優(yōu)化短短芽孢桿菌施用技術(shù)對番茄和辣椒幼苗生長的影響

車建美　劉　波　劉國紅　陳倩倩　張海峰

（福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所，福建福州 350003）

近年來，隨著化學(xué)肥料和農(nóng)藥的大量使用，許多環(huán)境問題不斷出現(xiàn)，如大量不可再生能源浪費(fèi)、土壤板結(jié)、農(nóng)作物品質(zhì)降低、土壤肥力下降及農(nóng)田有機(jī)質(zhì)不足等（曾玲玲 等，2009）。微生物肥料具有改善土壤、促進(jìn)植物生長等優(yōu)勢，同時(shí)對環(huán)境無污染，具有廣泛的應(yīng)用前景（葛誠和吳薇，1994；葛均青 等，2003）。

微生物肥料種類很多，包括細(xì)菌類肥料、放線菌類肥料以及真菌類肥料等，其中細(xì)菌類肥料中以芽孢桿菌居多（葛均青 等，2003；Kloepper et al.，2004；Ort í zcastro et al.，2008；張艷群 等，2013；Goswami et al.，2014；Cherif-Silini et al.，2016）。地衣芽孢桿菌（Bacillus licheniformis）、解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）、短小芽孢桿菌（Bacillus pumilus）和巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）等是微生物肥料中的常用菌種，對促進(jìn)植物生長，提高抗病能力與品質(zhì)具有明顯效果（曹鳳明 等，2008；鮑朋和許章峰，2013；Asari et al.，2016；Islam et al.，2016；Meng et al.，2016；Xu et al.，2016）。

短短芽孢桿菌（Brevibacillus brevis）屬于短芽孢桿菌屬，在自然界中廣泛存在，由于其不含內(nèi)毒素，能夠形成芽孢，環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)，具有較強(qiáng)與土著微生物的競爭力等（Panwar et al.，2000），在環(huán)保、生防、化工、食品等方面得到了很好的應(yīng)用（黃學(xué)等，2006；葛慈斌 等，2009；Che et al.，2015）。研究表明，噴施短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX的菌體、發(fā)酵上清液及發(fā)酵液的番茄幼苗葉片數(shù)明顯增加，莖長和莖粗也顯著高于對照（車建美 等，2015），但目前對其在田間的具體施用方法還未進(jìn)行優(yōu)化研究。為獲得更好的田間施用效果，本試驗(yàn)從不同噴施方式、不同噴施濃度及不同噴施次數(shù)等方面研究短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX的施用技術(shù)及最適施用效果，以期為其田間的施用提供技術(shù)指導(dǎo)。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2016年8月在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所微生物研究中心育苗室進(jìn)行。供試短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX為本所農(nóng)業(yè)微生物研究中心保存。辣椒幼苗（阿拉特）、番茄幼苗（金石王）和土壤均從廈門如意生物科技公司購買。供試培養(yǎng)基為NA培養(yǎng)基。

1.2　試驗(yàn)方法

1.2.1菌株發(fā)酵從凍存管中取10 μL短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX菌液于NA平板中，劃線，30 ℃培養(yǎng)24 h。用滅菌牙簽挑取單菌落于50 mL液體培養(yǎng)液，30 ℃、170 r?min-1培養(yǎng)24 h。以1%的接種量向裝液量為200 mL的1 L三角瓶中加入發(fā)酵培養(yǎng)液，30 ℃、170 r?min-1培養(yǎng)48 h，采用梯度稀釋法統(tǒng)計(jì)菌體數(shù)量為2.8×108cfu?mL-1。

1.2.2短短芽孢桿菌不同施用方式對辣椒幼苗生長的影響辣椒幼苗室內(nèi)種植7 d后，將短短芽孢桿菌發(fā)酵液（1×108cfu?mL-1）稀釋100倍施用。共設(shè)3個(gè)處理，處理1：葉面噴施，CK1：噴水對照；處理2：灌根，CK2：水灌根對照；T3：葉面噴施+灌根，CK3：葉面噴水+水灌根對照。每個(gè)處理4盆，每盆4株，3次重復(fù)。葉面噴施用量為20 mL，灌根量為100 mL。分別于處理后0 d和14 d測定幼苗株高、莖粗、葉片大小及葉片數(shù)，計(jì)算凈增長量。

1.2.3短短芽孢桿菌不同濃度處理對番茄和辣椒幼苗生長的影響番茄幼苗和辣椒幼苗種植7 d后，將短短芽孢桿菌發(fā)酵液（1×108cfu?mL-1）分別稀釋10、100、500、1 000、10 000倍。采用無菌水作為對照。每處理7盆，每盆2株，3次重復(fù)。灌根量為50 mL。分別于處理后0 d和14 d測定幼苗株高、莖粗、葉片大小及葉片數(shù)。

1.2.4短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對番茄和辣椒幼苗生長的影響番茄幼苗和辣椒幼苗室內(nèi)種植7 d后，采用短短芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋100倍對幼苗進(jìn)行灌根處理。共設(shè)4個(gè)處理，T1：定植時(shí)灌根1次；T2：定植時(shí)灌根1次，7 d后灌根1次，共2次；T3：定植時(shí)灌根1次，7 d和15 d后各灌根1次，共3次；T4：定植時(shí)灌根1次，7、15、30 d后各灌根1次，共4次。采用無菌水作為對照。每處理10盆，每盆2株，3次重復(fù)。灌根量為50 mL。分別于處理后0、42 d測定幼苗株高、莖粗、葉片大小及葉片數(shù)，計(jì)算凈增長量。

1.2.5數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件one-way ANOVA進(jìn)行分析，差異顯著性采用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2　結(jié)果與分析

2.1　短短芽孢桿菌不同施用方式對辣椒幼苗生長的影響

從表1可以看出，葉面噴施+灌根處理的辣椒幼苗株高和莖粗顯著增加，施用14 d后辣椒株高凈增長達(dá)到20.00 cm，莖粗凈增長達(dá)到0.16 mm。3種處理方式的葉片數(shù)和葉片長度均顯著增加，葉面噴施處理的辣椒幼苗葉片寬度顯著增加。灌根和葉面噴施結(jié)合使用對辣椒幼苗生長的促進(jìn)作用更好。

表1　短短芽孢桿菌不同施用方式對辣椒幼苗生長的影響

2.2　短短芽孢桿菌不同濃度處理對番茄和辣椒幼苗生長的影響

2.2.1不同濃度處理對番茄幼苗生長的影響從表2可以看出，短短芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋100倍和500倍處理的番茄株高凈增長顯著高于對照及其他處理，凈增長分別達(dá)20.29 cm和19.71 cm。稀釋500倍處理的莖粗和葉片數(shù)顯著高于對照和其他處理。稀釋10、100、500、1 000倍處理均能顯著促進(jìn)葉片長度的增長。總體來看，短短芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋500倍對番茄幼苗促生效果最好。

2.2.2不同濃度處理對辣椒幼苗生長的影響從表3可以看出，不同濃度短短芽孢桿菌發(fā)酵液對辣椒幼苗生長均具有明顯的促進(jìn)作用，其中稀釋10倍效果最明顯，株高的凈增長達(dá)21.25 cm，莖粗的凈增長達(dá)0.37 mm，葉片數(shù)、葉長和葉寬均顯著高于對照。

2.3　短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對番茄和辣椒幼苗生長的影響

2.3.1不同灌根次數(shù)對番茄幼苗生長的影響從表4可以看出，短短芽孢桿菌灌根2次（T2）和3次（T3）處理的番茄幼苗株高、莖粗、葉片數(shù)和葉片寬度凈增長明顯高于對照和其他處理。其中灌根3次處理的株高凈增長最大，達(dá)54.40 cm，葉片寬度和長度凈增長也最大，分別達(dá)4.50 mm和6.60 mm；灌根2次處理的莖粗和葉片數(shù)凈增長最大，分別達(dá)到1.28 mm和13.80片。從總體來看，灌根2～3次對番茄幼苗生長促進(jìn)效果最好。

2.3.2不同灌根次數(shù)對辣椒幼苗生長的影響從表5可以看出，短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對辣椒株高影響不顯著。灌根2次（T2）和3次（T3）處理的辣椒幼苗莖粗凈增長顯著高于對照及其他處理，分別達(dá)0.50 mm和0.52 mm；灌根2次處理的葉片數(shù)、葉片長度和寬度最大，凈增長分別達(dá)47.67片、66.84 mm和25.73 mm。綜上，灌根2次對辣椒幼苗生長促進(jìn)效果最好。

表2　不同濃度短短芽孢桿菌對番茄幼苗生長的影響

表3　不同濃度短短芽孢桿菌對辣椒幼苗生長的影響

表4　短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對番茄幼苗生長的影響

表5　短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對辣椒幼苗生長的影響

3　結(jié)論與討論

短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX對茄科作物具有明顯的促長作用（車建美 等，2015）。灌根和葉片噴施是芽孢桿菌類微生物肥料常用的施用方法。張雯景等（2011）研究表明，葉面噴施由乳酸菌、酵母菌、芽孢桿菌和沼澤紅假單胞菌組成的微生態(tài)菌劑，可以增加翠菊和鼠尾草的葉片長和葉片數(shù)。噴施加灌施枯草芽孢桿菌生物菌劑對五味子生長具有明顯的促進(jìn)作用，可以促進(jìn)葉面積增大，提高光合作用有機(jī)物的合成（回云靜 等，2011）。本試驗(yàn)結(jié)果與前人相同，短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX葉面噴施可以明顯促進(jìn)辣椒幼苗的生長，灌根和葉面噴施結(jié)合使用對辣椒幼苗生長的促進(jìn)作用更好。

芽孢桿菌菌劑施用的濃度、次數(shù)對植株的生長具有不同的影響（劉拴成 等，2010）。枯草芽孢桿菌Bs2004菌劑對萵苣的促生防病效果與施藥時(shí)間、次數(shù)和濃度有關(guān)（劉勇 等，2008）；菌株Thhy1培養(yǎng)液濃度在40%以下對番茄種子萌發(fā)具有強(qiáng)的促生作用，大于40%時(shí)對番茄種子萌發(fā)具有抑制作用（王美琴 等，2011）。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX均能促進(jìn)番茄和辣椒幼苗的生長，其中稀釋500倍對番茄幼苗的促生效果最好，稀釋10倍對辣椒幼苗的促生效果最好，不同稀釋濃度對番茄和辣椒幼苗生長影響不同，這很可能與番茄和辣椒苗期生長營養(yǎng)需求不同有關(guān)。康少輝等（2014）發(fā)現(xiàn)，不同濃度枯草芽孢桿菌在一定程度上均能提高黃瓜秧苗的長勢和質(zhì)量，其中能夠產(chǎn)生顯著影響的最低施用濃度為6×105cfu?mL-1。不同濃度枯草芽孢桿菌B67菌液對黃瓜苗期促生作用呈正態(tài)分布，20%枯草芽孢桿菌B67菌液，施藥2次（間隔期7 d）的促生效果最佳（孫中華 等，2017）。本試驗(yàn)中，短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX不同灌根次數(shù)對番茄和辣椒幼苗生長影響也有所不同，灌根2次和3次更有利于株高、莖粗、葉片數(shù)和葉片大小的增長，這與劉勇等（2008）的研究結(jié)果相似。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在定植時(shí)灌根1次，定植后15 d內(nèi)再灌根1～2次，更利于植株生長，這很可能因?yàn)樵谥仓晟L前期進(jìn)行短短芽孢桿菌灌根處理，可以提高植株在土壤中的適應(yīng)能力，建議田間應(yīng)用時(shí)，在植株生長前期進(jìn)行短短芽孢桿菌灌根處理。

短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX不同施用方式、施用濃度和次數(shù)對番茄和辣椒幼苗生長的影響有所不同，因而在田間施用時(shí)，需結(jié)合作物的生長狀態(tài)和耕作方式等對施用方法和施用濃度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以利于取得較好的促長效果。為更好地了解該菌株的促長作用機(jī)理，后續(xù)將克隆與短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX促生相關(guān)的基因，驗(yàn)證和研究這些基因的促生相關(guān)功能。

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