鹽脅迫下生物復(fù)菌劑“苗壯素”對黃瓜促生抗逆作用的影響

錢蘭華 錢瑋 沈雪林 胡翠英 劉乾 蔣晨威 朱昫飏 王桃云

摘要 [目的]研究生物復(fù)菌劑“苗壯素”在鹽脅迫條件下對黃瓜生長的影響。[方法]以“新超越”黃瓜品種為試驗(yàn)材料，研究鹽脅迫下生物復(fù)菌劑“苗壯素”對黃瓜促生抗逆作用的影響。[結(jié)果]鹽脅迫下“苗壯素”生物復(fù)菌劑能夠促進(jìn)黃瓜生長，種子發(fā)芽率、種苗鮮重及總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑、根尖數(shù)等生長指標(biāo)差異顯著。使用“苗壯素”后根際土壤中速效氮、速效磷、速效鉀含量增加，VC、可溶性糖、可溶性固形物含量提高，亞硝酸鹽含量下降，黃瓜品質(zhì)和產(chǎn)量得到提升。[結(jié)論]“苗壯素”對黃瓜具有較明顯的促生抗逆作用。

關(guān)鍵詞 鹽脅迫;苗壯素;黃瓜;促生抗逆

中圖分類號 S482.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）34-0117-03

土壤鹽漬化對農(nóng)業(yè)的威脅日益成為一個全球性問題[1]。隨著工業(yè)現(xiàn)代化、灌溉和設(shè)施蔬菜栽培的發(fā)展和栽培面積的擴(kuò)大，土壤次生鹽漬化日趨嚴(yán)重。長期過量施用化肥、農(nóng)藥以及灌溉不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致溫室大棚里土壤板結(jié)、鹽漬化，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[2-4]。如何提高農(nóng)作物的耐鹽性，克服溫室大棚土壤次生鹽漬化帶來的負(fù)面效應(yīng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)急于解決的問題[5-7]。

植物根際促生菌（PGPR）是指定殖于植物根際系統(tǒng)，并能促進(jìn)植物生長的一類細(xì)菌的總稱[8-10]。PGPR以多種不同方式和途徑影響植物的代謝過程，表現(xiàn)為促進(jìn)植物生長，改善作物品質(zhì)，提高植物的抗病性。PGPR微生物菌劑在可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是綠色、有機(jī)生態(tài)農(nóng)業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。有效地將豐富的PGPR微生物資源引入設(shè)施農(nóng)業(yè)，利用PGPR生物制劑減輕土壤鹽害的不利影響，改善土壤和作物品質(zhì)對設(shè)施蔬菜可持續(xù)發(fā)展具有重要意義[11-12]。筆者于2015—2017年在鹽漬化較重的設(shè)施大棚中開展了相關(guān)試驗(yàn)，結(jié)果表明，“苗壯素”對黃瓜作物具有較明顯的促生抗逆作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

“新超越”黃瓜種子由蘇州市種子管理站提供。“苗壯素”由蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘇州科技大學(xué)合作研制，其主要成分為6類微生物（表1）與黃腐殖酸配制而成的特殊生物制劑。其組成成分中微生物成分占10%，微生物營養(yǎng)占8%（4%的有機(jī)酸和4%的海草灰），其他成分占82%（基于葡萄糖的培養(yǎng)基），具有微生物菌群多、營養(yǎng)互補(bǔ)、功能強(qiáng)等特點(diǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 黃瓜種子室內(nèi)試驗(yàn)。

從-80 ℃冰箱中取出甘油菌，在LB 固體培養(yǎng)基中進(jìn)行平板劃線后于30 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)過夜。挑取單菌落，接種至50 mL LB液體培養(yǎng)基中，在搖床中220 r/min、30 ℃培養(yǎng)過夜后，測定其OD 值，用無菌水將菌液重懸至OD600為0.5。

將黃瓜種子放入燒杯中，加水，漂去空種子，將種子置于50 mL離心管中用75%乙醇沒過黃瓜種子浸泡1 min，1 min后將乙醇倒掉，加入0.1%升汞溶液浸泡10 min。10 min后在超凈工作臺中，倒掉升汞溶液，用滅菌蒸餾水沖洗3遍。將種子分別放入“苗壯素”菌液、200 mmol/L NaCl溶液、“苗壯素”菌液+200 mmol/L NaCl溶液以及蒸餾水（對照）浸泡6 h，浸泡在30 ℃培養(yǎng)箱中完成。6 h后在超凈工作臺中，挑選顆粒飽滿的種子，放至培養(yǎng)皿中，每個處理設(shè)置6個培養(yǎng)皿，每個培養(yǎng)皿放置30個大小均一且飽滿的黃瓜種子。將裝好黃瓜種子的培養(yǎng)皿放入光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度設(shè)置為28 ℃，前3 d設(shè)置為暗培養(yǎng)，及24 h黑暗培養(yǎng)，后4 d接受光照培養(yǎng)（12 h光照、12 h黑夜）。培養(yǎng)周期為7 d，7 d后測定黃瓜種子發(fā)芽率、種苗鮮重和種苗干重。

1.2.2 鹽脅迫條件下生物復(fù)菌劑對黃瓜生長的影響。

將黃瓜種子用溫水浸泡過夜后，再用75%乙醇沒過種子浸泡1 min，泡完后倒出乙醇溶液，再加入現(xiàn)配的0.1%升汞浸泡1 min，泡完后倒出升汞溶液，最后用已滅過菌的蒸餾水清洗3次后，備用。采用營養(yǎng)土與蛭石（體積比4：1）混合得到盆栽基質(zhì)，然后在120 ℃滅菌1 h，冷卻后裝至穴盆中（10 cm長×10 cm寬×10 cm高），每盆裝入200 g。分別設(shè)置空白對照組（無鹽脅迫）、鹽脅迫組和鹽脅迫+“苗壯素”菌液組，每組5個重復(fù)。每盆種入處理好的黃瓜種子4～5粒（鹽加菌組的種子先在“苗壯素”菌液中浸泡6 h，空白組和鹽脅迫組用滅菌水浸泡6 h），用不同溶液澆灌（空白組用無菌水50 mL澆灌，鹽加菌組用“苗壯素”菌液混合200 mmol/L NaCl溶液50 mL澆灌（每盆加鹽量為0.585 g），鹽脅迫組用200 mmol/L NaCl溶液50 mL澆灌），每7 d澆灌1次，其余時間均澆灌無菌水，出苗后，計(jì)算發(fā)芽率和出苗率，然后每盆保留相同株數(shù)幼苗，30 d后測定總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑和根尖數(shù)等生長指標(biāo)及葡萄糖、脯氨酸含量等生理指標(biāo)。

1.2.3 鹽脅迫條件下生物復(fù)菌劑對黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。

按“1.2.2”方法對黃瓜種子進(jìn)行預(yù)處理，選擇土壤含鹽量為3%左右的大棚，設(shè)加“苗壯素”菌液和不加菌液2組處理，其他管理相同。在采收期每個處理選取10株，3次重復(fù)，采用稱重法測定產(chǎn)量。可溶性糖含量采用3，5-二硝基水楊酸法測定[13]，可溶性固形物含量采用手持糖分儀測定;VC含量采用蓋瓊輝等[14]的 -二氯酚靛酚滴定法測定。每個處理重復(fù)3次，計(jì)算平均值。

1.2.4 鹽脅迫條件下生物復(fù)菌劑對黃瓜根際土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量影響。

按“1.2.2”方法對黃瓜種子進(jìn)行預(yù)處理，選擇土壤含鹽量為3%左右的大棚，設(shè)加“苗壯素”菌液和不加菌液2組處理，其他管理相同。35 d后取土壤樣品進(jìn)行檢測。采用唐凱等[15]的堿解擴(kuò)散法測定速效氮含量;釆用溫云杰等[16]的碳酸氫鈉法測定速效磷含量;采用鄧廷飛等[17]的醋酸銨浸提火焰光度法測定速效鉀含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007整理匯總數(shù)據(jù)，采用DPS進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽脅迫條件下生物復(fù)菌劑對黃瓜種子發(fā)芽及生長的影響

由表2可知，空白對照（加水）下，“苗壯素”菌液對黃瓜種子發(fā)芽率、鮮重及干重影響較小。但在鹽脅迫處理下，種子發(fā)芽率提高175%，鮮重提高23.5%，說明“苗壯素”對黃瓜種子具有明顯的耐鹽促生作用。

2.2 鹽脅迫條件下生物復(fù)菌劑對黃瓜生長的影響

由表3、4可知，“苗壯素”復(fù)合菌液對黃瓜種苗生長指標(biāo)、生理指標(biāo)有顯著影響。復(fù)合菌液加鹽脅迫組比鹽脅迫組的總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑和根尖數(shù)分別提高151.0%、53.3%、8.6%、127.6%、9.0%，葡萄糖、脯氨酸含量分別提高993%、155%。表明在黃瓜生長過程中，“苗壯素”復(fù)合菌液對黃瓜具有顯著的耐鹽促生作用。

2.3 鹽脅迫條件下生物復(fù)菌劑對黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

由表5可知，鹽脅迫下使用“苗壯素”黃瓜單株產(chǎn)量為0.76 kg，比不使用復(fù)合菌液增產(chǎn)68.9%。使用“苗壯素”后黃瓜可溶性糖、可溶性固形物、VC含量均增加，亞硝酸鹽含量下降，提升了黃瓜的風(fēng)味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。

2.4 鹽脅迫條件下生物復(fù)菌劑對黃瓜根際土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量的影響

由圖1可知，微生物肥料“苗壯素”處理后，土壤中的速效氮、速效磷、速效鉀含量顯著高于對照組。

由此可知，微生物肥料“苗壯素”可以顯著提高土壤中速效氮、速效磷、速效鉀的含量從而達(dá)到改善土壤營養(yǎng)狀況的目的，與化肥相比微生物肥料可以減少田間投入成本。

3 結(jié)論與討論

（1）鹽脅迫條件下，“苗壯素”生物復(fù)菌劑的施用對黃瓜生長具有明顯的促生抗逆作用。種子發(fā)芽率提高17.5%，鮮重提高23.5%，總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑和根尖數(shù)分別提高151.0%、53.3%、8.6%、127.6%和9.0%。

（2）施用“苗壯素”生物復(fù)菌劑后，黃瓜種苗葡萄糖、脯氨酸含量分別為15.11和1.90 μg/g，較對照明顯提高。葡萄糖、脯氨酸含量的增加，可以提高鹽脅迫下黃瓜種子發(fā)芽率以及耐鹽性。

（3）施用“苗壯素”生物復(fù)菌劑在一定程度上提高了土壤中速效氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)的含量。另外，對黃瓜品質(zhì)和產(chǎn)量也有一定影響，VC、可溶性糖、可溶性固形物含量分別提高16.4%、16%和5%，亞硝酸鹽含量顯著下降。

（4）該生物復(fù)菌劑作為一種活菌制劑，產(chǎn)品的作用效果受施用方法、環(huán)境條件等方面的限制，大棚試驗(yàn)過程中作用效果不是非常穩(wěn)定，這也影響該產(chǎn)品的進(jìn)一步推廣、應(yīng)用。下階段，將深入研究其施用的土壤條件、作物類型、耕作方式、施用方法、施用量以及與之相應(yīng)的化肥施用狀況等，有針對性地篩選功能菌種，保證微生物肥料施用的有效性。

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