摘要:简介:方宇,男,安徽桐城人,农艺师,硕士,从事健康栽培和病虫害防治研究。*通信作者,研究员,从事健康栽培和病虫害防治研究。
单位:1.合肥高尔生命健康科学研究院有限公司;2.安徽省农业科学院植物保护与农产品质量安全研究所
简介:方宇,男,安徽桐城人,农艺师,硕士,从事健康栽培和病虫害防治研究。*通信作者,研究员,从事健康栽培和病虫害防治研究。
基金项目:合肥市自主创新政策“借转补”项目(J2020049);合肥市科技攻关项目(2021GJ080)。
来源:《安徽农业科学》2025年4期
引文格式:方宇,郑芬,马磊,等.不同培养基对多粘类芽孢杆菌产孢量·IAA含量及花生生长的影响[J].安徽农业科学,2025,53(04):129-132.
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花生(Arachis hypogaea)又名落花生,属于豆科落花生属,作为我国食用油的重要来源之一,近年来种植面积稳中有升,基本维持在466.67万hm2左右,产量达1799.3万t,是我国重要的经济作物和油料作物。随着花生主产区可耕种面积的局限性,粮食作物与油料作物的土地资源冲突日趋严重,且花生连作现象严重,使得土壤质量恶化、病虫害加剧、花生产量和质量下降等问题突出。其中,夏花生种植方式在一定程度上缓解了粮油作物争地矛盾,缓解花生连作障碍。但夏花生与春花生相比普遍存在生育期短和适应环境能力差等问题,引起花生苗期生长量不足、花芽分化和有效花数量少以及单株饱果率低等现象,是限制夏花生高产的重要因素。合理施肥是弥补上述缺陷的重要手段,其中施用化肥是重要的方式之一,化肥的使用虽然能够增加作物产量,但同时也会对作物品质、生态环境和养分利用率等产生一定的负面影响。因此,寻求绿色可持续、对环境友好并具一定增质提效作用的施肥管理措施是目前研究的重要方向。近年来,研究表明植物促生细菌(plant growth promoting bacteria,PGPB)在改善土壤质量、调节根际微生态环境、辅助作物营养吸收、提高作物抗逆性以及促进作物生长等方面发挥重要作用,已逐渐成为新型生物肥料发展的重要来源。多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)为芽孢杆菌科(Bacillaceae)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)的革兰氏阳性细菌,是一种重要的植物促生细菌,不仅能够作为微生物菌肥促进作物生长,提高产量;其产生的杀镰孢菌素、多粘菌素和十三肽素等脂肽类化合物还能够有效抑制植物病原真菌和细菌的生长。目前针对多粘类芽孢杆菌的研究大多集中在其抑菌和促生机制上,而对于产芽孢和IAA能力的条件优化鲜见报道。
目的
提高多粘类芽孢杆菌产孢和产IAA能力以及对花生的促生效果,为花生产业的增质提效奠定技术基础和提供理论依据。
方法
选择LB、YD和YDC 3种发酵培养基进行条件优化,并通过盆栽试验测定多粘类芽孢杆菌不同发酵液拌种对花生发芽率、根长和鲜重的影响。同时,以25g/L咯菌腈悬浮种衣剂为化学药剂对照(CA),并以清水浸种作为空白对照(CK)。
结果
◆不同发酵液对多粘类芽孢杆菌产芽孢的影响
利用不同培养基对多粘类芽孢杆菌进行振荡培养,测定该菌株在不同液体培养基中的芽孢数量。由图1可知,多粘类芽孢杆菌在3种液体培养基中的产芽孢数量存在显著差异,在LB培养基、YD培养基和YDC培养基中的芽孢数量依次为6.20×10888CFU/mL,YDC培养基中的芽孢数量最多,分别为LB、YD培养基中芽孢数量的9.29倍和5.85倍,表明YDC培养基较LB和YD培养基更有利于多粘类芽孢杆菌芽孢的产生。其中,YDC培养基与YD培养基在主要成分相同的基础上仅在YDC培养基中添加1%的茶饼粉,可见茶饼粉在一定程度上能够有效促进多粘类芽孢杆菌芽孢的产生,具体促进机制还有待进一步研究。注:不同小写字母表示不同处理间差异显著(P
图1 不同发酵液中芽孢数比较
◆不同发酵液对多粘类芽孢杆菌产IAA能力的影响
采用HPLC法对各发酵培养基中的IAA含量进行测定,结果见图2。IAA的标准曲线方程为y=19244x-36120,R2=0.9996;LB、YD和YDC 3种发酵培养基中的IAA含量存在显著差异。其中在YDC发酵培养基中的IAA含量最高为3.08μg/mL,其次为YD发酵培养基IAA含量2.51μg/mL,而LB发酵培养基中的IAA含量最低仅为2.02μg/mL,YDC发酵培养基中IAA含量分别较LB和YD发酵培养基增加了52.48%和22.71%,且与LB和YD发酵培养基存在显著差异(P<0.05)。图2 不同发酵液中IAA含量
◆不同发酵液对花生生长的影响
通过室内盆栽试验进一步研究了3种培养基发酵液对花生的促生效果,结果见表1、2。
播种后3d,各处理花生的发芽率存在一定差异,3种多粘类芽孢杆菌发酵液处理的发芽率在42.67%~52.33%,其中YD和YDC发酵液发芽率显著高于清水浸种对照(CK,41.00%)和25g/L咯菌腈悬浮种衣剂悬浮剂(CA,39.67%)。播种后10d,各发酵液处理的发芽率均达90.33%以上,均优于CA和CK处理,其中YDC发酵液的发芽率最高为93.33%,显著高于除YD处理外其他各处理发芽率,分别较CA和CK处理增加了8.11%和4.08%;花生的根长和鲜重各处理间存在一定差异,各处理根长在8.57~10.17cm,鲜重在4.30~5.17g,除CA处理外其他各处理与CK相比,对根长和鲜重均有一定的促生效果。其中,LB、YD和YDC发酵液中根长分别增加了0.79%、2.81%和14.14%,鲜重分别增加了2.55%、2.97%和9.77%,均以YDC处理促生效果最好。播种后30d,LB、YD和YDC 3种发酵液的株高分别为15.90、16.04 和17.45cm,与CK均无显著差异,而CA处理株高最低,仅为14.49cm,显著低于YDC处理;各处理分枝数在4.25~4.99,各处理与CK相比均无显著差异。综上所述,多粘类芽孢杆菌各发酵液对花生的发芽率、根长和鲜重均有一定的促生效果,而对株高和分枝数无明显促生效果。
◆花生各生长指标与芽孢数和IAA含量的相关性分析
通过分析多粘类芽孢杆菌发酵液中产芽孢数、IAA含量与花生种子发芽率、根长、鲜重和株高等生长指标的相关性,探究多粘类芽孢杆菌产芽孢数和IAA含量对花生各项生理指标是否具有显著影响,结果见表3。
IAA含量和芽孢数均与花生的发芽率、根长呈显著或极显著正相关关系,表明芽孢数和IAA含量的增加能够显著提高花生种子的发芽率并促进花生根系的生长,此外芽孢数与花生植株的鲜重也呈显著正相关,表明芽孢能够显著促进花生植株的生长。而IAA含量和芽孢数与花生株高和分枝数均无显著相关性。表明镁与桑叶中含氮化合物的合成呈正相关,镁不足时,可促进叶片对K、P、Ca等元素的吸收。镁不足和镁缺乏时,叶片净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率均呈显著下降趋势,这主要与镁元素参与合成叶片光合作用的叶绿素及在光合作用过程中有重要作用有关。
结论
多粘类芽孢杆菌能够有效促进花生种子的萌发和幼苗生长,且该菌在YDC发酵培养基更有利于多粘类芽孢杆菌芽孢的形成和IAA的产生。
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采编:小白
排版:小同
来源:安徽农业科学