生防菌株B9601-Y2對作物生長和產量的影響

程少麗 ，張俊祥，何月秋 ，3，李順德

（1.山東招遠市果業總站，265400；2.云南農業大學農業生物多樣性國家工程中心；3.云南農業大學農業與生物技術學院；4.云南玉溪市農業局）

當前農業生產的發展趨勢是減少化學肥料和農藥的使用，讓已脆弱的農業生態系統和生態環境得以恢復，而日益增長的人口又需要全球農業產量持續提高，生物菌肥的開發和利用為解決人口、環境和糧食安全之間的矛盾提供了建設性的出路[1，2]。植物促生長細菌 （plant growth-promoting rhizobacteria，PGPB）是能夠促進植物生長的一類有益細菌[3，4]，它可通過氮的固定[5]、土壤養分的溶解[6]、植物激素的產生[7，8]、乙烯合成的抑制[9]和提高植物對寒冷[10]、鹽[11]、重金屬毒性[12]和農藥的忍耐能力[4，13]直接促進植物生長，也可通過位點競爭[14]、產生抗生素[15]和誘導系統抗性[16]等機制保護植物免受植物病原菌的為害和降低其為害程度，間接促進植物生長。解淀粉芽孢桿菌植生性亞種 （Bacillus amyloliquefacienssubsp.plantarium） 菌株B9601-Y2（下稱Y2菌株）是具有廣譜抑菌作用[17,18]及促進植物生長作用[19]的極具廣泛開發應用前景的專利菌株（專利號：ZL200310104195.6）。本研究的重點是獲知PGPB菌株解淀粉芽孢桿菌植生性亞種Y2菌株在田間的應用效果，探討其在農業生產中作為生物肥料的潛力，為生物菌肥的開發與利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

①供試菌株 Y2水劑（3.2×109cfu/mL，由云南農業大學云南省植物病理重點實驗室分離）；對照菌株：解淀粉芽孢桿菌植生性亞種菌株FZB42（下稱FZB42）懸浮劑（2.5×1011cfu/mL，Abitep GmbH 公司生產，已在歐洲登記的微生物肥料產品）。

②參試作物 番茄，2次試驗品種均為綠亨108金樽（北京中農綠亨種子科技有限公司）；黃瓜，第一次試驗品種為冬冠（華遠農業發展有限公司），第二次試驗品種為綠優2號（日本引進品種，進口貿易許可證第A19258）；玉米，2次試驗品種均為會單4號。

1.2 試驗設計

①番茄和黃瓜試驗 試驗在山東省招遠市羅峰辦事處郭家埠園藝場的日光溫室中進行。溫室為鋼架塑料大棚（長×寬=63 m×9 m，567 m2），試驗地土壤為棕壤，肥力上等。共設7個處理，處理1：FZB42懸浮劑200倍液；處理2：FZB42懸浮劑400倍液；處理3：FZB42懸浮劑 600倍液； 處理 4：Y2水劑 200倍液；處理5：Y2水劑400倍液；處理6：Y2水劑600倍液；處理7：等量清水對照（CK）。每個處理3次重復，隨機排列。小區面積為8.4 m2（1.2 m×7 m）。起壟覆膜栽培，株距33 cm，小行距40 cm，大行距80 cm。

番茄第一次試驗在定植前7 d往各處理的育苗杯（上口直徑10 cm×高10 cm）中倒入20 mL稀釋液；第二次試驗于定植前14 d和21 d分別往各處理的育苗杯中倒入20 mL稀釋液。黃瓜2次試驗均于定植前15 d往各處理的育苗杯中倒入20 mL稀釋液。

②玉米試驗 試驗地點為云南省玉溪市峨山縣大龍潭鄉司城村。試驗地土壤為紅壤土，肥力中等。試驗共設4個處理：處理1：Y2水劑500倍液拌種；處理2：Y2水劑500倍液滅活后拌種；處理3：FZB42懸浮劑500倍液；處理4：清水拌種（CK）。播種前拌種、晾干，清水或菌液稀釋液用量為種子量的1/50。平整土地，打塘施肥和播種。各小區面積66.7 m2，4次重復，完全隨機區組排列。采用寬窄行播種，大行距80 cm，小行距40 cm，株距25 cm。

1.3 數據調查與分析

黃瓜、番茄播種后90 d，測定各處理黃瓜、番茄的株高、莖粗（離地60 cm處直徑），各小區分次采摘，記錄產量和果數。玉米在播種后的第10天，調查出苗率、苗高；播種后40 d調查葉片數。在收獲前各小區隨機5點取樣，各點取2株，調查株高和取回雌穗，曬干后烤種，其他雌穗一并采收曬干，稱質量測產。

所有數據均采用SASv 6.2軟件統計分析，但百分率數據均經反正弦轉換后，再行統計。

2 結果與分析

2.1 PGPB菌株Y2對黃瓜生長性狀和產量的影響

試驗結果（表1）表明，菌株Y2和FZB42處理的黃瓜株高、莖粗、單果質量和產量都顯著或極顯著高于對照。與對照相比，Y2水劑200倍液、400倍液、600倍液小區產量增產率分別達9.5%～12.6%，5.9%～6.4%和 2.6%～6.4%；FZB42懸浮液 200倍液、400倍液、600倍液小區產量增產率分別達7.6%～9.3%，10.3%～11.2%，4.9%～12.6%。不過，不同處理與對照間單果質量無顯著差異。

2.2 PGPB菌株Y2對番茄生長性狀和產量的影響

試驗結果（表2）表明，菌株Y2和FZB42處理的番茄株高、莖粗、單果質量和產量都顯著或極顯著高于對照。與對照相比，Y2水劑200倍液、400倍液、600倍液，小區產量增產率分別達18.9%～24.8%，9.5%～16.9%，10.6%～17.3%；FZB42懸浮液 200倍液、400倍液、600倍液小區產量增產率分別達11.5%，19.6%，10.0%～20.1%，7.8%～14.4%。

2.3 PGPB菌株Y2對玉米生長性狀和產量的影響

表1 PGPB菌株處理后的黃瓜植株和產量性狀

表2 PGPB菌株處理后番茄植株和產量性狀

試驗結果（表3）表明，菌株Y2和FZB42處理的玉米出苗率、葉片數、株高、穗位高、穗粗、穗行粒、穗長、千粒質量和產量均顯著或極顯著高于對照。Y2水劑 500倍液處理、Y2水劑 500倍液滅活處理和FZB42懸浮劑500倍液處理與對照處理相比，增產率分別達 7.3%～11.5%，5.1%～5.4%和 6.2%～8.9%。與對照相比，Y2水劑500倍液處理出苗率提高2.3%～3.7%、葉片數增加17.9%～21.6%、株高增加8.1%～10.5%、穗位高提高22.4%～33.7%、穗行粒數增加6.3%～16.7%、穗粗增加1.5%～3.6%、穗長增加4.6%～8.7%、千粒質量增加0.9%～3.1%。

表3 PGPB菌株對玉米植株性狀及產量的影響

3 結論與討論

能夠促進植物生長的PGPB已被廣泛報道[20，21]。植物的根能為PGPB提供定殖場所，其滲出液和消融產物又為PGPB提供了生存、繁殖所需的營養物質。PGPB在獲得植物提供的營養物質的同時，也為植物提供其所需的營養物質或者是提供促進植物生長的植物生長調節物質。以前的室內試驗表明，B9601-Y2對植物生長具有促進作用[17]，這次試驗結果再次證實了接種該菌株后，作物生長加快，產量顯著增加。

在田間，接種PGPB菌株B9601-Y2后，作物形態發生改變，在黃瓜、番茄上表現出株高增加、蔓莖加粗；在玉米上，表現出株高和葉片數增加。產生的原因可能是B9601-Y2菌株對作物的光合作用產生了積極影響。植物的光合作用酶活力與葉綠素含量和植物激素的含量密切相關[22]，葉綠素濃度增加是光合作用增強的一個重要原因，而在一定程度上，光合作用強弱決定了作物的生產力。

接種菌株B9601-Y2對黃瓜單果質量沒有明顯影響，這主要是因為在黃瓜采摘過程中，通常按照要求的規格（大小一致）進行采摘。PGPB菌株提高黃瓜產量主要體現在結果數的增加上，Utkhede等[23]用Bacillus subtilisBACT-0接種黃瓜的試驗結果也顯示，其主要是提高黃瓜的坐果率，從而增加結果數。B9601-Y2菌株對玉米果穗的穗行數沒有影響，這與Zaied等[24]報道的植物促生菌（如Azospirillum和A-zotobacter）不能增加玉米穗行數的結果一致。試驗結果也顯示，玉米接種B9601-Y2菌株雖不能增加果穗的穗行數，但顯著增加穗粗、穗長以及行粒數。

Kloepper等[25]報道，植物促生菌的效果可能會受到環境條件（例如土壤類型、養分狀況以及土壤溫濕度）影響表現不穩定。本試驗結果顯示，B9601-Y2菌株無論是在南方的紅壤土，還是在北方的棕壤土均表現出良好的促生長效果，且2次試驗結果增長效果差異不大，這說明B9601-Y2菌株具有較強的環境適應能力以及穩定的增產效果。

作為FZB42的同一個亞種細菌 （Bacillus amyloliquefacienssubsp.plantarium）[26]，B9601-Y2 促進植物生長的機制可能與FZB42有很多相似之處，如增加了土壤中固定態磷的溶解[27]，提高磷的活性，使難溶性磷逐漸轉化為游離態的磷，供植物吸收利用；產生植物激素促進植物生長發育[28]。B9601-Y2菌株具有的廣譜抑菌作用也抑制了植物病原菌以及其他有害微生物的侵染繁殖，間接地促進植物生長[18，19]。此外，本試驗以及以前的試驗研究顯示，B9601-Y2菌株的使用濃度低于FZB42菌株使用濃度的100倍，卻與FZB42取得了相似的促生長效果，這可能暗示了B9601-Y2具有良好的定殖能力和更好的促生長能力[29]。

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