康寧霉素對(duì)國(guó)槐幼苗根系生長(zhǎng)的影響

朱衍杰，張秀省，穆紅梅

（聊城大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山東 聊城 252059）

康寧霉素對(duì)國(guó)槐幼苗根系生長(zhǎng)的影響

朱衍杰，張秀省，穆紅梅

（聊城大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山東 聊城 252059）

主要探究了康寧霉素不同施用方法對(duì)國(guó)槐幼苗根系生長(zhǎng)的影響。分別采用葉面噴施和灌根兩種方法處理國(guó)槐幼苗后，取國(guó)槐幼苗完整的根系，利用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)對(duì)根系進(jìn)行掃描和分析，并比較這兩種處理下國(guó)槐幼苗根系的總根長(zhǎng)、根系總表面積、根系總體積、根尖數(shù)等的變化情況。結(jié)果表明：康寧霉素葉面噴施與灌根兩種方式處理可以在一定濃度范圍內(nèi)增加國(guó)槐幼苗根系的總根長(zhǎng)、總表面積、總體積、根尖數(shù)等；另外，康寧霉素處理下可以有效地提高國(guó)槐幼苗的根系活力。其中，與康寧霉素葉面噴施相比，康寧霉素灌根處理的促進(jìn)效果更顯著。

康寧霉素；國(guó)槐幼苗；根系生長(zhǎng)

國(guó)槐是我國(guó)園林綠化中一種重要的綠化樹種之一，由于廣泛應(yīng)用于園林綠化中，其繁殖培育成為當(dāng)前主要的任務(wù)。一般地繁殖方法在培育過程中常有病蟲害的發(fā)生，嚴(yán)重限制了其生長(zhǎng)。生產(chǎn)中采用常規(guī)藥劑進(jìn)行防治，但這對(duì)國(guó)槐的生長(zhǎng)液產(chǎn)生了一定的影響，不能確保國(guó)槐的迅速生長(zhǎng)。木霉菌屬于半知菌亞門絲狀真菌，是重要的酶和抗生素的生產(chǎn)菌株，也常用作植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑和生物殺菌劑的生產(chǎn)。木霉還能產(chǎn)生多種抗菌物質(zhì)參與其生物防治過程[1]。Trichokonins是一種木霉多肽類物質(zhì)，該多肽物質(zhì)從海洋微生物中篩選出來的木霉菌株，其孢子產(chǎn)生的一種多肽物質(zhì)，命名為康寧霉素（Trichokonins）。

近年來，國(guó)內(nèi)外關(guān)于木霉促進(jìn)植物生長(zhǎng)的研究報(bào)道與日俱增，木霉能夠促進(jìn)花生生殖生長(zhǎng)，使其從土壤中吸收更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而使花生根系發(fā)達(dá)，促進(jìn)花生的生長(zhǎng)[2-3]。陸寧海等研究發(fā)現(xiàn)對(duì)番茄施用哈茨木霉后，番茄幼苗的株高、根系長(zhǎng)度及鮮重等明顯增加[4]。還發(fā)現(xiàn)不同含量的哈茨木霉可以促進(jìn)番茄幼苗的株高、根系長(zhǎng)度、地上部鮮重和根系鮮重明顯增加[5]。黃綠木霉T1010能促進(jìn)土壤中其它有益微生物的生長(zhǎng)，使櫻桃側(cè)根數(shù)增加，櫻桃產(chǎn)量增加[6]。這些充分證明了木霉在促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)方面有較好的前景。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

將國(guó)槐種子用0.1%的次氯酸鈉進(jìn)行消毒處理，然后用40～50℃的溫水浸種24 h，待浸種結(jié)束后，將其種于已滅菌的沙土（沙與土的比列為1∶2）中，置于日溫為27±1℃，夜溫為22±1℃，濕度為60%±10%的人工氣候培養(yǎng)室中，進(jìn)行育苗；待到國(guó)槐幼苗長(zhǎng)至3～4片真葉時(shí)，分別用不同濃度的康寧霉素灌根和噴施處理；每個(gè)處理每次進(jìn)藥量為2 mL，一周處理一次，共處理4次。定時(shí)澆灌改良的霍格蘭氏營(yíng)養(yǎng)液。最后一次處理結(jié)束后的第三天開始取樣，每個(gè)處理分別取10株，以后每隔10天進(jìn)行取樣，共三次取樣，并沖洗完整的國(guó)槐幼苗根系。

1.2 供試儀器與試劑

WinRHIZO根系分析系統(tǒng)（加拿大）；STD4800根系掃描儀；分光光度計(jì)，恒溫箱；乙酸乙酯，次硫酸鈉，2,3,5,-三苯基氯化四氮唑（TTC）等。

1.3 試驗(yàn)方法

將培育好的國(guó)槐幼苗的根系，盡量保證其完整性的進(jìn)行沖洗干凈，再放入超聲波清洗器中清洗10 min左右，用濾紙將水分吸干，待用。

在電腦上上安裝軟件，順序依次為：掃描儀驅(qū)動(dòng)、加密狗驅(qū)動(dòng)（為避免出現(xiàn)不識(shí)別的情況，建議先裝軟件）；

安裝掃描儀，將其接線連接好；將清洗干凈的根系放入根盒里面進(jìn)行掃描；將加密狗插入電腦USB口，打開WinRHIZO軟件，調(diào)整控制掃描儀掃描獲得圖片；

使用WinRHIZO軟件對(duì)根系進(jìn)行分析、保存結(jié)果等操作。

圖1 康寧霉素灌根處理國(guó)槐幼苗根系總根長(zhǎng)的變化Fig. 1 The change of root total length of the Sophora japonica seedling with the Trichokonins root-irrigation

根系活力的測(cè)定采用TTC法[7]。

2 結(jié)果與分析

將各種處理的國(guó)槐幼苗根系進(jìn)行沖洗，保證根系的完整性。并通過STD4800根系掃描儀對(duì)國(guó)槐幼苗根系進(jìn)行掃描，并保存圖片；然后用WinRHIZO根系分析系統(tǒng)軟件對(duì)掃描的根系圖片進(jìn)行分析，保存結(jié)果。

2.1 國(guó)槐幼苗根系總根長(zhǎng)以及平均直徑的變化

由圖1、2、3、4可知，隨著國(guó)槐幼苗植株的生長(zhǎng)，通過三次取樣可以看出每組處理的國(guó)槐幼苗根系總根長(zhǎng)、根系平均直徑呈升高趨勢(shì)，并且三次取樣之間具有顯著差異性，都隨著康寧霉素濃度的降低呈先升高后降低的趨勢(shì)，在康寧霉素濃度為300～0.3 mg/L之間隨著濃度的降低呈升高趨勢(shì)，在0.3～0.003 mg/L之間呈下降趨勢(shì)，不同濃度處理之間的變化較為顯著；這兩種處理方式下國(guó)槐幼苗根系總根長(zhǎng)都在康寧霉素濃度為0.3 mg/L下最大，灌根處理下，三次取樣分別比對(duì)照高出50.27、60.99、82.61 cm，第三次取樣根系增長(zhǎng)最大；噴施處理下，三次取樣與對(duì)照相比分別提高了45.66、55.22、57.26 cm，第三次取樣根系增長(zhǎng)最大。在康寧霉素灌根處理下濃度為0.3 mg/L時(shí)根系平均直徑提高效果最好，三次取樣分別比對(duì)照高出0.28、0.21、0.32 mm；而在康寧霉素噴施處理下濃度為3mg/L時(shí)根系平均直徑提高效果最好三次取樣分別比對(duì)照高出0.21、0.22、0.27 mm。結(jié)果顯示，康寧霉素灌根處理在一定范圍內(nèi)優(yōu)于康寧霉素噴施處理。

2.2 國(guó)槐幼苗根系總表面積以及總體積的變化

圖2 康寧霉素噴施處理國(guó)槐幼苗根系總根長(zhǎng)的變化Fig. 2 The change of root total length of the Sophorajaponica seedling with the Trichokonins spraying

圖3 康寧霉素灌根處理國(guó)槐幼苗根系平均直徑的變化Fig. 3 The change of root average diameter of the Sophorajaponica seedling with the Trichokonins root-irrigation

由圖5、6、7、8可知，隨著國(guó)槐幼苗植株的生長(zhǎng)，通過三次取樣可以看出每組處理的國(guó)槐幼苗根系總表面積呈升高趨勢(shì)，并且在康寧霉素濃度為300 mg/L～3 mg/L時(shí)隨著濃度的降低呈升高趨勢(shì)，在濃度為0.3～0.003 mg/L時(shí)呈先降低的趨勢(shì)。三次取樣中，對(duì)根系總表面積、總體積促進(jìn)效果較好的都是在康寧霉素濃度為0.3 mg/L時(shí)，在康寧霉素灌根最適濃度處理下，三次取樣中，根系總表面積分別比對(duì)照高出7.69、16.54、28.45 cm2；根系總體積分別比對(duì)照高出0.10、0.36、0.59 cm3，以第三次取樣中根系總表面積、總體積增加最大；康寧霉素噴施最適濃度處理下，三次取樣中，根系總表面積分別比對(duì)照提高了6.84、14.41、21.26 cm2；根系總體積分別比對(duì)照提高了0.059、0.20、0.35 cm3；以第三次取樣根系總表面積、總體積增加最大；結(jié)果顯示，康寧霉素灌根處理在一定范圍內(nèi)優(yōu)于康寧霉素噴施處理。

圖5 康寧霉素灌根處理國(guó)槐幼苗根系總表面積的變化Fig. 5 The change of root total surface area of the Sophorajaponica seedling with the Trichokonins root-irrigation

圖7 康寧霉素灌根處理國(guó)槐幼苗根系總體積的變化Fig. 7 The change of root volume of the Sophora japonica seedling with the Trichokonins root-irrigation

圖4 康寧霉素噴施處理國(guó)槐幼苗根系平均直徑的變化Fig. 4 The change of root average diameter of the Sophorajaponica seedling with the Trichokonins spraying

2.3 國(guó)槐幼苗根系根尖數(shù)的變化

圖6 康寧霉素噴施處理國(guó)槐幼苗根系總表面積的變化Fig. 6 The change of root total surface area of the Sophorajaponica seedling with the Trichokonins spraying

圖8 康寧霉素噴施處理國(guó)槐幼苗根系總體積的變化Fig. 8 The change of root volume of the Sophora japonica seedling with the Trichokonins spraying

圖9 康寧霉素灌根處理國(guó)槐幼苗根系根尖數(shù)的變化Fig.9 The change of root tip number of the Sophora japonica seedling with the Trichokonins root-irrigation

圖10 康寧霉素噴施處理國(guó)槐幼苗根系根尖數(shù)的變化Fig.10 The change of root tip number of the Sophorajaponica seedling with the Trichokonins spraying

由圖9、10可知，隨著國(guó)槐幼苗植株的生長(zhǎng)，通過三次取樣可以看出每組處理的國(guó)槐幼苗根系根尖數(shù)呈升高趨勢(shì)，三次取樣之間增幅較大；康寧霉素處理下都隨著濃度的降低呈先升高后降低的趨勢(shì)，不同濃度處理之間的變化較顯著；三次取樣中，這兩種處理都在濃度0.3 mg/L下根系根尖數(shù)達(dá)到最大，康寧霉素灌根三次取樣分別比對(duì)照高出78.00、133.66、185.67個(gè)；康寧霉素噴施下的根系根尖數(shù)三次取樣分別比對(duì)照增加了59.66、68.67、96.67個(gè)；都第三次取樣中根系根尖數(shù)增加最多，且康寧霉素灌根處理在一定范圍內(nèi)優(yōu)于康寧霉素噴施處理。

2.4 國(guó)槐幼苗根系活力的變化

由圖11、12可知，隨著國(guó)槐幼苗植株的生長(zhǎng)，通過三次取樣可以看出每組處理的根系活力呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)，并且康寧霉素處理下都隨著濃度的降低呈先升高后降低的趨勢(shì)；康寧霉素噴施和灌根處理在康寧霉素濃度為0.3 mg/L時(shí)對(duì)根系活力促進(jìn)效果最佳，三次取樣中，康寧霉素噴施下分別比對(duì)照提高0.94、0.99、0.97%；康寧霉素灌根下的根系活力分別比對(duì)照提高了1.12、1.11、1.08%，其提高程度優(yōu)于噴施處理，但變化不明顯。

圖11 康寧霉素灌根處理國(guó)槐幼苗根系活力的變化Fig.11 The change of root activity of the Sophora japonica seedling with the Trichokonins root-irrigation

3 結(jié)論與討論

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)康寧霉素處理后國(guó)槐幼苗根系的生長(zhǎng)狀況較好，在根系總長(zhǎng)度、總表面積、平均直徑、總體積以及根尖數(shù)等都有顯著的提高，在康寧霉素濃度為300～0.3 mg/L之間，隨著康寧霉素濃度的降低呈增加趨勢(shì)，在濃度為0.3～0.003 mg/L時(shí)呈下降趨勢(shì)，以濃度為0.3 mg/L時(shí)效果最佳，在濃度為300 mg/L時(shí)效果較差；這足以說明了經(jīng)康寧霉素處理后國(guó)槐幼苗根系的生長(zhǎng)發(fā)育情況，根系增長(zhǎng)，表面積、體積增大，根系增粗，根尖數(shù)增多，根系的側(cè)根增多等，根系的生長(zhǎng)狀況直接關(guān)系到植株對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用以及整個(gè)植株的生長(zhǎng)狀況。

圖12 康寧霉素噴施處理國(guó)槐幼苗葉片中根系活力的變化Fig.12 The change of root activity of the Sophora japonica seedling with the Trichokonins spraying

這也與前人對(duì)蔬菜、農(nóng)作物方面的研究相一致，進(jìn)一步證明了康寧霉素在促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)方面的作用。關(guān)于木霉類促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)的研究有眾多學(xué)者已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。研究證明木霉HT-03孢子懸浮液能促進(jìn)番茄株高、根長(zhǎng)等的增加[8]。張敏等探索出了木霉L24菌株噴施處理下，其木霉低濃度處理下可以促進(jìn)小麥的根長(zhǎng)、苗高等的增加[9]。褚長(zhǎng)彬等發(fā)現(xiàn)了木霉T68發(fā)酵液能使綠豆不定根提早2天出現(xiàn)，并能增加綠豆的根數(shù)、根長(zhǎng)及根系生物量[10]。陳為京等發(fā)現(xiàn)黃綠木霉T1010處理的日光溫室番茄后發(fā)現(xiàn)番茄的主根長(zhǎng)、側(cè)根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)等增加[11]。這進(jìn)一步說明了康寧霉素有利于國(guó)槐幼苗根系的伸長(zhǎng)，側(cè)根的形成與生長(zhǎng)以及根系系統(tǒng)的穩(wěn)固程度。木霉類在一定程度上可以促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)以及側(cè)根的發(fā)育機(jī)制各有不同，有學(xué)者認(rèn)為木霉菌類能通過分泌植物激素類物質(zhì)如赤霉素等來促進(jìn)植物生長(zhǎng)，或是分泌一些有機(jī)酸來調(diào)節(jié)植物根際土壤環(huán)境，從而促進(jìn)植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收與利用[12]。還有待于進(jìn)一步的研究。

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Effect of Trichokonins on seedlings root growth of Sophora japonica

ZHU Yan-jie, ZHANG Xiu-sheng, MU Hong-mei
(College of Agriculture, Liaocheng University, Liaocheng 252059, Shandong, China)

The inf l uences of Trichokonins with different application methods onSophora japonicaseedling’s root growth have been investigated. After the seedlings were treated with leaf surface-spraying and root-irrigating respectively, by using WinRHIZO root analysis system, the complete root system of the seedlings were scanned and analyzed, and the changes among the seedlings treated with the two methods in aspects of total root length, root surface area, root volume, root number, etc. were compared. The results show that the two methods increased the total root length, total surface area, volume, root number, etc. within a certain range of concentrations; the Trichokonins treatments can effectively improve the root activity ofS. japonicaseedlings. Compared with the Trichokonins spraying on the leaf, the Trichokonins root-irrigation treatment had more promoting effect.

Sophora japonica; seedling root system growth; Trichokonins

S792.26

A

1673-923X(2014)08-0069-05

2013-12-14

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）；新型海洋生物農(nóng)用制劑產(chǎn)品開發(fā)（2011AA090704）

朱衍杰（1988-），女，碩士研究生，現(xiàn)主要從事園林植物生物技術(shù)研究工作

張秀省（1960-），男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，現(xiàn)主要從事園林植物生物技術(shù)研究工作。

E-mail：zhangxiusheng@lcu.edu.cn

[本文編校：吳 彬]