石灰岩高效侵蚀细菌的促生特性研究文献综述

 2022-06-24 23:21:03

文献综述

摘要

高效侵蚀细菌是一种对岩石具有强烈分解作用的菌种,它能够加速岩石的风化,促进土壤的形成,因此其在边坡修复中有着特别重要的意义。部分高效溶蚀菌种可以通过固氮、溶磷、解钾、分泌植物激素如吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)等促进植物的生长发育,分泌铁载体、1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶等还可增强植物对病害、重金属、盐碱等逆境的抗性。多年来,研究者在水稻、小麦等作物、牧草、药用植物中分离获得了很多PGPR菌株,对其促生特性进行了有益的探索,而在水土保持林木中的研究鲜有报道。本研究通过从岩石周边的土壤中分离出的四种高效溶蚀菌种,经过不同培养基的试验,探究其溶磷、解钾、分泌植物激素如吲哚乙酸,分泌铁载体的能力,以期为微生物在边坡修复客土喷播中的应用提供理论依据。

关键词:高效溶蚀菌种 促生特性 客土喷播

引言

高效溶蚀菌种是从岩石周边土壤中分离出来的,经鉴定其对岩石的风化具有显著的促进作用。高效溶蚀菌种可将岩石分解为细粒,形成土壤,从而使得岩石中难以被植物吸收利用的营养元素转化为可利用的离子形态,有利于植物定植,最终促进岩石裸露地区土层增厚,可与喷播基质较好融合,解决喷播基质效果仅仅作用于岩石表面、容易剥落的问题。同时部分高效溶蚀菌种可以通过固氮、溶磷、解钾、分泌植物激素如吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid,IAA)等促进植物的生长发育,分泌铁载体、1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶等还可增强植物对病害、重金属、盐碱等逆境的抗性[2]。因此对高效溶蚀菌种的研究具有双重作用,既能够促进岩石的风化,还能够促进植被的生长。

正文

微生物在边坡修复客土喷播技术中的应用前人已有了研究。上世纪50年代开始,仍是边坡绿化主流方式的快速绿化法遭到日本公众的质疑与批判,开发一项能够更有效保护和恢复自然生态的边坡绿化新技术成为当时的研究热点[17]。20 世纪50年代后期,伴随新干线、高速公路等大规模建设以及日本经济高速发展起来的快速绿化法使用的是从国外引进的草种,该类草种生长迅速且覆盖力强,能很快起到抗冲防蚀的作用。而急速生长也导致前期施加的肥料效力消失后植被急剧衰退,此时周边本土植物开始侵入,并替代处于枯干状态下但仍覆盖着边坡的原有草本植物,一年生与多年生草本植物及灌木入侵、繁衍,最终形成稳定的植物群落。而在该永久型群落形成前,多数养护人员出于防止原草生长减退、边坡再度出现裸露的考虑,反复追肥以期原有草本植物能长久维持,此举不仅对维持边坡生境殊无益处,而且阻碍了本土植物的入侵与繁衍。此外,引进草种的生长繁殖对原有生态群落的破坏受到众多非议,此后有关专家与学者对生态边坡复绿方法的开发方面作了大量长期尝试与探索,并将焦点逐渐集中于开发出的客土喷播技术。

客土喷播法原以高次团粒结构(SF 绿化施工法)为基础,经发展,现已结合包括使用粘着性植物纤维(TG绿化施工法)、培育当地表土(ER绿化施工法)及以覆盖3-5cm长稻草(MF 绿化施工法)等技术在内的多种方法,成为一种综合实用型边坡防护技术。其原理则是利用高次团粒剂形成密实的客土结构,利用植物纤维的穿插进行网络固持,从而造就具耐降雨侵蚀、牢固透气并与自然表土相近的植物生长基础。其优势在于:能在岩石上为植被创造良好的生长条件,形成与自然表土类似的植物生长基础,促进对环境要求严格的植物种类生长繁殖,培养可稳固边坡并与生境和谐的植被,有效恢复生态,形成后期可粗放管理的稳定植物群落,从而加速工程建设过程中破坏生态系统的恢复。这一显著优势正与日本现推崇的自然友好、可持续繁衍的森林化方针一致,因此该技术在日本发展迅速,被誉为―从种子到森林的再生技术,目前日本开发的客土喷播施工方法已多达20余种。从理论与实践角度来说,纯植草方式已经被否定,在条件允许情况下基本要求成林,因此日本普遍现行的边坡防护措施是稳固的工程防护与客土喷播的生物防护并行,此措施既可保证边坡的安全稳固,又能实现趋于自然的野化绿化效果,最大程度恢复生态平衡。

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