飼用高粱和野生大豆根浸提液對(duì)飼用高粱根際微生物的影響

摘要：研究不同生長時(shí)期的飼用高粱和野生大豆根浸提液對(duì)飼用高粱根際微生物的影響。通過采集飼用高粱和野生大豆根，制備飼用高粱根、野生大豆根及飼用高粱+野生大豆混合根浸提液，將不同根浸提液注入苗期飼用高粱培養(yǎng)皿作為試驗(yàn)組，對(duì)照組注入蒸餾水，測(cè)定根浸提液對(duì)飼用高粱根部微生物的影響。結(jié)果表明，飼用高粱根、野生大豆根及飼用高粱+野生大豆混合根浸提液組都可增加飼用高粱根區(qū)土壤的細(xì)菌數(shù)量，其中效果最明顯的是飼用高粱+野生大豆混合根浸提液；認(rèn)為飼用高粱和野生大豆混播時(shí)，2種作物的分泌物存在相互促進(jìn)作用，從而更加有利于飼用高粱根際微生物繁殖。

關(guān)鍵詞：飼用高粱；野生大豆；根浸提液；微生物

中圖分類號(hào)：S154.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2014）07-0215-03

收稿日期：2013-10-28

基金項(xiàng)目：河北省張家口市自然科學(xué)基金（編號(hào)：zjk2013Z2009）。

作者簡介：王廷河（1961—），男，河北懷來人，碩士，副教授，主要從事化學(xué)、科學(xué)課程的教學(xué)研究及化學(xué)科學(xué)研究。E-mail：wth_zjk@126.com。一年生野生大豆別稱野大豆、落豆秧、烏豆，屬于豆科牧草，有較好的固氮養(yǎng)地效果，是栽培牧草中的常見作物[1-2]。飼用高粱由于其較高的飼用價(jià)值和對(duì)環(huán)境較好的適應(yīng)性而在我國廣泛種植[3-4]；在我國不少地區(qū)，往往將飼用高粱和野生大豆進(jìn)行混播[5-6]。目前關(guān)于飼用高粱和野生大豆混播領(lǐng)域的研究往往集中在混播模式對(duì)于作物產(chǎn)量的影響、混播形成的連作障礙以及混播的化感作用等等[7]。近年來有研究證實(shí)，不同作物的混播能夠影響作物根系附近的土壤微生物數(shù)量與種類[8]。在農(nóng)業(yè)與牧業(yè)的生產(chǎn)過程中，由于不同作物的混播所帶來的負(fù)面影響比較常見[9]，例如地力衰退、產(chǎn)量不穩(wěn)定等等，其中重要的因素之一便是作物根系附近的土壤微生物變化。土壤微生物的數(shù)量與種類均與外界環(huán)境的變化有著密切關(guān)聯(lián)，因此微生物的特征能夠反映土壤的肥力與養(yǎng)分情況。為了探討在混播情況下飼用高粱根際附近土壤微生物變化規(guī)律與影響機(jī)制，本試驗(yàn)以飼用高粱根浸提液、野生大豆根浸提液和飼用高粱+野生大豆混合根浸提液處理飼用高粱根部附近的土壤，研究這3種根浸提液對(duì)飼用高粱根部附近土壤微生物的作用，以期為制定合理的農(nóng)牧管理措施提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

本試驗(yàn)于2013年在張家口學(xué)院宣化區(qū)試驗(yàn)田進(jìn)行，該區(qū)域?qū)儆诖箨懶约撅L(fēng)氣候，每年平均無霜期為158 d，平均溫度為6.9 ℃，降水量347.6 mm。日照強(qiáng)，晝夜溫差大。試驗(yàn)材料為飼用高粱（百綠公司提供的大力士品種）和野生大豆（采自山東黃河三角洲），由張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

1.2土樣采集

在試驗(yàn)地按飼用高粱單作、飼用高粱+野生大豆混作進(jìn)行種植。播前及作物生長期間均未施肥。2013年4月1日整地，4月3日播種，定期除草，并于5月10日及6月1日澆足水。在單作飼用高粱處于幼苗期時(shí)選取健康的植株，采用抖動(dòng)法采集土壤作為根際土，于實(shí)驗(yàn)室保存。

1.3制備根浸提液

采集不同生長時(shí)期的飼用高粱和野生大豆根，制備飼用高粱根、野生大豆根及飼用高粱+野生大豆混合根浸提液。將采集的根部風(fēng)干后冷藏。使用時(shí)，將干重為160 g的根部組織粉碎后過2 mm篩處理，在24 ℃以2 L蒸餾水浸泡 36 h，再用3層紗布與濾紙過濾，得到浸提液待用。

1.4微生物的測(cè)定

將不同時(shí)期采集制作的等量浸提液（包括不同時(shí)期的飼用高粱根、野生大豆根以及飼用高粱+野生大豆混合根）注入苗期飼用高粱培養(yǎng)皿，作為試驗(yàn)組，對(duì)照組注入蒸餾水。表1為土壤樣本。

2.3土壤樣本的微生物主成分分析

對(duì)所采集的全部土壤樣本進(jìn)行主成分分析，提取了2個(gè)主成分[10]。主成分1為任意土壤樣本里的3類細(xì)菌，細(xì)菌因子載荷為95.08%，真菌因子載荷為93.68%，放線菌因子載荷為92.96%；主成分2為其他因素。最終以點(diǎn)集的方式生成4個(gè)根浸提液類群，分別為：飼用高粱+野生大豆混合、野生大豆、飼用高粱、蒸餾水，其中前3個(gè)類群均明顯不同于蒸餾水對(duì)照組類群，進(jìn)一步證明了飼用高粱和野生大豆根浸提液對(duì)飼用高粱根際微生物的影響。

3結(jié)論與討論

在飼用高粱和野生大豆根浸提液的作用之下，野生大豆根部土壤的細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量均發(fā)生了明顯的變化，可知在各種浸提液的影響下，野生大豆根部微生物受到了影響。當(dāng)飼用高粱和野生大豆根部所含有的化感物質(zhì)與土壤作用的時(shí)候，這些化感物質(zhì)有可能與微生物產(chǎn)生相互作用，從而有利于其繁衍。

Fons等的研究結(jié)果表明，在三葉草根部土壤加入皂角苷，能夠使其根際細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量以及微生物總數(shù)發(fā)生顯著變化，最終導(dǎo)致土壤中的有效養(yǎng)分的供給受到影響[11]；馬云華等的研究結(jié)果表明，以一定濃度的酚酸類試劑作用于黃瓜根際土壤，可以顯著增加細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量[12]；鞠會(huì)艷等的研究結(jié)果表明，大豆根分泌物能夠顯著改善半裸鐮孢菌、粉紅黏帚菌和尖鐮孢菌的生長[13]?？梢妼?duì)根部土壤施以不同的浸提液或其他物質(zhì)，對(duì)根際微生物影響也不同?？赡艿脑蚴歉拷嵋褐械幕形镔|(zhì)作用在土壤中的時(shí)候，能夠逐漸轉(zhuǎn)化為影響或者抑制微生物生長的能源物質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)或者阻礙微生物生長；還有一些浸提液能夠改變根區(qū)土壤的物理性質(zhì)如pH值等，從而影響了微生物生長[14]。

本研究的結(jié)果表明，以飼用高粱+野生大豆的根浸提液作用下的飼用高粱根部微生物數(shù)量顯著上升，表明在飼用高粱和野生大豆混播的情況下，2種作物的分泌物可能存在相互促進(jìn)的作用，從而更加有利于飼用高粱根際微生物繁殖。而處于不同生長時(shí)期的3種根浸提液對(duì)飼用高粱微生物數(shù)量影響不存在顯著性差異，處于同一生長期的3種根浸提液則對(duì)飼用高粱微生物數(shù)量影響存在顯著性差異（P<0.05），原因可能是不同生長時(shí)期的根分泌物構(gòu)成基本一致，而飼用高粱與野生大豆根分泌物在性質(zhì)上不同所導(dǎo)致。本研究結(jié)論可以進(jìn)一步證實(shí)飼用高粱+野生大豆混播的有效性。endprint

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