4株根際促生菌對(duì)核桃生長及生理特性的影響

王君等

摘 要：采用盆栽試驗(yàn)，研究了4株核桃根際促生菌 （PGPR） X12、X65、X95、X128對(duì)核桃苗的促生作用。結(jié)果表明，各菌株均能促進(jìn)核桃苗根系生長，提高根系活力及葉片光合特性，其中X95、X128菌株對(duì)核桃主要生長指標(biāo)有明顯的促進(jìn)作用，而X128的促進(jìn)作用最明顯。綜合分析，以X128在核桃微生物肥料的生產(chǎn)與研制中具有較大應(yīng)用潛力。

關(guān)鍵詞：核桃；根際促生菌（PGPR）；盆栽；生長指標(biāo)；生理特性

中圖分類號(hào)：S154.39+S664.101 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2014）04-0077-03

核桃（Juglans regia L.）是世界上重要的堅(jiān)果和木本油料樹種。我國核桃栽培歷史悠久，種質(zhì)資源豐富[1]，栽培面積居世界首位，然而，與世界核桃生產(chǎn)先進(jìn)的國家相比，我國核桃的生產(chǎn)還有很大的差距，存在產(chǎn)量低、產(chǎn)品質(zhì)量差，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭力等問題，出口量僅居世界第二。化學(xué)肥料的施用雖然在一定程度上提高了核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)，但同時(shí)也造成了土壤肥力下降，生態(tài)環(huán)境污染等問題，因此開發(fā)新型微生物肥料已經(jīng)成為核桃生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重要方向之一。

微生物肥料功效的核心環(huán)節(jié)是選育性能優(yōu)良菌株[2]。植物根際促生菌（Plant Growth-promoting Rhizobacteria， PGPR）能夠促進(jìn)植物生長、防治病害、增加作物產(chǎn)量，對(duì)土壤中有害病原微生物與非寄生性根際有害微生物有生防作用，能促進(jìn)植物吸收礦物質(zhì)營養(yǎng)，并可產(chǎn)生有益植物生長的代謝產(chǎn)物，從而促進(jìn)植物的生長發(fā)育[3，4]。因此，開展核桃PGPR菌株的篩選和應(yīng)用，研制新型微生物肥料來提高核桃的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，關(guān)于PGPR對(duì)核桃生長及其生理生化特性影響的報(bào)道不多。本試驗(yàn)研究了4株P(guān)GPR菌株對(duì)核桃苗木的植株生長、葉片光合特性、葉綠素含量以及根系活力等的影響，旨在篩選對(duì)核桃促生效果較好的優(yōu)良菌株，為核桃微生物肥料的研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤為潮土，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀的含量分別為27.96、26.52 mg/kg和79 mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量為6.83 g/kg。

植物材料：核桃苗選用生長一致的一年生實(shí)生苗。試驗(yàn)用盆高20 cm，直徑30 cm。

菌種與菌懸液：菌種由山東省林業(yè)科學(xué)研究院、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合從核桃根際土中，利用小麥葉片保綠法及蘿卜子葉增重法篩選。

菌懸液制備方法：將菌株X12、X65、X95、X128分別接種于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基，37℃，180 r/min，搖床培養(yǎng)2 d，用無菌水將發(fā)酵液稀釋至2×108 CFU/mL。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)于2013年3月中旬在山東省林業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)苗圃進(jìn)行。采用盆栽試驗(yàn)，每盆裝土9 kg。共設(shè)5個(gè)處理，處理1～處理4分別在核桃苗根部周圍加入X12、X65、X95、X128的菌液20 mL，處理5設(shè)為對(duì)照，加入相同體積的培養(yǎng)基。每處理重復(fù)5次，共25盆。

1.3 測(cè)定與分析方法

于2013年9月25日采集核桃根系和地上部樣品，利用游標(biāo)卡尺將根系直徑按照0～1、1～3 、3～5 mm和 >5 mm進(jìn)行分級(jí)，測(cè)地下部和地上部鮮重，并分別用直尺和游標(biāo)卡尺測(cè)株高和地徑。然后將樣品于105℃烘箱中殺青15 min，80℃烘箱中烘至恒重，測(cè)定其根系和地上部干重。

用便攜式葉綠素儀測(cè)定核桃葉片的SPAD （Soil and Plant Analyzer Development） 讀數(shù)。采用英國產(chǎn)的ADC Lci型便攜式光合作用儀測(cè)定核桃葉片的光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、細(xì)胞間隙CO2濃度（Ci）。于上午10∶00～11∶00，選取每株核桃枝條中部3片成熟葉（葉片距地面高度處于CO2氣體相對(duì)穩(wěn)定的1.3～1.4 m）進(jìn)行測(cè)定。根系活力采用氯化三苯基四氮唑法測(cè)定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用 Excel 2007處理數(shù)據(jù)并制圖，SPSS軟件進(jìn)行方差分析和多重比較 （LSD法，P<0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)核桃苗生長指標(biāo)的影響

由表1可以看出，4個(gè)菌株與對(duì)照相比，均能顯著增加核桃苗的根冠比和地徑，在一定程度上促進(jìn)株高的增長，其中X95對(duì)根冠比和地徑的促進(jìn)作用最為明顯，而X128對(duì)株高的促進(jìn)作用最明顯。

2.2 不同處理對(duì)核桃根系構(gòu)建水平的影響

由表2可以看出，4個(gè)菌株能明顯促進(jìn)核桃苗根系增長，使各分級(jí)根系及總根系重量顯著增加，在此基礎(chǔ)上，還能增加主根占總根的百分比，促進(jìn)一年生核桃苗主根的生長。4個(gè)菌株中，對(duì)根系生長促進(jìn)效果最顯著的為X95，其次是X128。

2.3 不同處理對(duì)核桃根系活力的影響

根系活力與根系干物質(zhì)重量并沒有必然的聯(lián)系，因此，在根系重量的基礎(chǔ)上研究其活力是必要的。由圖1得知，4個(gè)菌株均能顯著增加核桃苗的

根系活力，且各菌株間根系活力差異顯著，其中效果最好的為X12，其次為X65、X128。

2.4 不同處理對(duì)核桃葉片葉綠素含量的影響

在一定范圍內(nèi)，植物葉片葉綠素含量與光合速率呈正比[5]。另外，葉片葉綠素SPAD值還是其表征植株氮素供應(yīng)狀況的指標(biāo)之一。由圖2看出，4個(gè)菌株的葉片葉綠素SPAD值均高于對(duì)照，其中X128菌株處理與對(duì)照差異顯著，其它菌株與對(duì)照差異不顯著。

圖2 各處理對(duì)葉片葉綠素含量的影響

2.5 不同處理對(duì)核桃葉片光合特性的影響

由表3可以看出，4個(gè)菌株處理的光合速率、胞間CO2濃度和蒸騰速率都高于對(duì)照，其中X128、X95菌株處理的光合速率和胞間CO2濃度與對(duì)照差異顯著，且X128處理的光合速率顯著高于X95。研究表明，在一定范圍內(nèi)，植株葉片光合速率與蒸騰速率呈正相關(guān)[6]，X128菌株處理的蒸騰速率值最大也反映出該菌液對(duì)核桃苗光合性能有增強(qiáng)作用。endprint

3 討論與結(jié)論

植物根際是一個(gè)由植物根系、細(xì)菌、真菌、放線菌及土壤動(dòng)物組成的多因素相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜系統(tǒng)[7]。根的生長情況直接影響地上部的生長、營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量，因此對(duì)核桃根系構(gòu)建水平的研究以及根系活力的測(cè)定能夠反映植株的生長狀況以及對(duì)營養(yǎng)水分等的吸收狀況。核桃根際促生菌能夠增加核桃的根冠比和地徑，提高主根在總根系中的比例和總根重，根系活力也顯著提高。核桃主根發(fā)達(dá)，根系深，活力強(qiáng)，尤其是幼齡樹表現(xiàn)更明顯，據(jù)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的觀察，1年生核桃樹主根垂直生長的長度為干高的5.33倍，隨著樹齡增大，主根生長勢(shì)逐漸減慢，側(cè)根數(shù)增多；核桃根系還存在菌根，它們比正常的吸收根短而粗[8]，樹高、干莖、根系和葉片的生長均與菌根的發(fā)育呈正相關(guān)[9]，這兩個(gè)原因說明PGPR菌株增加核桃苗主根在總根系中所占的比重也是有益方面，它符合核桃幼苗生長特性，是促進(jìn)根系生長的表現(xiàn)。核桃90%～95%的干物質(zhì)是通過光合作用獲得的，光合速率決定光合產(chǎn)物的積累，在一定程度上也決定產(chǎn)量的高低[10]。4種菌株對(duì)葉片光合特性的提高及SPAD值的明顯增加也從側(cè)面反映了對(duì)核桃苗生長的促進(jìn)作用。

本研究結(jié)果表明，在核桃根際土壤中接種的4種PGPR菌株中，X128、X95對(duì)核桃的主要生長指標(biāo)具有明顯的促進(jìn)作用，其中X128對(duì)核桃的主要生理指標(biāo)的促進(jìn)作用最明顯。綜合分析，X128在核桃微生物肥料的生產(chǎn)與研制中具有較大的應(yīng)用潛力。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 阿卜杜許庫爾·牙合甫，張強(qiáng)，王國安. 三種植物生長延緩劑對(duì)新豐核桃控梢促花的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011， 48（6）： 1028-1032.

[2] 李俊，姜昕，李力，等. 微生物肥料的發(fā)展與土壤生物肥力的維持[J]. 中國土壤與肥料，2006（4）：2-3.

[3] 劉方春，邢尚軍，馬海林，等. 根際促生細(xì)菌 （PGPR） 對(duì)冬棗根際微生物數(shù)量及細(xì)菌多樣性影響[J]. 林業(yè)科學(xué)，2013，49（8）：75-80.

[4] Schippers B，Bakker A W，Backker P A. Interactions of deleterious and beneficial rhizosphere microorganisms[J]. Annual Reviev of Physiology，1987， 25： 339-340.

[5] 劉振巖，李震三. 山東果樹[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000：166.

[6] 劉清華. 核桃種子萌發(fā)及苗期生長特性研究[D]. 濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2011.

[7] Campbell R， Greaves M P. Anatomy and community structure of the rhizosphere[M]∥Lynch J M. The Rhizosphere. Chichester：John Wiley and Sons ， 1990：11-34.

[8] 吳國良.經(jīng)濟(jì)林優(yōu)質(zhì)高效栽培[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，1999：4.

[9] 曹尚銀，郭俊英. 優(yōu)質(zhì)核桃無公害豐產(chǎn)栽培[M]. 北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2005： 13.

[10]趙登超，侯立群，韓傳明，等. 我國核桃光合作用研究進(jìn)展[J].山東林業(yè)科技，2011，41（4）： 109.endprint

3 討論與結(jié)論

植物根際是一個(gè)由植物根系、細(xì)菌、真菌、放線菌及土壤動(dòng)物組成的多因素相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜系統(tǒng)[7]。根的生長情況直接影響地上部的生長、營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量，因此對(duì)核桃根系構(gòu)建水平的研究以及根系活力的測(cè)定能夠反映植株的生長狀況以及對(duì)營養(yǎng)水分等的吸收狀況。核桃根際促生菌能夠增加核桃的根冠比和地徑，提高主根在總根系中的比例和總根重，根系活力也顯著提高。核桃主根發(fā)達(dá)，根系深，活力強(qiáng)，尤其是幼齡樹表現(xiàn)更明顯，據(jù)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的觀察，1年生核桃樹主根垂直生長的長度為干高的5.33倍，隨著樹齡增大，主根生長勢(shì)逐漸減慢，側(cè)根數(shù)增多；核桃根系還存在菌根，它們比正常的吸收根短而粗[8]，樹高、干莖、根系和葉片的生長均與菌根的發(fā)育呈正相關(guān)[9]，這兩個(gè)原因說明PGPR菌株增加核桃苗主根在總根系中所占的比重也是有益方面，它符合核桃幼苗生長特性，是促進(jìn)根系生長的表現(xiàn)。核桃90%～95%的干物質(zhì)是通過光合作用獲得的，光合速率決定光合產(chǎn)物的積累，在一定程度上也決定產(chǎn)量的高低[10]。4種菌株對(duì)葉片光合特性的提高及SPAD值的明顯增加也從側(cè)面反映了對(duì)核桃苗生長的促進(jìn)作用。

本研究結(jié)果表明，在核桃根際土壤中接種的4種PGPR菌株中，X128、X95對(duì)核桃的主要生長指標(biāo)具有明顯的促進(jìn)作用，其中X128對(duì)核桃的主要生理指標(biāo)的促進(jìn)作用最明顯。綜合分析，X128在核桃微生物肥料的生產(chǎn)與研制中具有較大的應(yīng)用潛力。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 阿卜杜許庫爾·牙合甫，張強(qiáng)，王國安. 三種植物生長延緩劑對(duì)新豐核桃控梢促花的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011， 48（6）： 1028-1032.

[2] 李俊，姜昕，李力，等. 微生物肥料的發(fā)展與土壤生物肥力的維持[J]. 中國土壤與肥料，2006（4）：2-3.

[3] 劉方春，邢尚軍，馬海林，等. 根際促生細(xì)菌 （PGPR） 對(duì)冬棗根際微生物數(shù)量及細(xì)菌多樣性影響[J]. 林業(yè)科學(xué)，2013，49（8）：75-80.

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[6] 劉清華. 核桃種子萌發(fā)及苗期生長特性研究[D]. 濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2011.

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[8] 吳國良.經(jīng)濟(jì)林優(yōu)質(zhì)高效栽培[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，1999：4.

[9] 曹尚銀，郭俊英. 優(yōu)質(zhì)核桃無公害豐產(chǎn)栽培[M]. 北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2005： 13.

[10]趙登超，侯立群，韓傳明，等. 我國核桃光合作用研究進(jìn)展[J].山東林業(yè)科技，2011，41（4）： 109.endprint

3 討論與結(jié)論

植物根際是一個(gè)由植物根系、細(xì)菌、真菌、放線菌及土壤動(dòng)物組成的多因素相關(guān)聯(lián)的復(fù)雜系統(tǒng)[7]。根的生長情況直接影響地上部的生長、營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量，因此對(duì)核桃根系構(gòu)建水平的研究以及根系活力的測(cè)定能夠反映植株的生長狀況以及對(duì)營養(yǎng)水分等的吸收狀況。核桃根際促生菌能夠增加核桃的根冠比和地徑，提高主根在總根系中的比例和總根重，根系活力也顯著提高。核桃主根發(fā)達(dá)，根系深，活力強(qiáng)，尤其是幼齡樹表現(xiàn)更明顯，據(jù)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的觀察，1年生核桃樹主根垂直生長的長度為干高的5.33倍，隨著樹齡增大，主根生長勢(shì)逐漸減慢，側(cè)根數(shù)增多；核桃根系還存在菌根，它們比正常的吸收根短而粗[8]，樹高、干莖、根系和葉片的生長均與菌根的發(fā)育呈正相關(guān)[9]，這兩個(gè)原因說明PGPR菌株增加核桃苗主根在總根系中所占的比重也是有益方面，它符合核桃幼苗生長特性，是促進(jìn)根系生長的表現(xiàn)。核桃90%～95%的干物質(zhì)是通過光合作用獲得的，光合速率決定光合產(chǎn)物的積累，在一定程度上也決定產(chǎn)量的高低[10]。4種菌株對(duì)葉片光合特性的提高及SPAD值的明顯增加也從側(cè)面反映了對(duì)核桃苗生長的促進(jìn)作用。

本研究結(jié)果表明，在核桃根際土壤中接種的4種PGPR菌株中，X128、X95對(duì)核桃的主要生長指標(biāo)具有明顯的促進(jìn)作用，其中X128對(duì)核桃的主要生理指標(biāo)的促進(jìn)作用最明顯。綜合分析，X128在核桃微生物肥料的生產(chǎn)與研制中具有較大的應(yīng)用潛力。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] 阿卜杜許庫爾·牙合甫，張強(qiáng)，王國安. 三種植物生長延緩劑對(duì)新豐核桃控梢促花的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011， 48（6）： 1028-1032.

[2] 李俊，姜昕，李力，等. 微生物肥料的發(fā)展與土壤生物肥力的維持[J]. 中國土壤與肥料，2006（4）：2-3.

[3] 劉方春，邢尚軍，馬海林，等. 根際促生細(xì)菌 （PGPR） 對(duì)冬棗根際微生物數(shù)量及細(xì)菌多樣性影響[J]. 林業(yè)科學(xué)，2013，49（8）：75-80.

[4] Schippers B，Bakker A W，Backker P A. Interactions of deleterious and beneficial rhizosphere microorganisms[J]. Annual Reviev of Physiology，1987， 25： 339-340.

[5] 劉振巖，李震三. 山東果樹[M]. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000：166.

[6] 劉清華. 核桃種子萌發(fā)及苗期生長特性研究[D]. 濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2011.

[7] Campbell R， Greaves M P. Anatomy and community structure of the rhizosphere[M]∥Lynch J M. The Rhizosphere. Chichester：John Wiley and Sons ， 1990：11-34.

[8] 吳國良.經(jīng)濟(jì)林優(yōu)質(zhì)高效栽培[M]. 北京：中國林業(yè)出版社，1999：4.

[9] 曹尚銀，郭俊英. 優(yōu)質(zhì)核桃無公害豐產(chǎn)栽培[M]. 北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2005： 13.

[10]趙登超，侯立群，韓傳明，等. 我國核桃光合作用研究進(jìn)展[J].山東林業(yè)科技，2011，41（4）： 109.endprint