微生物菌劑對核桃葉片生理及光合特性的影響

摘要：【目的】研究微生物菌劑對核桃葉片生理及光合特性影響，為微生物菌劑在新疆阿克蘇地區(qū)核桃上應(yīng)用提供科學依據(jù)。【方法】以14年生疏散分層形溫185核桃為材料，共設(shè)置6個處理，分別為枯草芽孢桿菌30 g/株（T1）、哈茨木霉菌30 g/株（T2）、枯草芽孢桿菌40 g/株（T3）、哈茨木霉菌40 g/株（T4）、枯草芽孢桿菌20 g/株+哈茨木霉菌20 g/株（T5）和清水對照（CK）。測定核桃葉片葉面積、葉長、葉寬、鮮重、干重、葉綠素（SPAD）、光合特征等指標，分析不同用量及種類的微生物菌劑對核桃葉片的影響?！窘Y(jié)果】在T5處理下核桃葉片生長指標表現(xiàn)最優(yōu)，T5處理下葉片養(yǎng)分含量氮、磷、鉀出現(xiàn)最大值，較對照高出65.68%，61.14%和57.47%；該處理下葉片葉綠素含量與CK呈顯著差異，較對照高29.38%，且提高了葉片凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率，較對照分別高22.57%、21.16%和65.58%?！窘Y(jié)論】溝施枯草芽孢桿菌和哈茨木霉菌各20 g處理促進核桃葉片生長及養(yǎng)分含量和提高光合性能的效果最佳。

關(guān)鍵詞：核桃；微生物菌劑；葉片；光合特性

中圖分類號：S664.1；S14文獻標志碼：A文章編號：1001-4330（2024）09-2299-08

0引 言

【研究意義】核桃（Juglans regia L.）是胡桃科、胡桃屬植物，位居世界四大干果（核桃、榛子、扁桃、腰果）之首。核桃是我國重要的木本油料樹種，核桃具有很高的經(jīng)濟價值［1］。若化肥施用不當則可引起核桃的營養(yǎng)失調(diào)，土壤板結(jié)、空殼率增加、種仁不充實、外殼厚度增加及產(chǎn)量下降等，影響果實品質(zhì)［2］?？莶菅挎邨U菌（Bacillus subtilis）能夠促進植物根際細菌（PGPR）的生長［3］，從多種植物組織中被分離，具有抗旱、抗菌及促生作用［4］。哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）作為一種重要的生防菌，對植物生長有促進調(diào)節(jié)的作用［5］。使用微生物菌劑代替化肥，對核桃栽培具有重要意義。【前人研究進展】辛磊等［6］研究發(fā)現(xiàn)，利用枯草芽孢桿菌ML-11的發(fā)酵液澆灌核桃苗根部，不僅對核桃的根腐病有良好的抑制作用，也對核桃苗的生長具有一定的促進作用。周曉馥等［7］研究發(fā)現(xiàn)，黃瓜幼苗施加哈茨木霉菌液后，明顯增加了植株的總根長、總根表面積、根尖數(shù)等各項根系指標，對黃瓜幼苗有顯著的促進生長的作用。張祖銜等［8］研究發(fā)現(xiàn)，施加枯草芽孢桿菌和哈茨木霉菌單一菌劑對黃瓜根系各指標有促進作用，混合菌劑的促生作用與其二者相比更為顯著。周進［9］研究發(fā)現(xiàn)，施用生物菌肥能提高辣椒生長、光合特性和產(chǎn)量，且改善了品質(zhì)。王愛玲等［10］研究表明，施用微生物菌肥能有效緩解傳統(tǒng)施肥引起的土壤板結(jié)，且蘋果的葉綠素含量和光合特性及品質(zhì)均有所提高。楊皓等［11］研究發(fā)現(xiàn)，施用菌肥后可提高刺槐的光合作用和土壤養(yǎng)分含量?！颈狙芯壳腥朦c】微生物菌劑作為一種微生物肥料、具有改良土壤結(jié)構(gòu)、提高肥料利用率、促進植株生長發(fā)育、增加作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)的作用。同時，微生物菌劑還具有提高作物葉片養(yǎng)分積累及光合作用；針對微生物菌劑在新疆核桃葉片的生長、養(yǎng)分積累及光合特征的影響研究鮮見報道?？茖W施肥是優(yōu)化核桃樹的生存環(huán)境和提升核桃果實品質(zhì)至關(guān)重要的因素［12］?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以溫185核桃為研究對象，分析微生物菌劑對核桃葉片生長、養(yǎng)分積累及光合特征的影響，為核桃科學施肥提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材 料

以溫185核桃為研究對象，樹齡14 a，株行距為5 m×6 m，生長健壯。試驗于2022年3月至2023年9月連續(xù)2年在新疆阿克蘇地區(qū)阿瓦提縣喀什貝西村核桃園（40°7′6″ N，80°34′41″ E）進行，該地為暖溫帶大陸性干旱氣候，少雨，風沙大，年平均氣溫10.2 ℃，平均降水量46.7 mm，無霜期200～211 d。土質(zhì)為壤土，pH值 8.86，有機質(zhì)8.18 g/kg，全氮0.69 g/kg，全磷0.61 g/kg，全鉀11.17 g/kg，堿解氮50.92 mg/kg，有效磷 30.7 mg/kg，速效鉀99.75 mg/kg。施用的枯草芽孢桿菌及哈茨木霉菌為山東益泰生物科技有限公司生產(chǎn)。枯草芽孢桿菌有效活菌數(shù)≥10×108/g、哈茨木霉菌有效活菌數(shù)≥200×108/g。

1.2方 法

1.2.1試驗設(shè)計

試驗前為增加土壤肥力，添加含腐殖酸水溶肥料大量元素液體肥體型（黃腐酸≥100 g/L，N+P2O5≥400 g/L，微量元素≥5 g/L，水不溶物≤50 g/L），全年用量為120 kg/667 m2。試驗共設(shè)6個處理、枯草芽孢桿菌30g/株（T1）、哈茨木霉菌30 g/株（T2）、枯草芽孢桿菌40 g/株（T3）、哈茨木霉菌40 g/株（T4）、枯草芽孢桿菌20 g+哈茨木霉菌20 g/株（T5）和清水對照（CK）。菌肥從4～7月共施4次，采用大田試驗，每個試驗處理選取 10 棵樹作為處理材料，3個重復(fù)，采取隨機區(qū)組試驗設(shè)計。距樹干100 cm開一條深15 cm，寬30 cm，長60 cm的條形溝，進行溝施，施完菌肥后立即澆水。表1

1.2.2測定指標

1.2.2.1葉片生長指標

用葉面積測定儀測定葉長、葉寬和葉面積，用電子天平稱量單葉的鮮重和干重。

1.2.2.2葉片氮磷鉀含量

按不同處理取葉5～8片/株，用清水沖洗，再用無菌離子水沖洗3次，105℃恒溫殺青20 min，80℃烘至恒重，用粉碎機粉碎，放在陰涼干燥處保存。葉片全氮采用奈氏比色法、全磷采用鉬銻鈧比色法、全鉀采用用原子吸收法測定。

1.2.2.3SPAD 值、光合指標

采用便攜式 SPAD 檢測儀測定核桃葉片葉綠素含量；于7月2日用Li-6400 型便攜式光合儀測定其凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間 CO2 濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr），并計算水分利用率（WUE＝Pn／Tr）、氣孔限制值（Ls＝1-Ci／Ca）和飽和水汽壓虧缺（Vpdl）。每株選取樹冠外圍3片結(jié)果枝頂葉進行測定。

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2010軟件處理數(shù)據(jù)，使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1微生物菌劑對核桃葉片性狀的影響

研究表明，與CK相比哈茨木霉菌和枯草芽孢桿菌均顯著增加核桃葉片葉面積，各處理之間呈顯著性差異（P＜0.05）；其中T5處理下核桃葉面積最大為114.18 cm2，較CK高31.75%。葉長除了T2和T3處理低于CK外，其余處理葉片長度明顯大于CK，在T5處理下葉長出現(xiàn)了最大值，較對照高出了11.55%。在T3處理下核桃葉片葉寬為最大9.42 cm，較CK高出20.15%；T4和T5處理分別較CK高出8.16%和13.01%，與CK亦差異顯著，（P＜0.05）。核桃葉片鮮重和干重在T5處理下出現(xiàn)了最大值分別為2.29和0.64 g，與對照分別高出90.83%和166.66%；其余處理與CK差異顯著（P＜0.05）。表2

2.2微生物菌劑對核桃葉片氮磷鉀含量的影響

研究表明，葉片全氮含量T1～T5處理與CK差異顯著（P＜0.05），其中T4和T5處理下葉片全氮含量達到最高，相比CK高出57.78%和65.68%，T1～T3處理之間差異不顯著。葉片全磷和全鉀含量在T5處理下達到最高分別是2.53和16.44 g/kg，是CK的61.14%和57.47%，與CK差異顯著，施用不同微生物菌劑處理之后葉片全磷和全鉀部分處理之間差異顯著（P＜0.05）。表3

2.3微生物菌劑對核桃葉片葉綠素含量的影響

研究表明，核桃葉片葉綠素含量各處理與CK之間差異顯著，微生物菌劑處理后的核桃葉片葉綠素含量均高于對照，葉綠素含量表現(xiàn)為T5＞T3＞T4＞T1＞T2＞CK。T1～T5處理的核桃葉片葉綠素含量分別是對照的15.05%、13.72%、23.66%、16.84%和29.38%。其中T5處理下的核桃葉片葉綠素含量達到最高為56.54，該處理顯著增加了核桃葉片的葉綠素含量，（P＜0.05）。圖1

2.4微生物菌劑對核桃葉片光合生理特征影響

2.4.1微生物菌劑對核桃葉片凈光合速率影響

研究表明，施用不同量的微生物菌劑后，核桃葉凈光合速率呈先上升后下降再上升的趨勢，核桃葉凈光合速率表現(xiàn)為T5＞T3＞T4＞T2＞T1＞CK。各處理核桃葉片凈光合速率均高于對照，T1～T5處理之間的凈光合速率為2.24～22.57 μmol/（m2·s）。其中T3和T5處理下的核桃葉凈光合速率最大，較對照分別高出14.89%、22.57%，顯著高于CK（P＜0.05）。圖2

2.4.2微生物菌劑對核桃葉片氣孔導度的影響

研究表明，氣孔導度的變化規(guī)律是T5＞T4＞T3＞T2＞T1＞CK。各處理與對照相比氣孔導度較均顯著高于對照，其中T4和T5處理下具有較高的氣孔導度分別為0.379 6和0.381 5 mol/（m2·s），較CK分別提高了21.76%和21.16%。圖3

2.4.3微生物菌劑對核桃葉片胞間CO2濃度的影響

研究表明，施用微生物菌劑處理后的葉片胞間CO2濃度T3、T4、T5處理低于CK，其余處理與對照無顯著差異。各處理間表現(xiàn)為CK＞T1＞T2＞T4＞T3＞T5。其中T5處理下的胞間CO2濃度最低為 198.14 μmol/mol，較CK降低了14 %。T3、T4、T5處理顯著低于對照，與CK差異顯著（P＜0.05）。圖4

2.4.4微生物菌劑對核桃葉片蒸騰速率的影響

研究表明，施用微生物菌肥后（T1～T5）處理的蒸騰速率均高于CK，其蒸騰速率范圍在8.90～11.69 mmol/（m2·s），其中T5處理出現(xiàn)最大值，為11.69 mmol/（m2·s），較對照提高65.58%?；焓┪⑸锞鷦┛娠@著提高核桃葉片的蒸騰速率，從而提高植物的同化能力。圖5

2.4.5微生物菌劑對核桃葉片水分利用率影響

研究表明，施用微生物菌劑處理下核桃葉片的水分利用率出現(xiàn)差異性變化，各處理核桃葉的水分利用率均高于對照，各處理間表現(xiàn)為T5＞T3＞T4＞T1＞T2＞CK。其中T5處理核桃的水分利用率最大，為3.1 mmol/μmol，較CK提高了103.5%。圖6

2.4.6微生物菌劑對核桃葉片氣孔限制值影響

研究表明，各處理間表現(xiàn)為T3＞T5＞T4＞T1＞T2＞CK。T1、T2處理與CK差異不顯著、T4和T5處理高于CK，較CK分別高出23.33%和26.66%，T3處理下核桃葉的氣孔限制值最高為0.41，較CK高出36.66%。顯著高于CK（P＜0.05）。圖7

2.4.7微生物菌劑對核桃葉片飽和水汽壓虧缺影響

研究表明，用微生物菌劑處理后的飽和水汽壓值除了T2處理與CK無顯著差異外（T1、T3、T4和T5）處理均高于CK。在T5處理飽和水汽壓達到最高值為3.12 MPa，顯著高于CK（P＜0.05）。圖8

3討 論

3.1試驗研究表明，單施微生物菌劑和混合使用微生物菌劑均有助于核桃葉片的生長，T5處理下核桃葉面積較CK增加了31.75%，葉長在T2和T3處理低于CK，在T5處理下較CK增加了11.55%。在T3處理下核桃葉片葉寬較CK增加了20.15%；核桃葉片鮮重和干重較CK分別增加了90.83%和166.66%。賀志斌［13］研究表明，施用微生物肥料后能增加蘋果葉片的面積，有助于促進植物葉片營養(yǎng)物質(zhì)的積累。段淇斌等［14］微生物菌肥對植物生長有促進作用。在梨園施用微生物菌肥后能增加香梨葉片葉面積、長寬、葉厚［15］。

3.2果樹科學施肥的理論依據(jù)和有效方法是葉片營養(yǎng)診斷，不同國家或地區(qū)葉片分析的標準值有較大差異［16］。付燕等［17］利用不同濃度的食用醋酸處理或施硫磺（0.6 g/kg 基質(zhì)）的藍莓葉全氮、全磷和全鉀含量明顯高于施硫酸鉀處理的。

3.3葉綠素含量和光合參數(shù)Pn、Gs、Tr、Ci可反映植物的光合能力［18］。試驗研究表明，施用微生物菌劑后可以明顯提高核桃葉片葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率，降低胞間CO2濃度。王玫等［19］研究表明，黃腐酸微生物菌劑（10 g/kg）可促進甜茶幼苗的光合作用，明顯提高了葉片凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率。陳芬等［20］研究發(fā)現(xiàn)，施用有機肥后可以提高辣椒葉片葉綠素含量，同時可以提高葉片的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率，降低胞間CO2濃度，可以有效提高葉片光合作用的能力。試驗研究結(jié)果與以上研究結(jié)果較一致。其中T5處理的凈光合速率、氣孔導度，蒸騰速率達到最高值，說明該處理的菌劑可最大程度發(fā)揮肥效。對核桃葉片進行光合作用的促進作用最明顯。瞬時水分利用率是反映植物光合作用的重要指標。在T5處理下瞬時水分利用率顯著高于對照（P＜0.05），與王愛玲等［10］研究結(jié)果一致。氣孔限制值在T3、T4、T5處理下與CK呈顯著差異，飽和水汽壓虧缺在T5處理下出現(xiàn)最大值4.08 MPa，增幅為79.73%。微生物肥料能有效提高植物葉片的光合特性［21-23］。

4結(jié) 論

在核桃地溝施不同用量的枯草芽孢桿菌和哈茨木霉菌后，促進了核桃葉片的生長（葉面積、長度、寬度、鮮重、干重），明顯提高了葉片全氮、全磷、全鉀含量，并且提高了葉片葉綠素含量、凈光合速率，增加了氣孔導度，提高了蒸騰速率、提高了瞬時水分利用率以及降低胞間CO2濃度等，有助于提高根系吸收能力，從而提高核桃的同化能力，積累更多有機物質(zhì)，改善核桃品質(zhì)，提高核桃產(chǎn)量。以枯草芽孢桿菌20 g+哈茨木霉菌20 g配施的效果最佳。

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Effects of microbial inoculants on physiological and photosynthetic characteristics of walnut leaves

Paziliye Ahemati1 ， WANG Xinyong2， ZHOU Yan3， SONG Bin4， Yusuf Abulitifu1

（1. College of Horticulture， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052，China；2. Fertilizer and Agricultural Water Conservation， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830091，China； 3. Xinjiang Yiguo Biotechnology Co.， Ltd.， Wensu Xinjiang 843100，China； 4. Xinjiang National Agricultural Science and Technology Park Management Committee in Wensu， Wensu Xinjiang 843100，China）

Abstract：【Objective】 To explore the effects of microbial microbial agents on the physiological and photosynthetic characteristics of walnut leaves，and to provide scientific basis for the application of microbial microbial agents on walnut in Aksu area.

【Methods】 A total of 6 experimental treatments were set up with 14-year old walnut \"Wen185\" as the test material，which were 30 g/ strain of Bacillus subtilis （T1）， 30 g/ strain of Trichoderma hartzii （T2）， 40 g/ strain of Bacillus subtilis （T3）， 40 g/ strain of Trichoderma hartzii （T4）， and 30 g/ strain of Trichoderma Hartzii. Bacillus subtilis 20 g/ strain + Trichoderma harziensis 20 g/ strain （T5）， water control （CK）. Then， leaf area， leaf length， leaf width， fresh weight and dry weight were measured. After thatn， chlorophyll （SPAD）， photosynthetic characteristics and other indicators were determined and the effects of different amounts of microbial inoculants on walnut leaves were analyzed.

【Results】 Under T5 treatment， the area， length， fresh weight and dry weight of walnut leaves were significantly higher than those of control， which were 31.75%，11.55%，90.83% and 166.66% higher， respectively. Leaf nutrient contents of nitrogen， phosphorus and potassium showed the maximum value， which was 65.68%，61.14% and 57.47% higher than that of the control. Chlorophyll content and photosynthetic characteristics index parameters were also increased under this treatment.

【Conclusion】 Trench application of 20 g on each of Bacillus subtilis and Trichoderma harziana promote the growth，nutrient content and photosynthetic performance of walnut leaves. In this experiment， the combination of Bacillus subtilis 20 g and Trichoderma harziana 20 g has the best effect.

Key words：walnut; microbial agent; blades; photosynthetic characteristics

Fund projects：New Agricultural University-Shaya County Forestry and Fruit Industry Development Strategic Cooperation Project （2520HXKT1）

Correspondence author：Yusupu Abuntipu （1969-）， male， from Xinjiang， Ph.D.， associate professor， research direction： fruit cultivation and germplasm resources， （E-mail）yusufxj@163.com

收稿日期（Received）：2024-02-13

基金項目：新農(nóng)大-沙雅縣林果業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略合作項目（2520HXKT1）

作者簡介：帕孜麗耶·艾合麥提（1997-），女，新疆人，碩士研究生，研究方向為果樹栽培與生理，（E-mail）1779575836@qq.com

通訊作者：玉蘇甫·阿不力提甫（1969-），男，新疆人，副教授，博士，碩士生導師，研究方向為果樹栽培與種質(zhì)資源，（E-mail）yusufxj@163.com