2種土壤微生物產(chǎn)IAA能力和促生功能的測(cè)定

陸妍吉 滕菲 姜姝 鄭垚湘 嚴(yán)雪燕 王芳

摘 要：以特基拉芽孢桿菌（Bacillus tequilensis）、阿耶波多氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai）和“北京新三號(hào)”大白菜為試驗(yàn)材料，通過(guò)菌株產(chǎn)IAA能力的定性、定量測(cè)定和大白菜促生效應(yīng)測(cè)定來(lái)驗(yàn)證其產(chǎn)IAA能力和促生功能。結(jié)果表明，2種菌株均能產(chǎn)生IAA，對(duì)大白菜幼苗的出苗率、株高、葉片數(shù)、葉面積、莖粗和主根長(zhǎng)均有顯著的促進(jìn)作用，能顯著提高大白菜幼苗地上部干質(zhì)量、地上部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量和地下部鮮質(zhì)量，能顯著提高土壤中IAA、速效磷、速效鉀和礦質(zhì)氮的含量，能夠增加大白菜葉片中葉綠素含量。由此可見，特基拉芽孢桿菌和阿耶波多氏芽孢桿菌對(duì)植物生長(zhǎng)具有一定的促生功能。

關(guān)鍵詞：菌株;IAA;大白菜;促生功能

中圖分類號(hào) Q949.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2022）01-0022-03

大白菜（Brassica rapa L.ssp.pekinensis）屬于十字花科（Brassicaceae burnett）蕓薹屬（Brassica）作物，在我國(guó)每年播種面積約266.7hm2[1]，是我國(guó)播種面積第二大的蔬菜作物[2]，約占全國(guó)蔬菜總播種面積的15%[3]。近些年來(lái)，隨著我國(guó)設(shè)施蔬菜的快速發(fā)展，大白菜的種植呈現(xiàn)高度集約化、復(fù)種指數(shù)高等特點(diǎn)，該種植模式導(dǎo)致了土壤理化性質(zhì)改變、鹽堿化嚴(yán)重、病害頻發(fā)、品質(zhì)變劣、產(chǎn)量下降等連作問(wèn)題[4-5]。針對(duì)大白菜連作中產(chǎn)生的問(wèn)題可以通過(guò)水利、農(nóng)業(yè)、物理和化學(xué)等措施進(jìn)行改良，但水利措施治標(biāo)不治本，農(nóng)業(yè)措施見效慢，物理和化學(xué)措施易產(chǎn)生二次污染。近些年來(lái)，隨著微生物肥料的快速發(fā)展，其在改良連作土壤質(zhì)量上已取得了較好的成效[6]。運(yùn)用微生物肥料進(jìn)行無(wú)公害蔬菜的培育成為當(dāng)下研究的重要課題，已列為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)和重要生物產(chǎn)品[7]。本課題以特基拉芽孢桿菌、阿耶波多氏芽孢桿菌和“北京新三號(hào)”大白菜為試驗(yàn)材料，通過(guò)菌株產(chǎn)IAA能力的定性、定量測(cè)定和大白菜促生效應(yīng)測(cè)定來(lái)驗(yàn)證其產(chǎn)IAA能力和促生功能，為該2種菌株在微生物肥料生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 菌株1：特基拉芽孢桿菌（Bacillus tequilensis）、菌株2：阿耶波多氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai），由宿遷學(xué)院園林實(shí)驗(yàn)室提供，分離自大白菜實(shí)施栽培連作土壤;大白菜品種為“北京新三號(hào)”，從京研益農(nóng)（北京）種業(yè)科技有限公司購(gòu)買;基質(zhì)由草炭、珍珠巖和蛭石按照3∶1∶1比例混合而成;穴盤規(guī)格為50孔。

1.2 菌株產(chǎn)IAA能力測(cè)定

1.2.1 定性測(cè)定 參考張東艷等[8]的方法稍作修改，將菌株1和菌株2分別接種于LB液體培養(yǎng)基中（含100mg/L的L-色氨酸），置于37℃、180r/min的搖床上振蕩培養(yǎng)1d，取經(jīng)過(guò)8000r/min離心后的菌懸浮液上清液50μL，加入50μL Salkowski比色液，滴在白瓷板上避光顯色30min后，若出現(xiàn)粉紅色則為陽(yáng)性，表示該菌株能夠分泌IAA，顏色越深表示分泌的強(qiáng)度越大，不變色為陰性，表示不能分泌IAA。

1.2.2 定量測(cè)定 取離心后陽(yáng)性菌株的上清液與等體積Salkowski比色液避光顯色30min，測(cè)定在530nm的吸光度，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算單位體積發(fā)酵液中IAA的含量[9]。

1.3 盆栽促生效應(yīng)測(cè)定 將基質(zhì)裝于穴盤中，大白菜種子播種在穴盤中，每穴1粒，每處理重復(fù)10次。播種后在種子上層蓋1層基質(zhì)，并澆水。2d后澆灌濃度為106 CFU/mL菌株發(fā)酵液，每穴盤200mL，以澆灌同體積的無(wú)菌株的液體培養(yǎng)基為對(duì)照。常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理，出苗后統(tǒng)計(jì)出苗率。出苗后將白菜幼苗移栽至苗床上，澆灌濃度為106 CFU/mL菌株發(fā)酵液，每棵50mL。常規(guī)養(yǎng)護(hù)管理，1個(gè)月后測(cè)量白菜株高、葉片數(shù)、葉面積、莖粗、主根長(zhǎng)及地上部干質(zhì)量、地上部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量。參照鮑士旦[10]的方法測(cè)定土壤IAA、速效磷、速效鉀和礦質(zhì)氮的含量，參照舒展等[11]方法測(cè)定大白菜葉片中葉綠素的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌株產(chǎn)IAA的能力 由菌株產(chǎn)IAA定性初篩測(cè)定結(jié)果（圖1）可知，菌株1和菌株2避光顯色后均為粉色且顏色較深，說(shuō)明菌株1和菌株2均能產(chǎn)生IAA。由菌株產(chǎn)IAA定量測(cè)定結(jié)果（圖2）可知，菌株1產(chǎn)生IAA含量為51.72mg/L，顯著高于菌株2產(chǎn)生IAA含量47.3mg/L。

2.2 不同菌株對(duì)大白菜幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響 由表1可知，菌株1和菌株2處理后大白菜幼苗的出苗率顯著高于對(duì)照，但菌株1和菌株2處理后的出苗率之間無(wú)顯著差異。菌株1處理后大白菜株高最高（5.67cm），顯著高于菌株2和CK，且菌株2處理后的大白菜高度顯著高于CK。菌株1處理后大白菜葉片數(shù)最多（5.10片），其次為菌株2處理（5.00片），CK處理最少（4.70片），且菌株1處理顯著高于菌株2和CK。菌株1和菌株2處理葉面積之間無(wú)顯著差異，但均顯著高于CK的葉面積。菌株2處理大白菜莖粗最大（2.07mm），與菌株1處理間無(wú)差異顯著性，但顯著高于CK。菌株1處理大白菜主根長(zhǎng)為6.42cm，顯著高于菌株2和CK，且菌株2處理的主根長(zhǎng)也顯著大于CK。

2.3 不同菌株對(duì)大白菜幼苗物質(zhì)積累及分配的影響 由表2可知，菌株1和菌株2處理后大白菜地上部干質(zhì)量、地上部鮮質(zhì)量、地下部干質(zhì)量和地下部鮮質(zhì)量均顯著高于CK，但菌株1與菌株2處理的各物質(zhì)積累間無(wú)差異顯著性。

2.4 不同菌株對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響 由表3可知，菌株1和菌株2處理后土壤中IAA的含量顯著高于CK，但菌株1和菌株2處理間無(wú)顯著差異。菌株1處理土壤中速效磷和速效鉀含量最高，分別為3.86mg/kg和29.37mg/kg，顯著高于CK，但與菌株2處理間無(wú)顯著差異。菌株1處理礦質(zhì)氮含量最高（9.25mg/kg），顯著高于菌株2和CK，且菌株2和CK之間無(wú)顯著差異。

2.5 不同菌株對(duì)大白菜葉片葉綠素含量的影響 由圖3可知，菌株1處理后大白菜葉片中的葉綠素含量最高，為2.53mg/kg，顯著高于CK;菌株2處理后大白菜葉片中葉綠素含量為2.25mg/kg，與菌株1、CK處理間均無(wú)顯著差異。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果顯示，分離自大白菜實(shí)施栽培連作土壤的特基拉芽孢桿菌和阿耶波多氏芽孢桿菌均能分泌IAA，對(duì)“北京新三號(hào)”大白菜幼苗的出苗率、幼苗的生長(zhǎng)、物質(zhì)的積累和分配、葉片中葉綠素含量均有不同程度的促進(jìn)作用，還能顯著提高土壤養(yǎng)分含量，該結(jié)果與張東艷[8]和李培根[9]的研究結(jié)果一致。本研究為微生物肥料的研發(fā)提供了菌種資源。

IAA是植物體內(nèi)天然生長(zhǎng)素存在的最主要形式，能夠增加植物根系，并促進(jìn)根系的伸長(zhǎng)，從而增加植物對(duì)土壤中養(yǎng)分的吸收，促進(jìn)植株生長(zhǎng)[12]。近年來(lái)，許多學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)不同微生物具有分泌IAA的功能，楊豆等[13]發(fā)現(xiàn)Burkholderia lata和Enterobacter ludwigii能分泌IAA促進(jìn)毛竹實(shí)生苗的生長(zhǎng);彭玉龍等[14]研究發(fā)現(xiàn)Bacillus toyonensis和Bacillus mobilis能分泌IAA促進(jìn)煙草種子萌發(fā);劉國(guó)強(qiáng)等[15]從黑果枸杞根際土壤中發(fā)現(xiàn)4株菌株能夠分泌IAA，不僅能夠促進(jìn)黑果枸杞幼苗的根長(zhǎng)、株高，增加葉片中葉綠素的含量，還能緩解鹽脅迫對(duì)黑果枸杞幼苗生長(zhǎng)的抑制作用。

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（責(zé)編：徐世紅）