活细胞毫升⁻¹，每小区分别加入预称量的有机肥，均匀分布在小区表面积。

２.４.响应参数

土样被从0到15厘米深度7日从每个情节,15、30、60、90和120天后种植水溶性硫酸盐和博士分析的植物样本收集成熟阶段(150天)来测量叶长度、新鲜和干叶子的权重和灯泡,和总收益。植物中N、P、K、Zn、Fe和Mn的含量根据Kalra和Maynard [15］．

将获得的两个连续季节的平均值进行双向方差分析(ANOVA)，以检验处理效果的显著性。均数差异的显著性检验使用了snede和Cochran所描述的最小二乘差(LSD) [16］．

3.结果与讨论

3．1.洋葱根际硫氧化对土壤某些性质的影响

研究了洋葱根际土壤中S的氧化过程在植物生长期的不同时间浓度(图1)。的N (62 ~ 248 kg ha)浓度随施氮速率的增加而增加⁻¹)。此外，接种SoxB可增加SO₄浓度在所有的氮速率。与单独接种SoxB相比，联合接种SoxB和NFxB(不施氮)似乎没有增强S氧化。大多数农业土壤含有丰富的原生SoxB种群;因此，SoxB接种可能是不必要的。然而，有些土壤确实对接种SoxB有响应，就像本研究中一样。我们的结果与Kapoor和Mishra的一致[17报道了在pH为8.0的田间土壤中硫的快速氧化，接种SoxB进一步提高了氧化速率。

的种植后7 ~ 30 d，土壤中磷的含量分别增加了38、35 ~ 56、52 ~ 68和56%，对照为62 ~ 248 kg hm2¹n率，不同的n率加上Soxb接种，以及Soxb和Nfxb接种处理。随后，这一点浓度降低至120 DAP。在30 - 120 DAP之间，上述处理的相应降低百分比分别为45、40 - 43、29 - 30和31%。这些结果表明，在接种SoxB的土壤中，生长速率增加与未接种SoxB的土壤相比，接种SoxB的土壤在7 ~ 30 DAP时浓度降低较大，30 ~ 120 DAP时浓度降低较小。浸出的在土壤采样深度下方可能会占据这种减少浓度。接种soxb土壤中S的净矿化显著高于未接种soxb土壤。

3.2。洋葱根际土壤pH的变化

大多数处理在7 ~ 30 DAP时，土壤pH值均有所下降或保持不变，60和90 DAP时pH值逐渐升高，120 DAP时pH值最高(图)2)。pH值的初始下降可能是由于H⁺S氧化过程中释放的离子。当元素S被施用于土壤时，SoxB会发生生物反应，产生硫酸，降低土壤pH值[18］．对收获后的田间土壤样品分析表明，土壤接种SoxB使土壤pH值从7.8降低到7.5。Anandham等人[19报道了接种SoxB也使土壤速效硫从7.4 kg ha增加到8.43 kg ha⁻¹， EC为0.20 ~ 0.25 dS m⁻¹．Anandham等人[19土壤pH值从7.2降至7.0;但对植物生长没有明显的负面影响。对花生生产的研究表明，施用元素S (0.6 Mg ha .⁻¹)和接种硫杆菌在生长期结束时，显著降低土壤pH值从8.2降至7.1 [20.］．钙质和盐渍土壤期望土壤pH降低，以改善植物生长和足够的微量营养素可用性。

3．3.植物生长与产量

洋葱株高增加32%，亩产62公斤¹施氮量与不施氮量的比较(表1)。进一步增加施氮量对株高无显著影响。土壤接种不同施氮量的SoxB对株高没有任何有利影响。接种SoxB和NFxB(无氮)土壤的植株高度为62 ~ 248 kg ha⁻¹与不施氮和不接种的土壤相比，施氮量分别增加62%和32 ~ 53%。接种SoxB和NFxB的土壤也获得了最高的洋葱产量(表1)，其次为土壤248 kg ha⁻¹N和SoxB接种。不同施氮量下，接种SoxB的洋葱产量较未接种SoxB的洋葱产量显著提高47 ~ 69%。在不接种不施氮的土壤中，洋葱产量最低。氮和硫似乎对洋葱植物的各种生长参数和风味生物合成途径有很强的影响[21］．宋忠等[1研究了不同施氮水平(1.5、3.0、6.0、12.0和24.0 mmol L)对番茄生长的影响⁻¹N)的含量葱属植物fistulosum L。var.剩下牧野)。高氮(24 mmol L⁻¹)显著抑制植物生长，抑制S同化，降低刺鼻性。然而，施氮量在360 - 600公斤氮公顷范围内⁻¹氮素在中国张钦县很常见，尽管推荐用量只有240公斤氮公顷⁻¹目标产量为60毫克公顷⁻¹［22］．

硫基肥料降低了土壤的pH值，从而增加了其他植物养分的吸收，从而有助于增产。我们的研究结果与Sullivan等人的研究结果一致[23， Sutaliya等人[24， El-Desuki等[25］．Smatanová等[26报道了S - as (NH₄）₂所以₄对蔬菜的产量和品质有积极的影响。Anandham等人[19]报道了两者的接种硫杆菌和根瘤菌在盆栽和田间试验中，与单株接种相比，苗期40和80 d时，苗高、根长和植株生物量均有所增加。班纳吉和耶斯敏[27]发现，在缺S土壤中，根际S氧化菌与元素S联合使用可提高油菜产量。因此，他们得出结论，s氧化根际细菌可以有效地提高油菜产量。

惠普尔[28]指出，植物促生菌(PGPR)的重要性已得到证实，在一定程度上，其有益作用可能与生防有关。PGPR通过抑制主要病原菌引起的已知病害或减少次要病原菌的有害影响，即微生物减少植物生长但无明显症状，间接促进植物生长。Yesmin和Banerjee [29这些细菌对满足植物对S元素的需求至关重要。这些S元素对油菜出苗有促进作用。结果表明，细菌接种提高了油菜的生物量和产量。Okon和Labandera-Gonzalez [30.]报告说，在使用S氧化剂的试验中，60-70%的小麦产量提高了30%。产量的增加主要是由于固氮、植物激素和硝酸盐的减少等机制。

对根际细菌接种的响应取决于不同的因素，包括接种、存活和运动机会、土壤颗粒吸附、与根际细菌本地种群的竞争和土壤肥力[31,32］．一些土壤微生物，比如Azospirillumsp。33]，肠杆菌属sp。固氮菌sp。假单胞菌sp。34，显示能促进植物生长[35]通过促进次生根的爆发，通过释放植物激素和铁载体，作为抵御致病微生物的保护剂[36］．

3．4．洋葱鳞茎的营养吸收

在接种索毒和NFXB的土壤中生长的植物中，在植物中生长的植物中的吸收高，然后在植物中接受N率加上Soxb，仅N和没有N或接种的土壤（表2)。这一趋势也支持洋葱产量的趋势，因此，特定土壤处理增加养分吸收有助于增加鳞茎产量(见表)1和2)。接种SoxB和NFxB降低土壤pH可能有助于增加微量元素的有效性，从而导致微量元素吸收增加(见表)2)。接种SoxB和NFxB的土壤中，洋葱鳞茎中氮的浓度较高。这些结果与Rizk [37和El-Desuki等人[25他的结论是，充分利用氮和硫是提高产量的关键。

4。结论

该研究的结果证明了N和元素S应用的有益效果以及在洋葱产率上接种Soxb和NFxB。平衡施肥对于增加产量和净返回至关重要，同时最大限度地减少对环境的营养损失。然而，需要在不同的茄属植物条件下进行更多的现场研究来确认上述结果。

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