施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥生長和根系發(fā)育的影響

中圖分類號(hào)：S544.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0435（2025）07-2357-11

doi：10.11733/j.issn.1007-0435.2025.07.029

引用格式：，等.施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥生長和根系發(fā)育的影響[J].草地學(xué)報(bào)，2025，33（7）：2357一 2367 LIU Xin-yue，WANG Jie，ZHANG Hai-juan，etal.Effects of Applicationof Compound Microbial Inoculants on Oat Growth and Root Development in Qaidam Basin[J]. Acta Agrestia Sinica，2O25，33（7）：2357-2367

Effects of Application of Compound Microbial Inoculants on Oat Growth and RootDevelopmentin Qaidam Basin

LIU Xin-yue1， WANG Jie1， ZHANG Hai-juan2， FU Yun-jie3，BAO Kui3， QUAN Zhi-xiu3， DANG Yu-hong？， WANG Wei4.5， XU Cheng ?ti^4，5 ，LU Guang ?xin^1，5* ， ZHU Ting-heng6* （1.CollgofAgricultureadAnialHusbandryQinghaiUniversityining，inghaiProvinceOl6，China；.QighaIsiutef

TechoOlogy，XiningQingirovce86，hina;.Chia;QinghaiBeshengGrassdustryCotd.，elinghaQighaoince 817000，China;4.QinghaiUnversityColegeofAnimalHusbandryandVeterinarySciences，XiningQinghaiProvinceoCina; 5.NorthwestKeyLboratoryofCultiatedLandConservatioandMarginalLandImprovementinistryofAgricultureanduraffirs，

Delingha，QingaiPriceohina;6Colgeofotechlogndenieing，ZhejngUnivrsityogHgo Zhejiang Province 310014，China）

Abstract：To investigate the effects of compound microbial agents on the growth of oat（Avena satiua） in the

Qaidam Basin，oat variety‘Qingtian No.1’ was used as the experimental material. Three treatments were set up：a control （CK），application of compound microbial agent at 75kg?hm^-2（B₁） ，and 150kg?hm^-2Ω（I （B₂） ： Indicators such as plant height，biomass，chlorophyllcontent，root characteristics，and dry matter accumulation of oats were measured at the jointing stage，flowering stage，and dough stage to explore the efects of diferent application rates of the compound microbial agents on oat growth and root development. The results showed that： At the jointing stage，both B₁ and B₂ treatments significantly increased plant height，chlorophyll content， and biomass （ ?Plt;0.05 .The B₂ treatment significantly enhanced all root indicators （ .Plt;0.05 ），and oat yield showed a significant positive correlation with fresh weight and chlorophyll content （ .At the flowering stage，both B₁ and B₂ treatments significantly increased plant height （ ?Plt;0.05） ，while the B₁ treatment significantly enhanced biomass （ ?Plt;0.05 .At the dough stage，both B₁ and B₂ treatments significantly promoted the accumulation of chlorophyll content （ ?Plt;0.05） .The B₁ treatment significantly increased plant height，while the B₂ treatment significantly increased the number of root tips（ Plt;0.05） .Additionally，oat yield was significantly positively correlated with plant height and root surface area （ ?lt;0.05） . In summary，the application of 75kg?hm^-2 of compound microbial agents exhibited the optimal promoting efect on aboveground oat growth and dry matter accumulation，while the application of 150kg?hm^-2 was more beneficial for the development of underground root systems.These findings provide a theoretical basis for exploring microbial fertilizer technologies and methods to enhance forage cultivation in the Qaidam Basin.

Key words：Composite microbial fungicide;Qaidam Basin; Oat growth;Root development

飼草是省草牧業(yè)發(fā)展與牧民生計(jì)提升的特色產(chǎn)業(yè)1，在促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和保障糧食安全方面具有重要的意義。在生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙重挑戰(zhàn)下，飼草種植成為協(xié)同應(yīng)對(duì)草地資源退化與畜牧業(yè)發(fā)展約束的有效路徑[2-3]。燕麥因其營養(yǎng)價(jià)值高、高產(chǎn)、抗旱、耐寒、耐貧瘠等特性，在青藏高原高寒區(qū)被廣泛種植[4-6]。截至2023年，省的人工飼草種植面積穩(wěn)定在133萬 hm² 以上，2022年總面積突破153萬 hm^2[7] ，顯著減輕了天然草原的放牧壓力[8]。由此可見，提升飼草質(zhì)量和產(chǎn)量是省農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

已有研究指出，微生物菌肥已在多種農(nóng)作物中得到廣泛應(yīng)用，包括豆科牧草如苜蓿（MedicakgoSativa）、紅豆草（Onobrychisviciaefolia）和紅三葉（Trifoliumpratense），禾本科作物如小麥（Triticumaestiuum）以及蔬菜類作物如番茄（Lycopersiconesculentum）和黃瓜（Cucumis satious）等[9-12]。研究表明，微生物菌劑不僅能促進(jìn)植物生長，還能增強(qiáng)植物抗性，如抗旱、抗鹽堿和抗病蟲害等[13]。微生物菌劑通過優(yōu)化土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)土壤肥力及提高植物養(yǎng)分吸收效率等機(jī)制，有效地促進(jìn)作物生長和提高產(chǎn)量。在干旱和貧瘠的土壤條件下，微生物菌劑尤能顯著改善土壤環(huán)境和促進(jìn)作物根系發(fā)展，從而提升作物的生長潛力[14]。在牧草種植方面，復(fù)合微生物菌劑的使用能顯著提升牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)改善其營養(yǎng)價(jià)值，為畜牧業(yè)提供更優(yōu)質(zhì)的飼料資源。對(duì)于高營養(yǎng)價(jià)值的牧草如燕麥，微生物菌劑的應(yīng)用有助于其生長和干物質(zhì)積累，促進(jìn)牧草生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性[15]。然而，適用于高寒地區(qū)促進(jìn)燕麥生長的微生物菌肥研究仍較為有限，且微生物菌肥的效果受多種因素影響，如植物種類、菌株種類及其促生特性等，使得在不同種植條件下的效果呈現(xiàn)出不穩(wěn)定性[16]。因此，開發(fā)與土壤和植物適配性更高的菌肥成為研究者繼續(xù)努力的方向，尤其是在高寒地區(qū)對(duì)燕麥等作物的生長促進(jìn)上。

本研究解析復(fù)合微生物菌劑施用對(duì)燕麥農(nóng)藝性狀及根系構(gòu)型的影響，旨在闡明高寒區(qū)微生物-植物互作關(guān)系，為柴達(dá)木盆地特色菌肥研發(fā)及牧草生物量提升提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于省海西蒙古族藏族自治州德令哈市尕海鎮(zhèn)奔盛草業(yè)有限公司試驗(yàn)地，海拔2980m。試驗(yàn)站占地面積 6.67hm² ，地勢平坦，土壤肥力均勻，周邊無高大林木和建筑物。試驗(yàn)地標(biāo)準(zhǔn)化配置移動(dòng)式噴灌系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)水分調(diào)控。試驗(yàn)區(qū)屬高原大陸性氣候，年平均氣溫 4.5^°C ，極端高溫和極端低溫分別為 35°C 和 -27°C ，年平均降雨量169mm ，年蒸發(fā)量 2395.0mm ，無霜期90～110天。日光輻射量 669.7～732.5kJ?cm^-2， ，全年日照時(shí)數(shù)3554h 。土壤類型為棕鈣土，前茬作物為‘青甜1號(hào)'燕麥（Avenasatiua）。德令哈多年平均降雨量及氣溫見（圖1）。

1.2 供試菌株

供試菌株GN-1和MQ-5由浙江工業(yè)大學(xué)朱廷恒副教授惠贈(zèng)，菌株分離自鹽堿地。兩個(gè)菌株能夠在 5% NaC1的LB培養(yǎng)基中生長，前期經(jīng)測定，GN-1與MQ-5發(fā)酵液中分別可產(chǎn)生 0.664kg?hm^-2 與 0.824kg^.hm^-2 的植物生長素吲哚乙酸（IAA），且GN-1與MQ-5均可產(chǎn)生鐵載體，也具有降解纖維素能力（另文發(fā)表）。GN-1的菌落為白色，形狀不規(guī)則，菌落邊緣可見分枝狀結(jié)構(gòu)，顯微觀察可見其菌體較為細(xì)長，菌體間多首尾相連，呈樹枝狀結(jié)構(gòu)（圖2A）；MQ-5的菌落為白色，形狀為圓形或橢圓形，菌落周圍有黃色素生成，顯微觀察可見其菌體呈短桿狀，菌體間多相連（圖2B）。GN-1與MQ-5均為革蘭氏陽性菌。經(jīng)16SrRNA基因序列比對(duì)，初步鑒定GN-1為蕈狀芽孢桿菌（B.mycoides），MQ-5為芽孢桿菌（Bacillus sp.）。

注：（A）為GN-1菌落，（B）為MQ-5菌落

Note：（A） isaGN-1colony and（B） isanMQ-5 colony

1.3復(fù)合微生物菌劑的制作及施用方法

分別在LB平板培養(yǎng)基上劃線培養(yǎng)兩種供試菌株，置于 37^°C 培養(yǎng) 24h ，挑取單菌落在無菌試管中進(jìn)行接種， 37^°C ， 150r?min^-1 搖床培養(yǎng) 24h ，制備種子液，再將試管培養(yǎng)獲得的菌液在搖瓶中放大培養(yǎng)，接種量為 5% 37^°C，150r?min^-1 搖床培養(yǎng)。選擇稻殼、麥麩、玉米粉為基質(zhì)，質(zhì)量比為3：2：1，經(jīng)干燥、粉碎后過 2mm 篩， 121^°C，30min 間性滅菌3次，于超凈工作臺(tái)中分別等比例接種菌懸液（接種量為載體質(zhì)量的 15%） ，用無菌聚乙烯盒分裝為 500g ，置于 28～30^°C 的培養(yǎng)箱中，每隔3～4d去掉盒蓋進(jìn)行翻動(dòng)基質(zhì)，培養(yǎng) 10～15d 后室溫下保存?zhèn)溆?。菌肥基本性質(zhì)如表1所示。

播種前將菌劑按比例和土壤混合，進(jìn)行活化。即取 100g 田間土壤，將土壤含水量調(diào)至 65%～ 70% ，分別按 0，75kg?hm^-2 ， 150kg?hm^-2 的量加入王壤中，置 25^°C 培養(yǎng)箱培養(yǎng)7d，備用。播種時(shí)每隔30cm 開溝深度為 3～4cm ，將提前處理好的復(fù)合微生物菌劑均勻地撒入溝中，然后將稱量好的種子均勻撒入溝中，并覆土掩蓋、人工鎮(zhèn)壓。

1. 4 供試材料

種植的植物為燕麥，品種為‘青甜1號(hào)’，種子發(fā)芽率 590% ，凈度 99% ，由凱瑞生態(tài)科技有限公司提供。

1.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分別設(shè)置不施菌劑（CK）施復(fù)合微生物菌劑 B₁（ 施用量為 75kg?hm^-2） ，B₂ （施用量為 150kg?hm^-2） ，各處理除了復(fù)合微生物菌劑施用量不同，其余的生長條件和環(huán)境基本一致。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，共計(jì)9個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積為 15m²（5m×3m） ，相鄰小區(qū)間距 50cm 。根據(jù)中國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T798），微生物菌劑的推薦施用量 75kg?hm^-2 是較高效的選擇，能滿足作物的微生態(tài)需求[17]。鑒于本研究實(shí)驗(yàn)地土壤肥力較低（表2）土壤類型特殊（屬沙土）屬于高寒干旱地區(qū)，研究目的為燕麥促生，因此將施肥量提至150kg?hm^-2 。

于2023年6月9日播種，人工開溝條播，播深3～4cm ，行距 30cm （圖3），播種量為 300kg?hm^-2 。播種前用機(jī)械進(jìn)行翻耕，施肥前將有機(jī)肥（施用量為 350kg?hm^-2） 和復(fù)合肥 （N：P₂O₅：K₂O=25：12：5 施用量為 375kg?hm^-2） 作為底肥施用。同時(shí)，施播后鎮(zhèn)壓，對(duì)所有種植小區(qū)建植當(dāng)年苗期除草2次，視王壤水分含量的情況，用移走式噴灌機(jī)進(jìn)行噴灌，且各小區(qū)田間管理方式一致。

1. 6 指標(biāo)測量及方法

分別于燕麥拔節(jié)期、開花期、蠟熟期在田間進(jìn)行生長指標(biāo)的觀測，具體測定指標(biāo)和方法如下：

（1植株高度：在燕麥的各個(gè)生育期，用直尺（0.01cm 測定從莖的最底部至最頂端葉尖或花序最頂端之間的自然高度，每個(gè)處理隨機(jī)測定10株求平均值。

（2）地上生物量（鮮重和干重）：在每個(gè)小區(qū)內(nèi)選取密度均勻、長勢中等的地方，隨機(jī)選取 50cm 樣段，齊地面劉割，稱量地上部分的生物量鮮重，然后將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室， 105^°C 殺青 30min 后，在 65^°C 下烘干至恒重，稱其干重。

（3）干物質(zhì)生產(chǎn)效率：干物質(zhì)生產(chǎn)效率是指施加肥料所引起的干物質(zhì)積累量的變化，計(jì)算公式為：干物質(zhì)生產(chǎn)效率 = （施肥區(qū)某一生育時(shí)期的干物質(zhì)積累量一不施肥區(qū)對(duì)應(yīng)生育時(shí)期的干物質(zhì)積累量）/施肥量。

（4）葉綠素含量：在燕麥的各個(gè)生育期，用德國WALZ公司推出的便攜式葉綠素?zé)晒鈨xJunior-pam對(duì)燕麥旗葉進(jìn)行葉綠素含量的測定，每個(gè)葉片測三次，后求其平均值。

（5）根系指標(biāo)：在每個(gè)小區(qū)內(nèi)長勢均勻的區(qū)域隨機(jī)選取10株燕麥植株，割除地上部分后采用壕溝法挖取根部，清洗并擦拭后用根系掃描儀（型號(hào)：EpsonV7OO，China）進(jìn)行掃描，并用軟件（RegentInstruments，Quebec，Canada）分析獲得根尖總數(shù)、根表面積和總根體積的數(shù)據(jù)。

1.7 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用SPSS26.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-wayANOVA）。分析和繪制Mantel檢驗(yàn)在R4.2.3（RDevelopmentCoreTeam，2023）中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)植株高度的影響

由圖4所示，施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥的生長具有促進(jìn)作用，在3個(gè)采樣期均表現(xiàn)為高于CK組。拔節(jié)期不同處理燕麥的株高排序?yàn)椋?B₁gt;B₂gt; CK， B₁ 處理的燕麥株高顯著高于CK和 B₂ 處理（ Plt; 0.05），相對(duì)于CK組， B₁ 組的株高提高了 46.07% B₂ 組的株高提高了 22.47% 。開花期不同處理的株高大小排序?yàn)椋?_B1gt;B2gt;CK ，相對(duì)于CK組， B₁ 組的株高提高了31. 46% ， B₂ 組的株高提高了 14.58% ，其中 |B₁ 組處理的燕麥株高顯著高于對(duì)照組以及 B₂ 處理組（ ?Plt;0.05） 。蠟熟期不同處理的株高大小排序?yàn)椋?_{：B1gt;B2gt;CK} ，相對(duì)于CK組， B₁ 組的株高提高了 8.32% B₂ 組的株高提高了 3.5% B₁ 組處理下株高的增長最顯著，但 B₁ 組、 .B₂ 組之間未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異水平。綜上分析，施用復(fù)合微生物菌劑能夠提高燕麥株高， B₁ 處理更有利于燕麥株高的生長，在拔節(jié)期、開花期和蠟熟期，株高分別提高了46.07% ，31. 46% 和 8.32% ，且燕麥生長前期的增長幅度更大。

注：圖中不同字母表示在0.05水平上差異顯著，下同 Note：Different letters in the figure indicate significantdifferences at theO.O5level，the sameasbelow

2.2施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)地上生物量（鮮重和干重）的影響

植物生物量能夠直接反映植物的生長狀況。由圖5所示，施用復(fù)合微生物菌劑的處理（ ΔB₁ 組和 B₂ 組）地上生物量均高于CK組處理。

與CK組相比，拔節(jié)期不同處理的地上生物量鮮重排序?yàn)椋?_{：B1gt;B2gt;CK} （圖5a）， B₁ 組顯著高于CK組（ ?Plt;0.05） ，其鮮重增長了 88.6% B₂ 組的鮮重增長了 29.4% ，開花期不同處理的地上鮮重排序如下： B₁ gt;B₂gt; CK。相比于CK組， B₁ 組 .B₂ 組的地上鮮重分別增加了88. 86% ， 16.63% 。 ΔB₁ 組燕麥鮮重顯著高于CK組以及 B₂ 組處理 ?Plt;0.05） ，但CK組 .B₂ 組之間沒有達(dá)到顯著性差異水平。蠟熟期不同處理的地上鮮重排序如下 _{：B1gt;B2gt;CK} 。與CK組相比， B₁ 組的地上鮮重增加了20. 67% B₂ 組的地上鮮重增加了9.27% ，但 B₁ 組 ，B₂ 組與CK組之間未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異水平。綜上分析，施用復(fù)合微生物菌劑增加了燕麥地上生物量鮮重，其中 B₁ 組效果較好。

與CK相比，拔節(jié)期不同處理的地上干重排序?yàn)椋?_B1gt;B2gt;CK （圖5b）， B₁ 組處理下燕麥的地上干重顯著高于對(duì)照組 （Plt;0.05） ，其干重增加了69.57% ， B₂ 組相比于CK組的干重增長了 30.43% 開花期不同處理的地上干重排序?yàn)椋?_B1gt;B2gt;CK B₁ 組顯著高于CK組 （Plt;0.05） ，其干重增長109.81% B₂ 組的地上干重增加了 49.88% ;蠟熟期不同處理的地上干重排序如下： _B1gt;B2gt;CK 。與CK組相比， B₁ 組的地上干重增加了 17.76% B₂ 組的地上干重增加了 3.23% ，但 B₁ 組 ?.B₂ 組與CK組之間未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)差異水平。綜上所述， B₁ 組能顯著增加燕麥干重和鮮重，效果較好 ?Plt;0.05） 0

2.3施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥干物質(zhì)生產(chǎn)效率的影響

對(duì)不同處理燕麥干物質(zhì)積累效率進(jìn)行方差分析并作圖（圖6），結(jié)果表明，施用復(fù)合微生物菌劑增加了燕麥干物質(zhì)積累效率，開花期達(dá)到最大；生育期動(dòng)態(tài)監(jiān)測表明， B₁ 組燕麥干物質(zhì)積累效率明顯高于 B₂ 組；成熟期各處理燕麥干物質(zhì)積累量分別為5.16，1.19，相較于CK組分別提高了 50.6% 和21. 7% 。說明施用復(fù)合微生物菌劑能顯著提高燕麥干物質(zhì)積累量，且 B₁ 組效果最佳。

2.4施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)葉綠素含量的影響

對(duì)不同處理燕麥葉綠素含量進(jìn)行分析（圖7）。拔節(jié)期不同處理下燕麥的葉綠素含量排序如下： B₁ gt;B₂gt;CK 。其中， B₁ 組處理下，燕麥的葉綠素含量顯著高于CK組 （Plt;0.05） ，其含量增加了23.72% B₂ 組的葉綠素含量增加了 14.37% 。開花期 B₁ 組的葉綠素含量最高，其次為 B₂ 組，各處理間無顯著差異。蠟熟期葉綠素含量最高為 B₁ 組， B₂ 組葉綠素含量次之，葉綠素含量最低的為CK組，相比于CK組， ΔB₁ 組、 B₂ 組的葉綠素含量分別增加了17.78%，9.75% ，且 B₁ 組與 B₂ 組之間差異不顯著。由此可知， B₁ 處理下葉綠素含量較CK組高，效果較好。

2.5施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)根系發(fā)育的影響

根系是反映植株生長狀況和抗逆性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一，由表4可知，施用復(fù)合微生物菌劑后的不同處理的根系體積均有所增加。與CK組相比，拔節(jié)期不同處理下根系體積大小的排序?yàn)?B₂ gt;B₁gt;CK ，相比于CK組， B₁ 組 ?B₂ 組的根系體積分別增長了 37.14%，74.29% 。蠟熟期不同處理下根系體積大小的排序?yàn)?_B2gt;B1gt;CK ，相比于CK組， B_i 組的根系體積增長了 5.17% ， B₂ 組的根系體積增長了 10.34% 。且各處理之間均未達(dá)到顯著差異水平。綜上分析，施用復(fù)合微生物菌劑后的處理與對(duì)照相比，燕麥的根系體積有所增長，其中處理 ΔB₂ 組表現(xiàn)較佳，施用量增加后有利于促進(jìn)燕麥根系發(fā)育。

與CK組相比，拔節(jié)期不同處理下根系表面積大小的排序?yàn)?_B2gt;B1gt;CK ，其中 B₁ 組 .B₂ 組的根系體積較CK組分別增長了 17.74% 47.92% 。蠟熟期不同處理下根系表面積大小的排序?yàn)?_B2gt;B1gt; CK，相比于CK組， ΔB₁ 組的根系表面積增長了2.43% ， B₂ 組的根系體積增長了 6.9% ，但各處理之間均未達(dá)到顯著性差異水平。綜上分析，施用復(fù)合微生物菌劑后的處理與對(duì)照相比，燕麥的根系表面積有所增長，其中處理 B₂ 組表現(xiàn)較佳。

與CK組相比，拔節(jié)期不同處理下根系根尖數(shù)大小的排序?yàn)?_B2gt;B1gt;CK ，相比于CK組， B₂ 組處理顯著高于CK組 （Plt;0.05） ，根尖數(shù)增加了88.27% ， B₁ 組處理下根尖數(shù)增加了 6.33% 。蠟熟期不同處理下根尖數(shù)大小的排序?yàn)?_B2gt;B1gt;CK ，相比于CK組 B₁ 組的根系表面積增長了 25.45% B₂ 組的根系體積增長了 40.09% ，但各處理之間均未達(dá)到顯著性差異水平。綜上分析，施用復(fù)合微生物菌劑后的處理與對(duì)照相比，燕麥的根系的根尖數(shù)有所增長，其中處理 B₂ 組表現(xiàn)較佳。

與CK組相比，拔節(jié)期不同處理下根總長大小的排序?yàn)?_B2gt;B1gt;CK ，其中 B₂ 組的根總長顯著高于CK組（ ?Plt;0.05 增長了 62.57% ， ΔB₂ 組處理顯著高于CK組（ ?Plt;0.05） ，根總長增加了 64.85% ，B₁ 組的根總長較CK組增長了 29.18% 。蠟熟期不同處理下根總長大小的排序?yàn)?_B2gt;B1gt;CK ，相比于CK組， B₁ 組的根總長增長了 32.77% 。綜上分析，施用復(fù)合微生物菌劑后的處理與對(duì)照相比，燕麥的根總長有所增長，其中處理 B₂ 組表現(xiàn)較佳。

2.6燕麥產(chǎn)量與燕麥生長及根系發(fā)育的相關(guān)性 分析

采用Manteltest分析了蠟熟期燕麥地上生物量積累量與不同生育期地上生長和根系發(fā)育相關(guān)的各指標(biāo)之間相關(guān)性。結(jié)果表明，在拔節(jié)期（圖8a）蠟熟期燕麥生長產(chǎn)量與拔節(jié)期燕麥鮮重及葉綠素含量呈顯著正相關(guān) ?Plt;0.05） ，與其他各指標(biāo)之間均無顯著相關(guān)性。在蠟熟期（圖8b）蠟熟期燕麥生長產(chǎn)量與株高呈極顯著正相關(guān) （Plt;0.01） ，與燕麥根表面積呈顯著正相關(guān)性 （Plt;0.05） ，但與其他各指標(biāo)之間無顯著相關(guān)性。綜上，對(duì)于蠟熟期燕麥產(chǎn)量來說，燕麥的鮮重、葉綠素含量及株高是影響燕麥產(chǎn)量的最強(qiáng)相關(guān)因素，而其他指標(biāo)沒有發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性。

圖8不同生育期施用復(fù)合微生物菌劑后燕麥產(chǎn)量與燕麥生長及根系發(fā)育的相關(guān)性分析

Fig.8Analysisofthecorrelationbetweenoatyieldandoatgrowthandrootdevelopmentaftertheappicationofcompositemicro bial inoculants at different growth stages

注：（a）拔節(jié)期，（b）蠟熟期。FW，鮮重;DCW，干重;H，株高;CHL，葉綠素含量;V，根系體積;SA，根系表面積;NTips，根尖數(shù);L，總根長。 （20 （?0.01***Plt;0.001 ），下同

Note：（a）Jointigtage，（b）Waxipenigstage.WFresheight;DCWDryweight;Hlanteight;CLChloropyltent;ot volume;SA，Root surface Area;NTips，Number of root tips；L，Total root length.（ ^{*0，01 ??0.001***}Plt;0.001 ， the same as below

采用Manteltest分析不同處理后蠟熟期燕麥產(chǎn)量與燕麥生長及根系發(fā)育的相關(guān)性分析，結(jié)果表明，隨著種植時(shí)間的推移，在CK組（圖9a）蠟熟期燕麥產(chǎn)量與株高、根表面積以及根尖數(shù)呈顯著正相關(guān) Plt; 0.05），與其他指標(biāo)無顯著相關(guān)性；在 B₁ 組（圖9b），蠟熟期燕麥產(chǎn)量與葉綠素含量以及根尖數(shù)呈顯著正相關(guān) （0.012 組（圖9c），蠟熟期燕麥產(chǎn)量與株高、根表面積呈極顯著正相關(guān) （Plt;0.01） ，與根尖數(shù)呈顯著正相關(guān)（ Plt; 0.05）；綜上，對(duì)于蠟熟期燕麥產(chǎn)量來說，燕麥的株高、根表面積以及根尖數(shù)是影響燕麥產(chǎn)量的最強(qiáng)相關(guān)因素，而其他指標(biāo)沒有發(fā)現(xiàn)顯著相關(guān)性。

圖9不同處理后蠟熟期燕麥產(chǎn)量與燕麥生長及根系發(fā)育的相關(guān)性分析

Fig.9Analysisof thecorelationbetweenoatyieldandoatgrowthandrotdevelopmentatthewaxripeningstageafterdifren treatments

3討論

3.1施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)植物生長的影響

微生物肥料可以通過固氮、解磷、解鉀以及生產(chǎn)生長促進(jìn)物質(zhì)等作用，直接或間接促進(jìn)植物生長、增強(qiáng)作物抗病力，從而提高農(nóng)作物產(chǎn)量[18]。本研究中，在施入復(fù)合微生物菌肥后，燕麥株高、地上干鮮重葉綠素含量、根系的生長發(fā)育均優(yōu)于對(duì)照，產(chǎn)量增長明顯，這與茍子龍等[19-20]的研究結(jié)果一致。燕麥的株高是其生產(chǎn)性能的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，適宜的高度是影響燕麥草產(chǎn)量的重要因素之—[21]株高在一定程度上決定產(chǎn)量，即株高與產(chǎn)量呈正相關(guān)，高植株通常有更大的年產(chǎn)量潛力。在本試驗(yàn)中，不同處理間株高差異顯著（ .Plt;0.05? ， B₁ 組的效果最佳，復(fù)合微生物菌肥能加強(qiáng)有益微生物活動(dòng)，從而促使有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生多種營養(yǎng)物質(zhì)和刺激性物質(zhì)，反過來刺激微生物的生長發(fā)育，促進(jìn)作物生長，達(dá)到增產(chǎn)提質(zhì)的目標(biāo)[22]。陳彩錦等[23]的研究結(jié)果表明微生物菌肥 +75% 化肥對(duì)增加燕麥地上物質(zhì)生長量、干物質(zhì)積累，減少燕麥病害及增加產(chǎn)量的效果最好。在本試驗(yàn)中， B₁ 組產(chǎn)量較CK對(duì)照組高，效果較好。

適宜的干物質(zhì)積累是燕麥產(chǎn)量形成的重要前提，調(diào)控施用量可調(diào)節(jié)燕麥干物質(zhì)積累量進(jìn)而影響產(chǎn)量[24]。本研究中，施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥干物質(zhì)積累的影響趨勢相同，均隨生育期呈現(xiàn)先增后減的趨勢，是由于生育前期微生物菌劑促進(jìn)了根系生長、改善了土壤環(huán)境和增強(qiáng)了養(yǎng)分吸收，而生育后期則受到生殖生長消耗、葉片衰老和環(huán)境因素等的影響。從整個(gè)生育進(jìn)程來看， B₁ 組燕麥干物質(zhì)積累量高于 B₂ 組，說明施用復(fù)合微生物菌劑能顯著提高燕麥干物質(zhì)積累量，且 B₁ 組效果最佳[25]

3.2施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥根系發(fā)育的影響

施用復(fù)合微生物菌劑能刺激側(cè)生根的萌動(dòng)、伸長、發(fā)育，影響根系形態(tài)，促進(jìn)植物生長[26-27]，主要表現(xiàn)在根長、生物量、根表面積及根體積等形態(tài)變化上。本試驗(yàn)中，施用不同劑量復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥根長、根表面積、總根體積及根尖數(shù)都有所增加，對(duì)燕麥根系生長有促進(jìn)作用，這與徐偉慧等[28]在水稻盆栽實(shí)驗(yàn)中，微生物菌劑對(duì)水稻根系及根系干質(zhì)量影響的研究結(jié)果一致。這是因?yàn)槲⑸锞鷦┲械挠幸婢涸谕寥乐卸ㄖ澈?，刺激了根系生長[29]，且施用更大劑量的復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥根系生長的影響較為顯著。

本試驗(yàn)中，不同處理對(duì)燕麥根系發(fā)育的影響顯著，其結(jié)果為施用 150kg?hm^-2 復(fù)合微生物菌劑的效果較好，這與施用 75kg?hm^-2 復(fù)合微生物菌劑處理下與地上部分效果最佳相矛盾。這是因?yàn)檠帑湼岛偷厣喜糠謱?duì)復(fù)合微生物菌劑的響應(yīng)不同，產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是，一方面由于微生物菌劑主要通過與根系直接接觸發(fā)揮作用，改善根際微環(huán)境，增加根系對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收效率[30]。施用較高劑量的菌劑 （150kg?hm^-2） 可能在根際形成了較高濃度的有益微生物群落，這些微生物可以更有效地促進(jìn)根系生長和發(fā)育，通過分泌生長促進(jìn)物質(zhì)如激素和酶等，改善根系健康和吸收能力[31]。另一方面由于地上部分的生長受多種因素影響，包括光照、溫度、水分和養(yǎng)分供應(yīng)等。較低劑量的微生物菌劑 （75kg?hm^-2） 可能優(yōu)化了土壤的養(yǎng)分釋放率而不至于引起根際環(huán)境的微生物失衡，從而更有效地支持地上部的生長而不是僅限于根部。這表明地上部對(duì)微生物菌劑的反映可能依賴于更為均衡的微生物群落和養(yǎng)分利用效率[32]。此外，過高的微生物菌劑劑量可能會(huì)導(dǎo)致根際競爭過于激烈，影響植物對(duì)某些重要養(yǎng)分的吸收。同時(shí)，較高濃度的微生物菌劑 （150kg?hm^-2 可能也會(huì)在根際環(huán)境中引起生物壓力，從而影響地上部分的生長[33]。

3.3施用復(fù)合微生物菌劑后燕麥產(chǎn)量與生長及根系發(fā)育的相關(guān)性分析

在本試驗(yàn)中，施用復(fù)合微生物菌劑能增加燕麥產(chǎn)量，具體表現(xiàn)為，在拔節(jié)期，影燕麥產(chǎn)量顯著的相關(guān)因子為燕麥鮮重和葉綠素含量；相關(guān)研究表明，拔節(jié)期是燕麥生長發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，此時(shí)燕麥的營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變，對(duì)光合產(chǎn)物的需求增加。

鮮重和葉綠素含量在這一時(shí)期的變化對(duì)燕麥的最終產(chǎn)量有著決定性的影響[34]。燕麥鮮重直接關(guān)聯(lián)到燕麥植株的生物量，而生物量是燕麥產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。燕麥植株通過光合作用積累有機(jī)物質(zhì)，增加鮮重，從而為后續(xù)的籽粒形成和灌漿提供物質(zhì)基礎(chǔ)；燕麥的葉片是進(jìn)行光合作用的主要器官，葉綠素含量的高低直接影響到光合產(chǎn)物的積累，進(jìn)而影響燕麥的產(chǎn)量。在蠟熟期，影響燕麥產(chǎn)量最強(qiáng)因素為燕麥株高和根表面積。蠟熟期是燕麥成熟前的最后一個(gè)生長階段，此時(shí)燕麥的籽粒已經(jīng)基本形成，正在積累干物質(zhì)和養(yǎng)分。在這個(gè)階段，株高和根表面積對(duì)產(chǎn)量的影響尤為顯著，因?yàn)樗鼈冎苯雨P(guān)系到植株對(duì)光能的捕獲和對(duì)土壤資源的利用效率。

我們發(fā)現(xiàn)，在燕麥的整個(gè)生育期內(nèi)，株高、根表面積以及根尖數(shù)極顯著影響了燕麥的產(chǎn)量；施用復(fù)合微生物菌劑后，影響燕麥產(chǎn)量的主要因素為株高、葉綠素含量、根表面積以及根尖數(shù)，這是因?yàn)閺?fù)合微生物菌劑通過促進(jìn)燕麥植株的生長發(fā)育，提高光合作用效率和根系對(duì)養(yǎng)分的吸收能力，從而影響燕麥的產(chǎn)量[35-36]。這些因素相互作用，共同促進(jìn)了燕麥產(chǎn)量的提高。

本試驗(yàn)僅研究不同添加量的復(fù)合微生物菌劑對(duì)燕麥株高、生物量、葉綠素含量、根系發(fā)育情況的影響，存在一定的局限性。因此后續(xù)可以采用高通量測序技術(shù)對(duì)燕麥根際微生物的多樣性、群落組成和與環(huán)境因子之間的相關(guān)性進(jìn)行分析，旨在從土壤微生物角度，評(píng)價(jià)施用微生物菌肥后土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、分子生態(tài)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及潛在的功能變化，探索微生物在推進(jìn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、綠色高效現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用潛力。

4結(jié)論

設(shè)置施用不同復(fù)合微生物菌劑梯度，探究了施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)柴達(dá)木盆地燕麥生長和根系發(fā)育的影響。得出以下結(jié)論：

（1）復(fù)合微生物菌劑在開花期對(duì)燕麥生長及根系形態(tài)發(fā)展具有顯著促進(jìn)作用，能有效提升作物的產(chǎn)量和干物質(zhì)積累效率。

（2）適宜劑量的復(fù)合微生物菌劑能夠促進(jìn)燕麥的整體生長。施用 75kg?hm^-2 的菌劑可顯著提高燕麥的干鮮重和葉綠素含量，而 150kg?hm^-2 的施用量則更加有利于根系的發(fā)育。

（3）燕麥的產(chǎn)量與鮮重、葉綠素含量、根表面積、根尖數(shù)和株高等指標(biāo)密切相關(guān)。

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（責(zé)任編輯 劉婷婷）