飼用高粱和野生大豆根浸提液對飼用高粱根際微生物的影響

摘要：研究不同生長時期的飼用高粱和野生大豆根浸提液對飼用高粱根際微生物的影響。通過采集飼用高粱和野生大豆根，制備飼用高粱根、野生大豆根及飼用高粱+野生大豆混合根浸提液，將不同根浸提液注入苗期飼用高粱培養皿作為試驗組，對照組注入蒸餾水，測定根浸提液對飼用高粱根部微生物的影響。結果表明，飼用高粱根、野生大豆根及飼用高粱+野生大豆混合根浸提液組都可增加飼用高粱根區土壤的細菌數量，其中效果最明顯的是飼用高粱+野生大豆混合根浸提液；認為飼用高粱和野生大豆混播時，2種作物的分泌物存在相互促進作用，從而更加有利于飼用高粱根際微生物繁殖。

關鍵詞：飼用高粱；野生大豆；根浸提液；微生物

中圖分類號：S154.3 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）07-0215-03

收稿日期：2013-10-28

基金項目：河北省張家口市自然科學基金（編號：zjk2013Z2009）。

作者簡介：王廷河（1961—），男，河北懷來人，碩士，副教授，主要從事化學、科學課程的教學研究及化學科學研究。E-mail：wth_zjk@126.com。一年生野生大豆別稱野大豆、落豆秧、烏豆，屬于豆科牧草，有較好的固氮養地效果，是栽培牧草中的常見作物[1-2]。飼用高粱由于其較高的飼用價值和對環境較好的適應性而在我國廣泛種植[3-4]；在我國不少地區，往往將飼用高粱和野生大豆進行混播[5-6]。目前關于飼用高粱和野生大豆混播領域的研究往往集中在混播模式對于作物產量的影響、混播形成的連作障礙以及混播的化感作用等等[7]。近年來有研究證實，不同作物的混播能夠影響作物根系附近的土壤微生物數量與種類[8]。在農業與牧業的生產過程中，由于不同作物的混播所帶來的負面影響比較常見[9]，例如地力衰退、產量不穩定等等，其中重要的因素之一便是作物根系附近的土壤微生物變化。土壤微生物的數量與種類均與外界環境的變化有著密切關聯，因此微生物的特征能夠反映土壤的肥力與養分情況。為了探討在混播情況下飼用高粱根際附近土壤微生物變化規律與影響機制，本試驗以飼用高粱根浸提液、野生大豆根浸提液和飼用高粱+野生大豆混合根浸提液處理飼用高粱根部附近的土壤，研究這3種根浸提液對飼用高粱根部附近土壤微生物的作用，以期為制定合理的農牧管理措施提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗地概況

本試驗于2013年在張家口學院宣化區試驗田進行，該區域屬于大陸性季風氣候，每年平均無霜期為158 d，平均溫度為6.9 ℃，降水量347.6 mm。日照強，晝夜溫差大。試驗材料為飼用高粱（百綠公司提供的大力士品種）和野生大豆（采自山東黃河三角洲），由張家口市農業科學研究所提供。

1.2土樣采集

在試驗地按飼用高粱單作、飼用高粱+野生大豆混作進行種植。播前及作物生長期間均未施肥。2013年4月1日整地，4月3日播種，定期除草，并于5月10日及6月1日澆足水。在單作飼用高粱處于幼苗期時選取健康的植株，采用抖動法采集土壤作為根際土，于實驗室保存。

1.3制備根浸提液

采集不同生長時期的飼用高粱和野生大豆根，制備飼用高粱根、野生大豆根及飼用高粱+野生大豆混合根浸提液。將采集的根部風干后冷藏。使用時，將干重為160 g的根部組織粉碎后過2 mm篩處理，在24 ℃以2 L蒸餾水浸泡 36 h，再用3層紗布與濾紙過濾，得到浸提液待用。

1.4微生物的測定

將不同時期采集制作的等量浸提液（包括不同時期的飼用高粱根、野生大豆根以及飼用高粱+野生大豆混合根）注入苗期飼用高粱培養皿，作為試驗組，對照組注入蒸餾水。表1為土壤樣本。

2.3土壤樣本的微生物主成分分析

對所采集的全部土壤樣本進行主成分分析，提取了2個主成分[10]。主成分1為任意土壤樣本里的3類細菌，細菌因子載荷為95.08%，真菌因子載荷為93.68%，放線菌因子載荷為92.96%；主成分2為其他因素。最終以點集的方式生成4個根浸提液類群，分別為：飼用高粱+野生大豆混合、野生大豆、飼用高粱、蒸餾水，其中前3個類群均明顯不同于蒸餾水對照組類群，進一步證明了飼用高粱和野生大豆根浸提液對飼用高粱根際微生物的影響。

3結論與討論

在飼用高粱和野生大豆根浸提液的作用之下，野生大豆根部土壤的細菌、真菌、放線菌數量均發生了明顯的變化，可知在各種浸提液的影響下，野生大豆根部微生物受到了影響。當飼用高粱和野生大豆根部所含有的化感物質與土壤作用的時候，這些化感物質有可能與微生物產生相互作用，從而有利于其繁衍。

Fons等的研究結果表明，在三葉草根部土壤加入皂角苷，能夠使其根際細菌、真菌和放線菌數量以及微生物總數發生顯著變化，最終導致土壤中的有效養分的供給受到影響[11]；馬云華等的研究結果表明，以一定濃度的酚酸類試劑作用于黃瓜根際土壤，可以顯著增加細菌、真菌和放線菌數量[12]；鞠會艷等的研究結果表明，大豆根分泌物能夠顯著改善半裸鐮孢菌、粉紅黏帚菌和尖鐮孢菌的生長[13]。可見對根部土壤施以不同的浸提液或其他物質，對根際微生物影響也不同。可能的原因是根部浸提液中的化感物質作用在土壤中的時候，能夠逐漸轉化為影響或者抑制微生物生長的能源物質，進而促進或者阻礙微生物生長；還有一些浸提液能夠改變根區土壤的物理性質如pH值等，從而影響了微生物生長[14]。

本研究的結果表明，以飼用高粱+野生大豆的根浸提液作用下的飼用高粱根部微生物數量顯著上升，表明在飼用高粱和野生大豆混播的情況下，2種作物的分泌物可能存在相互促進的作用，從而更加有利于飼用高粱根際微生物繁殖。而處于不同生長時期的3種根浸提液對飼用高粱微生物數量影響不存在顯著性差異，處于同一生長期的3種根浸提液則對飼用高粱微生物數量影響存在顯著性差異（P<0.05），原因可能是不同生長時期的根分泌物構成基本一致，而飼用高粱與野生大豆根分泌物在性質上不同所導致。本研究結論可以進一步證實飼用高粱+野生大豆混播的有效性。

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