4株根際促生菌對核桃生長及生理特性的影響

王君等

摘 要：采用盆栽試驗，研究了4株核桃根際促生菌 （PGPR） X12、X65、X95、X128對核桃苗的促生作用。結果表明，各菌株均能促進核桃苗根系生長，提高根系活力及葉片光合特性，其中X95、X128菌株對核桃主要生長指標有明顯的促進作用，而X128的促進作用最明顯。綜合分析，以X128在核桃微生物肥料的生產與研制中具有較大應用潛力。

關鍵詞：核桃；根際促生菌（PGPR）；盆栽；生長指標；生理特性

中圖分類號：S154.39+S664.101 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2014）04-0077-03

核桃（Juglans regia L.）是世界上重要的堅果和木本油料樹種。我國核桃栽培歷史悠久，種質資源豐富[1]，栽培面積居世界首位，然而，與世界核桃生產先進的國家相比，我國核桃的生產還有很大的差距，存在產量低、產品質量差，缺乏市場競爭力等問題，出口量僅居世界第二。化學肥料的施用雖然在一定程度上提高了核桃的產量和品質，但同時也造成了土壤肥力下降，生態環境污染等問題，因此開發新型微生物肥料已經成為核桃生產可持續發展的重要方向之一。

微生物肥料功效的核心環節是選育性能優良菌株[2]。植物根際促生菌（Plant Growth-promoting Rhizobacteria， PGPR）能夠促進植物生長、防治病害、增加作物產量，對土壤中有害病原微生物與非寄生性根際有害微生物有生防作用，能促進植物吸收礦物質營養，并可產生有益植物生長的代謝產物，從而促進植物的生長發育[3，4]。因此，開展核桃PGPR菌株的篩選和應用，研制新型微生物肥料來提高核桃的產量和質量具有重要的現實意義。目前，關于PGPR對核桃生長及其生理生化特性影響的報道不多。本試驗研究了4株PGPR菌株對核桃苗木的植株生長、葉片光合特性、葉綠素含量以及根系活力等的影響，旨在篩選對核桃促生效果較好的優良菌株，為核桃微生物肥料的研制提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為潮土，土壤堿解氮、速效磷和速效鉀的含量分別為27.96、26.52 mg/kg和79 mg/kg，有機質含量為6.83 g/kg。

植物材料：核桃苗選用生長一致的一年生實生苗。試驗用盆高20 cm，直徑30 cm。

菌種與菌懸液：菌種由山東省林業科學研究院、山東農業大學聯合從核桃根際土中，利用小麥葉片保綠法及蘿卜子葉增重法篩選。

菌懸液制備方法：將菌株X12、X65、X95、X128分別接種于牛肉膏蛋白胨液體培養基，37℃，180 r/min，搖床培養2 d，用無菌水將發酵液稀釋至2×108 CFU/mL。

1.2 試驗處理

試驗于2013年3月中旬在山東省林業科學研究院試驗苗圃進行。采用盆栽試驗，每盆裝土9 kg。共設5個處理，處理1～處理4分別在核桃苗根部周圍加入X12、X65、X95、X128的菌液20 mL，處理5設為對照，加入相同體積的培養基。每處理重復5次，共25盆。

1.3 測定與分析方法

于2013年9月25日采集核桃根系和地上部樣品，利用游標卡尺將根系直徑按照0～1、1～3 、3～5 mm和 >5 mm進行分級，測地下部和地上部鮮重，并分別用直尺和游標卡尺測株高和地徑。然后將樣品于105℃烘箱中殺青15 min，80℃烘箱中烘至恒重，測定其根系和地上部干重。

用便攜式葉綠素儀測定核桃葉片的SPAD （Soil and Plant Analyzer Development） 讀數。采用英國產的ADC Lci型便攜式光合作用儀測定核桃葉片的光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、細胞間隙CO2濃度（Ci）。于上午10∶00～11∶00，選取每株核桃枝條中部3片成熟葉（葉片距地面高度處于CO2氣體相對穩定的1.3～1.4 m）進行測定。根系活力采用氯化三苯基四氮唑法測定。

1.4 統計分析

采用 Excel 2007處理數據并制圖，SPSS軟件進行方差分析和多重比較 （LSD法，P<0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同處理對核桃苗生長指標的影響

由表1可以看出，4個菌株與對照相比，均能顯著增加核桃苗的根冠比和地徑，在一定程度上促進株高的增長，其中X95對根冠比和地徑的促進作用最為明顯，而X128對株高的促進作用最明顯。

2.2 不同處理對核桃根系構建水平的影響

由表2可以看出，4個菌株能明顯促進核桃苗根系增長，使各分級根系及總根系重量顯著增加，在此基礎上，還能增加主根占總根的百分比，促進一年生核桃苗主根的生長。4個菌株中，對根系生長促進效果最顯著的為X95，其次是X128。

2.3 不同處理對核桃根系活力的影響

根系活力與根系干物質重量并沒有必然的聯系，因此，在根系重量的基礎上研究其活力是必要的。由圖1得知，4個菌株均能顯著增加核桃苗的

根系活力，且各菌株間根系活力差異顯著，其中效果最好的為X12，其次為X65、X128。

2.4 不同處理對核桃葉片葉綠素含量的影響

在一定范圍內，植物葉片葉綠素含量與光合速率呈正比[5]。另外，葉片葉綠素SPAD值還是其表征植株氮素供應狀況的指標之一。由圖2看出，4個菌株的葉片葉綠素SPAD值均高于對照，其中X128菌株處理與對照差異顯著，其它菌株與對照差異不顯著。

圖2 各處理對葉片葉綠素含量的影響

2.5 不同處理對核桃葉片光合特性的影響

由表3可以看出，4個菌株處理的光合速率、胞間CO2濃度和蒸騰速率都高于對照，其中X128、X95菌株處理的光合速率和胞間CO2濃度與對照差異顯著，且X128處理的光合速率顯著高于X95。研究表明，在一定范圍內，植株葉片光合速率與蒸騰速率呈正相關[6]，X128菌株處理的蒸騰速率值最大也反映出該菌液對核桃苗光合性能有增強作用。endprint

3 討論與結論

植物根際是一個由植物根系、細菌、真菌、放線菌及土壤動物組成的多因素相關聯的復雜系統[7]。根的生長情況直接影響地上部的生長、營養狀況及產量，因此對核桃根系構建水平的研究以及根系活力的測定能夠反映植株的生長狀況以及對營養水分等的吸收狀況。核桃根際促生菌能夠增加核桃的根冠比和地徑，提高主根在總根系中的比例和總根重，根系活力也顯著提高。核桃主根發達，根系深，活力強，尤其是幼齡樹表現更明顯，據河北農業大學的觀察，1年生核桃樹主根垂直生長的長度為干高的5.33倍，隨著樹齡增大，主根生長勢逐漸減慢，側根數增多；核桃根系還存在菌根，它們比正常的吸收根短而粗[8]，樹高、干莖、根系和葉片的生長均與菌根的發育呈正相關[9]，這兩個原因說明PGPR菌株增加核桃苗主根在總根系中所占的比重也是有益方面，它符合核桃幼苗生長特性，是促進根系生長的表現。核桃90%～95%的干物質是通過光合作用獲得的，光合速率決定光合產物的積累，在一定程度上也決定產量的高低[10]。4種菌株對葉片光合特性的提高及SPAD值的明顯增加也從側面反映了對核桃苗生長的促進作用。

本研究結果表明，在核桃根際土壤中接種的4種PGPR菌株中，X128、X95對核桃的主要生長指標具有明顯的促進作用，其中X128對核桃的主要生理指標的促進作用最明顯。綜合分析，X128在核桃微生物肥料的生產與研制中具有較大的應用潛力。

參 考 文 獻：

[1] 阿卜杜許庫爾·牙合甫，張強，王國安. 三種植物生長延緩劑對新豐核桃控梢促花的影響[J]. 新疆農業科學，2011， 48（6）： 1028-1032.

[2] 李俊，姜昕，李力，等. 微生物肥料的發展與土壤生物肥力的維持[J]. 中國土壤與肥料，2006（4）：2-3.

[3] 劉方春，邢尚軍，馬海林，等. 根際促生細菌 （PGPR） 對冬棗根際微生物數量及細菌多樣性影響[J]. 林業科學，2013，49（8）：75-80.

[4] Schippers B，Bakker A W，Backker P A. Interactions of deleterious and beneficial rhizosphere microorganisms[J]. Annual Reviev of Physiology，1987， 25： 339-340.

[5] 劉振巖，李震三. 山東果樹[M]. 上海：上海科學技術出版社，2000：166.

[6] 劉清華. 核桃種子萌發及苗期生長特性研究[D]. 濟南：山東師范大學，2011.

[7] Campbell R， Greaves M P. Anatomy and community structure of the rhizosphere[M]∥Lynch J M. The Rhizosphere. Chichester：John Wiley and Sons ， 1990：11-34.

[8] 吳國良.經濟林優質高效栽培[M]. 北京：中國林業出版社，1999：4.

[9] 曹尚銀，郭俊英. 優質核桃無公害豐產栽培[M]. 北京：科學技術文獻出版社，2005： 13.

[10]趙登超，侯立群，韓傳明，等. 我國核桃光合作用研究進展[J].山東林業科技，2011，41（4）： 109.endprint

3 討論與結論

植物根際是一個由植物根系、細菌、真菌、放線菌及土壤動物組成的多因素相關聯的復雜系統[7]。根的生長情況直接影響地上部的生長、營養狀況及產量，因此對核桃根系構建水平的研究以及根系活力的測定能夠反映植株的生長狀況以及對營養水分等的吸收狀況。核桃根際促生菌能夠增加核桃的根冠比和地徑，提高主根在總根系中的比例和總根重，根系活力也顯著提高。核桃主根發達，根系深，活力強，尤其是幼齡樹表現更明顯，據河北農業大學的觀察，1年生核桃樹主根垂直生長的長度為干高的5.33倍，隨著樹齡增大，主根生長勢逐漸減慢，側根數增多；核桃根系還存在菌根，它們比正常的吸收根短而粗[8]，樹高、干莖、根系和葉片的生長均與菌根的發育呈正相關[9]，這兩個原因說明PGPR菌株增加核桃苗主根在總根系中所占的比重也是有益方面，它符合核桃幼苗生長特性，是促進根系生長的表現。核桃90%～95%的干物質是通過光合作用獲得的，光合速率決定光合產物的積累，在一定程度上也決定產量的高低[10]。4種菌株對葉片光合特性的提高及SPAD值的明顯增加也從側面反映了對核桃苗生長的促進作用。

本研究結果表明，在核桃根際土壤中接種的4種PGPR菌株中，X128、X95對核桃的主要生長指標具有明顯的促進作用，其中X128對核桃的主要生理指標的促進作用最明顯。綜合分析，X128在核桃微生物肥料的生產與研制中具有較大的應用潛力。

參 考 文 獻：

[1] 阿卜杜許庫爾·牙合甫，張強，王國安. 三種植物生長延緩劑對新豐核桃控梢促花的影響[J]. 新疆農業科學，2011， 48（6）： 1028-1032.

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[8] 吳國良.經濟林優質高效栽培[M]. 北京：中國林業出版社，1999：4.

[9] 曹尚銀，郭俊英. 優質核桃無公害豐產栽培[M]. 北京：科學技術文獻出版社，2005： 13.

[10]趙登超，侯立群，韓傳明，等. 我國核桃光合作用研究進展[J].山東林業科技，2011，41（4）： 109.endprint

3 討論與結論

植物根際是一個由植物根系、細菌、真菌、放線菌及土壤動物組成的多因素相關聯的復雜系統[7]。根的生長情況直接影響地上部的生長、營養狀況及產量，因此對核桃根系構建水平的研究以及根系活力的測定能夠反映植株的生長狀況以及對營養水分等的吸收狀況。核桃根際促生菌能夠增加核桃的根冠比和地徑，提高主根在總根系中的比例和總根重，根系活力也顯著提高。核桃主根發達，根系深，活力強，尤其是幼齡樹表現更明顯，據河北農業大學的觀察，1年生核桃樹主根垂直生長的長度為干高的5.33倍，隨著樹齡增大，主根生長勢逐漸減慢，側根數增多；核桃根系還存在菌根，它們比正常的吸收根短而粗[8]，樹高、干莖、根系和葉片的生長均與菌根的發育呈正相關[9]，這兩個原因說明PGPR菌株增加核桃苗主根在總根系中所占的比重也是有益方面，它符合核桃幼苗生長特性，是促進根系生長的表現。核桃90%～95%的干物質是通過光合作用獲得的，光合速率決定光合產物的積累，在一定程度上也決定產量的高低[10]。4種菌株對葉片光合特性的提高及SPAD值的明顯增加也從側面反映了對核桃苗生長的促進作用。

本研究結果表明，在核桃根際土壤中接種的4種PGPR菌株中，X128、X95對核桃的主要生長指標具有明顯的促進作用，其中X128對核桃的主要生理指標的促進作用最明顯。綜合分析，X128在核桃微生物肥料的生產與研制中具有較大的應用潛力。

參 考 文 獻：

[1] 阿卜杜許庫爾·牙合甫，張強，王國安. 三種植物生長延緩劑對新豐核桃控梢促花的影響[J]. 新疆農業科學，2011， 48（6）： 1028-1032.

[2] 李俊，姜昕，李力，等. 微生物肥料的發展與土壤生物肥力的維持[J]. 中國土壤與肥料，2006（4）：2-3.

[3] 劉方春，邢尚軍，馬海林，等. 根際促生細菌 （PGPR） 對冬棗根際微生物數量及細菌多樣性影響[J]. 林業科學，2013，49（8）：75-80.

[4] Schippers B，Bakker A W，Backker P A. Interactions of deleterious and beneficial rhizosphere microorganisms[J]. Annual Reviev of Physiology，1987， 25： 339-340.

[5] 劉振巖，李震三. 山東果樹[M]. 上海：上海科學技術出版社，2000：166.

[6] 劉清華. 核桃種子萌發及苗期生長特性研究[D]. 濟南：山東師范大學，2011.

[7] Campbell R， Greaves M P. Anatomy and community structure of the rhizosphere[M]∥Lynch J M. The Rhizosphere. Chichester：John Wiley and Sons ， 1990：11-34.

[8] 吳國良.經濟林優質高效栽培[M]. 北京：中國林業出版社，1999：4.

[9] 曹尚銀，郭俊英. 優質核桃無公害豐產栽培[M]. 北京：科學技術文獻出版社，2005： 13.

[10]趙登超，侯立群，韓傳明，等. 我國核桃光合作用研究進展[J].山東林業科技，2011，41（4）： 109.endprint