桔绿木霉HT-1与腐植酸混配对小麦的促生作用.pdf
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1、4期1029桔绿木霉HT-1与腐植酸混配对小麦的促生作用王一涵,李妮,金佳栎,张志华,丁娜娜,刘雁,马宗祺,侯勤正,陈大为*(西北师范大学生命科学学院,甘肃兰州730070)摘要:【目的】探索桔绿木霉(Trichoderma citrinoviride)HT-1与腐植酸混配对小麦种子萌发和幼苗生长发育的影响,为小麦的优质高产提供科学依据,同时为新型复合微生物菌肥的研发打下理论基础。【方法】在测定不同浓度腐植酸对菌株HT-1生长影响并筛选出最佳混配浓度的基础上,通过种子萌发和幼苗盆栽试验探究菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸混配对小麦种子萌发和幼苗生长的影响。【结果】不同浓度腐植酸对菌株HT-1的生
2、长均有一定影响,其中0.1 g/L腐植酸对菌株HT-1的菌落生长及产孢量无显著影响(P0.05)。经菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸以1 1混配处理后,小麦种子的萌发相关指数、盆栽幼苗生物量、根系活力及叶绿素含量均达最大值,与无菌水的对照组(CK)相比,其种子萌发相关指数 发芽率(GP)、发芽势(GE)、发芽指数(GI)及活力指数(VI)、胚芽长度、胚根长度、鲜重及干重 分别显著提高3.47%、6.92%、8.03%、195.33%、94.37%、176.09%、40.16%和18.92%(P0.05).The germination index of wheat seeds,the bioma
3、ss of pottedseedlings,root activity and chlorophyll content of wheat seedlings reached the maximum after the mixed treatment ofstrain HT-1 spore suspension and humic acid at a ratio of 1 1.Compared with the control group(CK)of sterile water,theseed germination related indexesgermination percentage(G
4、P),germination energy(GE),germination index(GI)andvitality index(VI),plumule length,radicle length,fresh weight and dry weight were significantly increased by 3.47%,6.92%,8.03%,195.33%,94.37%,176.09%,40.16%and 18.92%(P0.05),说明该浓度的腐植酸对菌株HT-1生长几乎无抑制作用,此选用0.1 g/L的腐植酸溶液开展后续试验。2.2菌株HT-1和腐植酸混配对小麦种子萌发的影响由图
5、2可知,不同处理对小麦种子的萌发相关指数均有一定影响。其中,经菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸以1 1混配处理的小麦种子GP、GE、GI和VI均达最大值,分别为99.33%、86.67%、84.88和107.51,与对照组(CK)相比分别显著提高3.47%、浓度(g/L)Concentration0(CK)0.10.20.40.81.6产孢量(108个/mL)Spores production(108spore/mL)5.150.13a5.100.10a2.980.15b1.040.05c0.000.00d0.000.00d菌落直径(cm)Colony diameter8.500.00a8.50
6、0.00a8.500.00a6.500.03b1.160.04c0.000.00d表 1不同浓度腐植酸对菌株HT-1生长的影响Table 1Effects of different concentrations of humic acid onstrain HT-1 growth同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著(P0.05)Different lowercase letters in the same column indicated significant dif-ference between treatments(P0.05)图 1不同浓度腐植酸对菌株HT-1菌落直径及其产孢量的
7、影响Fig.1Effects of different concentrations of humic acid on co-lony diameter and spore production of strain HT-1A:0 g/L(CK);B:0.1 g/L;C:0.2 g/L;D:0.4 g/L;E:0.8 g/L;F:1.6 g/L王一涵等:桔绿木霉HT-1与腐植酸混配对小麦的促生作用54卷南 方 农 业 学 报 1032图 2菌株HT-1与腐植酸混配对小麦种子萌发参数的影响Fig.2Effects of mixed HT-1 and humic acid on germinati
8、on parameters of wheat seeds处理A:菌株HT-1孢子悬浮液;处理B:菌株HT-1孢子悬浮液 腐植酸=1 1;处理C:腐植酸;处理D:无菌水(CK)。图柱上不同小写字母表示处理间差异显著(P0.05)。图3、图4、图6和图7同TreatmentA:Strain HT-1 spore suspension;treatment B:Strain HT-1 spore suspension humic acid=1 1;treatment C:Humic acid;treatmentD:Sterile water(CK).Different lowercase letter
9、s on the bar indicated significant difference among different treatments(P0.05).The same wasapplied in Fig.3,Fig.4,Fig.6 and Fig.7100806040200GP(%)ababccABCD处理 Treatment100806040200GE(%)ABCD处理 TreatmentABCD处理 TreatmentABCD处理 Treatment100806040200GI120100806040200VIaaabacbbacbbABCD6.92%、8.03%和195.33%
10、(P0.05,下同),且高于单一菌株HT-1孢子悬浮液或腐植酸处理的效果。由图3可知,不同处理对小麦萌发后的生物量均有一定促生效果。经菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸以1 1混配处理的小麦幼苗胚芽长度、胚根长度、鲜重及干重均达最大值,分别为1.38 cm、1.27 cm、0.171 g/株和0.044 g/株,与对照组(CK)相比分别显著提高94.37%、176.09%、40.16%和18.92%,且显著高于单一菌株HT-1孢子悬浮液或腐植酸处理的效果。2.3菌株HT-1与腐植酸混配对盆栽小麦幼苗生长发育的影响由图4和图5可知,不同处理均对盆栽小麦幼苗生长发育有一定促进作用。其中,经菌株HT-1
11、孢子悬浮液与腐植酸以1 1混配处理的小麦幼苗株高、根长、整株鲜重、整株干重均达最大值,分别为29.02 cm、18.02 cm、0.254 g和0.035 g,与对照组(CK)相比分别显著提高41.63%、49.79%、48.57%和73.63%,也显著高于单一菌株HT-1孢子悬浮液或腐植酸处理的效果。2.4菌株HT-1与腐植酸混配对小麦苗期根系活力的影响由图6可知,不同处理均对盆栽小麦幼苗根系活力有一定影响。其中,以菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸按1 1混配处理的小麦幼苗根系活力最强,为109.57 g/(gh),较对照组(CK)显著提高68.85%,也显著高于单一菌株HT-1孢子悬浮液或腐
12、植酸处理的效果。2.5菌株HT-1与腐植酸混配对小麦叶绿素含量的影响由图7可知,不同处理均对盆栽小麦幼苗叶绿素含量有一定影响。其中,以菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸按1 1混配处理的小麦叶片叶绿素含量最高,为583.48 g/g,较对照组(CK)显著提高43.50%,也显著高于单一菌株HT-1孢子悬浮液或腐植酸处理的效果。3讨论腐植酸是一种含有羧基、酚羟基、醌基等多种4期1033图 3菌株HT-1与腐植酸混配对小麦萌发后生物量的影响Fig.3Effects of mixed HT-1 and humic acid on biomass of wheat seedlings after seed
13、 germination图 4菌株HT-1与腐植酸混配对小麦生长发育的影响Fig.4Effects of mixed HT-1 and humic acid on wheat growth and developmentABCDABCD处理 TreatmentABCD处理 TreatmentABCD处理 TreatmentABCD处理 Treatmentacbdacbbacbbacbbacbb胚芽长度(cm)Plumule length1.501.200.900.600.300.00胚根长度(cm)Radicle length1.501.200.900.600.300.00鲜重(g/株)Fre
14、sh weight(g/plant)0.2000.1600.1200.0800.0400.000干重(g/株)Dry weight(g/plant)0.0500.0400.0300.0200.0100.000acbdacbdacbdABCD处理 TreatmentABCD处理 TreatmentABCD处理 TreatmentABCD处理 Treatment30.0025.0020.0015.0010.005.000.0020.0016.0012.008.004.000.000.3000.2500.2000.1500.1000.0500.0000.0400.0350.0300.0250.020
15、0.0150.0100.0050.000株高(cm)Plant length根长(cm)Root length整株鲜重(g)Whole plant fresh weight整株干重(g)Whole plant dry weightABCD王一涵等:桔绿木霉HT-1与腐植酸混配对小麦的促生作用54卷南 方 农 业 学 报 1034活性基团的高分子物质,具有改良土壤、提高肥料利用率及促进植物生长的作用(毕军等,2005;段佳丽等,2015;韩相龙等,2019)。腐植酸作为两性胶体,其表面活性大,易被微生物细胞膜吸附,能直接影响微生物的生理活动(刘兰兰等,2009;梁婉婉和高灵旺,2015)。Sel
16、lamuthu和Govindaswamy(2003)研究发现,肥料和腐植酸配施能有效增加甘蔗根际土壤中的细菌、真菌和放线菌数量,但添加量过高时各种微生物数量呈降低趋势。曹书苗等(2010)研究证实,施入适量的腐植酸钠能显著促进土壤生防放线菌的繁殖,但用量过高会呈现一定抑制作用。本研究结果表明,高浓度腐植酸对菌株HT-1的生长产生抑制作用,且浓度越高抑制作用越强,与Sellamuthu和Govindaswamy(2003)、曹书苗等(2010)的研究结果相似,说明腐植酸对微生物生长的促进作用受浓度影响。因此,采用腐植酸与微生物菌剂混配时应适量控制腐植酸浓度,以避免影响有益微生物活性的发挥。腐植酸
17、与微生物肥混配可促进土壤有机质转化为腐植质,加快有机肥速效养分的释放,提升土壤肥力,使之更有利于植物生长(李烨,2019)。本研究发现,经菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸以1 1混配处理的小麦种子萌发及盆栽幼苗生长情况均优于单一的菌株HT-1孢子悬浮液或腐植酸处理效果,与段佳丽等(2015)将放线菌Act12菌剂与腐植酸钾配施(1 19)处理丹参、刘芳等(2017)对烟叶混施EM菌剂和腐植酸钾、李兴昱等(2020)以放线菌ZZ-9发酵液与腐植酸钠按1 4混施处理小麦等的研究结果相似,均有效促进了农作物的生长,进一步证实腐植酸可促进种子萌发及植物根系的形成,从而提高植物吸收养分和生长速度(杨正申等
18、,1991),同时微生物菌剂可促进作物对有机肥料的利用效率,因此促生菌与有机肥料混配对作物生长具有协同增效作用。小麦根系是激素和有机酸的重要合成场所,也是水分和养分吸收的重要器官,根系生长还影响地上部分的生长发育及籽粒产量(马冬云等,2006)。本研究发现菌株HT-1与腐植酸混配处理小麦可显著促进小麦的根系活力,为后期产量的提高奠定了基图 5菌株HT-1与腐植酸混配对小麦的促生作用Fig.5Growth promoting effects of mixed HT-1 and humicacid on wheatA:菌株HT-1孢子悬浮液;B:菌株HT-1孢子悬浮液 腐植酸=1 1;C:腐植酸;
19、D:无菌水(CK)A:Strain HT-1 spore suspension;B:Strain HT-1spore suspension hu-mic acid=1 1;C:Humic acid;D:Sterile water(CK)图 7菌株HT-1与腐植酸混配对小麦叶绿素含量的影响Fig.7Effects of mixed HT-1 and humic acid on chlorophyllcontent of wheatcbd600.00500.00400.00300.00200.00100.000.00叶绿素含量(g/g)Chlorophyll contentABCD处理 Treat
20、menta图 6菌株HT-1与腐植酸混配对小麦根系活力的影响Fig.6Effects of mixed HT-1 and humic acid on root activity ofwheatABCD处理 Treatment120.00100.0080.0060.0040.0020.000.00根系活力 g/(gh)Root activityacbd4期1035础。叶绿素是高等植物进行光合作用合成有机物的主要物质,其含量很大程度上反映了植物体内物质能量的产生与积累等情况(张琪等,2020),光合速率的提高有利于小麦籽粒灌浆,增加高产的可能性。本研究中,经菌株HT-1与腐植酸混配处理后的小麦叶绿
21、素含量较单一的菌株HT-1孢子悬浮液或腐植酸处理及对照组均明显提高,与李兴昱等(2020)利用放线菌ZZ-9发酵液与腐植酸钠混配处理小麦对叶绿素含量的影响一致,可能是腐植酸与菌株HT-1混配能进一步抑制因水分亏缺造成的植株叶绿素a和叶绿素b含量等荧光参数下降,增加光能捕获,改善光合特性(李英浩等,2020)。叶绿素含量增加有利于小麦进行光合作用,促进干物质积累,为小麦壮苗和健苗奠定基础(赵满兴等,2020)。综上所述,腐植酸与桔绿木霉HT-1混配可有效促进小麦种子萌发和幼苗生长,对实现小麦优质高产具有重要的实践指导意义。本研究仅在室内盆栽条件下测定了菌株HT-1与腐植酸混配对小麦的促生效果,证
22、实桔绿木霉HT-1与腐植酸配施具有开发为新型复合微生物菌肥的潜力,但有关桔绿木霉HT-1与腐植酸混配的促生分子机理与大田施用效果仍需进一步探究。4结论不同浓度腐植酸对桔绿木霉HT-1生长均有一定影响,以0.1 g/L腐植酸对菌株HT-1的生长影响最小。当菌株HT-1孢子悬浮液与腐植酸以1 1混配时,小麦种子的萌发相关指数、盆栽幼苗生物量、叶绿素含量及根系活力均达最大值,显著高于二者单一施用的促生效果。参考文献:毕军,夏光利,毕研文,张萍,史桂芳,朱国梁.2005.腐殖酸生物活性肥料对冬小麦生长及土壤微生物活性的影响 J.植物营养与肥料学报,11(1):99-103.Bi J,Xia G L,B
23、iY W,Zhang P,Shi G F,Zhu G L.2005.Effect of humicbio-active fertilizer on winter wheat and soil microbialactivityJ.Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,11(1):99-103.doi:10.3321/j.issn:1008-505X.2005.01.016.曹书苗,薛泉宏,邢胜利.2010.施用有机无机养分对生防放线菌数量的影响 J.西北农林科技大学学报(自然科学版),38(10):210-215.Cao S M,Xue Q H,X
24、ing S L.2010.Effect of organic and inorganic nutrients on thequantity of soil bio-control actinomycetes J.Journal ofNorthwest A&F University(Natural Science Edition),38(10):210-215.doi:10.13207/ki.jnwafu.2010.10.017.段佳丽,薛泉宏,舒志明,王东胜,何斐.2015.放线菌Act12与腐植酸钾配施对丹参生长及其根域微生态的影响 J.生态学报,35(6):1807-1819.Duan J
25、 L,Xue Q H,ShuZ M,Wang D S,He F.2015.Effects of combined appli-cation of actinomycetes Act12 bio-control agents and po-tassium humate on growth and microbial flora in rootingzone of Salvia miltiorrhiza Bge J .Acta Ecologica Sinica,35(6):1807-1819.doi:10.5846/stxb201305231154.韩相龙,吴薇,牛改利,韦成才,袁帅,李司童,毛凯
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