玉米苗期抗旱促生微生物拌種劑應(yīng)用效果初報(bào)

遲 冉，王 輝，趙曉爽，李思怡，孫軍德*，曹敏建*

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧沈陽 110866;2.遼寧省農(nóng)科院植保所，遼寧沈陽 110866)

微生物拌種劑中含有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的有益菌，其原理是利用微生物生命活動(dòng)來改善植物生長(zhǎng)環(huán)境，或產(chǎn)生利于植物生長(zhǎng)的生長(zhǎng)素、赤霉素、氨基酸等代謝產(chǎn)物，刺激作物的生長(zhǎng)和根系的發(fā)育，有些微生物同時(shí)具有增強(qiáng)植物抗逆性功能，提高作物的抗旱能力，對(duì)北方干旱條件下的保苗保產(chǎn)具有重大意義。本試驗(yàn)利用從玉米根際土壤中篩選出的菌株制備成復(fù)合拌種劑，進(jìn)行田間小區(qū)試驗(yàn)，研究拌種劑對(duì)玉米出苗及產(chǎn)量的影響，對(duì)拌種劑的應(yīng)用效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌種 枯草芽胞桿菌(Bacillus subtilis)和膠質(zhì)芽胞桿菌(Bacillus mucilaginosus)均為沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)微生物課題組分離、鑒定及保藏。

1.1.2 種子 試驗(yàn)均采用鄭單958品種玉米種子。

1.2 方法

1.2.1 拌種劑的制備與拌種處理 在無菌條件下，將活化菌株接至液體培養(yǎng)基中(250 mL三角瓶?jī)?nèi)加入50 mL培養(yǎng)基)，最適條件培養(yǎng)，以10%的接種量接種到發(fā)酵瓶中，最適條件擴(kuò)大培養(yǎng)48 h。將2種菌懸液分別稀釋至108cfu/mL制成拌種劑，在4℃條件下保存7 d，回復(fù)至常溫后進(jìn)行拌種，使菌液均勻粘附于種子表面，陰涼通風(fēng)處晾干備用［1-2］。共設(shè)3個(gè)處理，枯草芽胞桿菌拌種劑處理BC、膠質(zhì)芽胞桿菌拌種劑處理VA、2種拌種劑按照體積比1∶1配比成復(fù)合拌種劑處理CR、用無菌水拌種為對(duì)照處理CK。

1.2.2 根際微生物測(cè)定 采用稀釋平板計(jì)數(shù)法［3］。

1.2.3 田間試驗(yàn) 試驗(yàn)地點(diǎn)為昌圖八面城，播種面積為340 m2，8壟(16行)，行間距55 cm，株間距27 cm。

1.2.4 土壤樣品采集 根據(jù)玉米生長(zhǎng)期，于2012年5月28日(苗期)、2012年10月1日(成熟期)、2013年5月30日(苗期)進(jìn)行3次采樣。采用蛇形5點(diǎn)取樣法取全株作物及地下5～20 cm作物根際土樣，將樣品分別裝入無菌袋，用于苗期土壤微生物數(shù)量及幼苗生長(zhǎng)狀況的檢測(cè)。

1.2.5 測(cè)定及計(jì)算方法 田間出芽率、平均株高(cm)按照朱廣廉［4］的方法測(cè)定。丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率、葉綠素含量測(cè)定參考張憲政等［5］的方法。收獲期測(cè)定指標(biāo):

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物拌種劑對(duì)苗期玉米長(zhǎng)勢(shì)的影響

微生物拌種劑對(duì)苗期玉米長(zhǎng)勢(shì)的影響結(jié)果見表1。由表1可知，3個(gè)拌種劑處理組與對(duì)照組相比，在植株長(zhǎng)勢(shì)上有很大差異，株高、干重及葉面積都有明顯增加，使用拌種劑后作物根系較發(fā)達(dá)，莖部粗壯，作物葉片顏色較深。2012年與2013年的試驗(yàn)結(jié)果表明，使用拌種劑田間促長(zhǎng)效果顯著，其中使用復(fù)合拌種劑的促長(zhǎng)效果最明顯，兩年平均出苗率提高4.6%，株高增加15.4%，干重提高27.9%。

表1 微生物拌種劑對(duì)苗期玉米長(zhǎng)勢(shì)的影響Table 1 Effect of liquid microbes on growth of maize seedlings

2.2 微生物拌種劑對(duì)苗期玉米理化指標(biāo)的影響

植物在干旱等逆境條件或本身衰老時(shí)，丙二醛是發(fā)生膜脂過氧化作用產(chǎn)物之一，作為脂質(zhì)過氧化指標(biāo)表示細(xì)胞膜脂過氧化程度和對(duì)逆境條件反應(yīng)的強(qiáng)弱。由表2可以看出，3個(gè)拌種劑處理玉米葉片中丙二醛含量都低于對(duì)照，其中CR處理組含量最低，2 a平均低于對(duì)照16.8%。當(dāng)植物組織受到各種逆境條件時(shí)，細(xì)胞內(nèi)部分電解質(zhì)外滲，外液電導(dǎo)率將增大，用電導(dǎo)儀測(cè)定外滲液電導(dǎo)率的變化可以反映出質(zhì)膜受到傷害的程度，作物電導(dǎo)率變得愈大，表示受害愈重，抗性愈弱。使用拌種劑的作物相對(duì)電導(dǎo)率均明顯低于對(duì)照，其中，使用CR拌種劑的處理組電導(dǎo)率最小。當(dāng)植物組織處于各種逆境條件如干旱的時(shí)候，由于水分缺失，光合作用及氮代謝速率降低。光合作用速率越小，表示受干旱影響越大，抗性越弱，反之則抗性愈強(qiáng)。3組處理的葉綠素含量均高于CK，其中CR處理組的葉綠素含量明顯高于對(duì)照組，平均提高幅度為6.0%。綜合2 a試驗(yàn)結(jié)果說明，使用拌種劑能降低作物在環(huán)境中受到的傷害，而且復(fù)合拌種劑作用效果明顯好于單一菌拌種劑。

表2 微生物拌種劑對(duì)苗期玉米理化指標(biāo)的影響Table 2 Effects of microbial inoculants dressing on the physiochemical indexes of Maize Seedlings

2.3 使用拌種劑對(duì)玉米根際微生物的影響

土壤中的微生物，特別是植物根際微生物是土壤有機(jī)體重要組成部分，對(duì)于土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和吸收有重要作用。施加菌劑對(duì)土壤主要微生物數(shù)量影響較大，對(duì)照組細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)差異顯著。通過稀釋平板法對(duì)玉米幼苗期的土壤根際微生物數(shù)量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見表3。

表3 不同拌種劑對(duì)玉米苗期土壤根際微生物數(shù)量的影響Table 3 Effects of different seed dressing agent quantity of maize rhizosphere soil microorganism

由表3可知，與對(duì)照相比，拌種后作物根際土壤微生物總數(shù)增加顯著，其中復(fù)合拌種劑處理組的增加幅度最大，且在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，拌種后根際土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌種類增多。土壤微生物數(shù)量和種類的增加，歸結(jié)于拌種劑中微生物的生長(zhǎng)和對(duì)土著菌生長(zhǎng)的相互促進(jìn)作用。

2.4 微生物菌劑拌種對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響

由表4可以看出，CR、BC和VA處理百粒重均高出對(duì)照組，提高幅度為 10.8%、7.2%和2.4%。說明使用拌種劑可提升種粒的飽滿程度，提高玉米的品質(zhì)。經(jīng)濟(jì)系數(shù)是表示有機(jī)物轉(zhuǎn)化為人類所需要的產(chǎn)品的能力，經(jīng)濟(jì)系數(shù)愈大，說明轉(zhuǎn)化的能力越大，越能達(dá)到栽培的目的。由表4可知，CR處理組的經(jīng)濟(jì)系數(shù)明顯高于對(duì)照組，BC、VA處理組高于對(duì)照組，但差異性并不顯著。CR處理在收獲期的畝產(chǎn)量高出對(duì)照4.2%，說明使用復(fù)合拌種劑不但可以提高玉米品質(zhì)，而且起到了增產(chǎn)的目的。

表4 微生物拌種劑對(duì)玉米經(jīng)濟(jì)效益的影響Table 4 Effects of microbial fertilizer seed dressing on economic benefits of Maize

3 討論

玉米對(duì)干旱比較敏感，缺水會(huì)對(duì)玉米生長(zhǎng)和產(chǎn)量造成不同程度的影響。近年來的研究表明，根際微生物不僅可刺激植物生長(zhǎng)及促進(jìn)作物增產(chǎn)，而且有提高作物抗逆性的作用。雖然2012年和2013年間降雨量充足，遂未能驗(yàn)證出拌種劑提高種子抗旱性的效果，然而，試驗(yàn)結(jié)果表明，使用拌種劑可以提高玉米出苗率，促進(jìn)玉米幼苗的生長(zhǎng)和根系的發(fā)育。對(duì)幼苗生理指標(biāo)的檢測(cè)表明，使用拌種劑可以在一定程度上降低環(huán)境對(duì)玉米幼苗的傷害，而且可增加玉米根際土壤微生物數(shù)量及種類，這將促進(jìn)土壤有機(jī)物的分解，對(duì)提高土壤肥力起到一定的作用。同時(shí)，使用拌種劑能提高玉米品質(zhì)，增大經(jīng)濟(jì)系數(shù)，最終起到增加產(chǎn)量的目的。試驗(yàn)研究表明，復(fù)合拌種劑較單一菌拌種劑對(duì)玉米的促長(zhǎng)作用更為明顯，這與卲秀麗［6］研究得出的單一菌株的作用效果遠(yuǎn)比不上復(fù)合菌群對(duì)植物的共同作用效果的結(jié)果一致。

近年來，隨著人們對(duì)微生物研究的深入，微生物在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用越來越受到人們的重視，如能合理地利用微生物和植物之間的互助關(guān)系，提高植物自身對(duì)干旱等逆境的防衛(wèi)機(jī)制，能在促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物品質(zhì)的同時(shí)而又有利于環(huán)境友好，實(shí)為一舉多得，其研究和產(chǎn)業(yè)化前景光明、市場(chǎng)廣闊，是今后在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)生物技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域之一。

［1］ 葉峰.降解三苯類復(fù)合微生物菌劑的制備及性能［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2009，29(3):300-305.

［2］ 王敏，姚維傳，張從宇，等.抗旱劑對(duì)玉米出苗和幼苗生長(zhǎng)的影響［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào).2003，19(4):33-36.

［3］ 沈萍，陳向東.微生物學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2008:16-17.

［4］ 朱廣廉，鐘海文，張愛琴.植物生理學(xué)試驗(yàn)［M］.北京:北京大學(xué)出版社，1990.

［5］ 張憲政.作物生理研究法［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1990.

［6］ 卲秀麗.復(fù)合微生物菌劑制備及在大蒜生產(chǎn)中的應(yīng)用［D］.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.