液體復(fù)合微生物菌劑對小麥萌發(fā)及生長的影響

秦亞芬，張 杰

（山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，臨汾041000）

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液體復(fù)合微生物菌劑對小麥萌發(fā)及生長的影響

秦亞芬，張 杰*

（山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，臨汾041000）

摘 要：以‘晉麥97號’為試驗材料，采用水培法，研究了稀釋10倍、100倍、1 000倍的液體復(fù)合微生物菌劑對小麥萌發(fā)及生長的影響。結(jié)果表明：在萌發(fā)方面，稀釋1 000倍的菌劑效果最好，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)分別增加8" 30％、8" 30％和5" 94％，但稀釋10倍的菌劑抑制顯著；在生長發(fā)育方面，稀釋100倍的菌劑顯著促進(jìn)小麥幼苗的株高、兩側(cè)根長和根系活力，分別增加9" 78％、21" 59％和56" 60％；稀釋100倍、1 000倍的菌劑均能提高其干重、鮮重、可溶性總糖和葉綠素含量，其中1 000倍的效果更好。

關(guān)鍵詞：小麥；萌發(fā)；生長；微生物菌劑

小麥作為世界上的第二大糧食作物［1］，歷來備受關(guān)注，隨著人們生活水平的提高，人們在追求產(chǎn)量的同時，對糧食的品質(zhì)及安全也提出了更高的要求［2］。長期以來化肥的大量使用雖然極大地提高了小麥的產(chǎn)量，隨之也帶來一系列問題，譬如土壤理化性質(zhì)的改變，土壤生物種類的減少以及生物活性的降低，這使得土壤的可持續(xù)利用受到了限制［3］，從而直接影響到小麥等農(nóng)作物的產(chǎn)量及品質(zhì)。

微生物肥料中含有大量的高活性的微生物，這些微生物有的可以固氮，有的可以將土壤中植物難以吸收的磷元素、鉀元素轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锟梢灾苯游绽玫牧住⑩?，從而提高了化肥的利用率?］，減少化肥的施用量，大量活的微生物通過在土壤中活動還可以改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤生物多樣性，吸收土壤中殘留農(nóng)藥、抑制病害菌等等，因此在提高食品安全及品質(zhì)方面發(fā)揮著積極的作用［5］。

近年來，微生物肥料以其綠色、安全、有機(jī)等特色越來越受到重視［6］，特別是微生物菌劑正受到農(nóng)民朋友的熱捧。微生物在作物上的肥效研究大多數(shù)集中在單一的微生物對農(nóng)作物的肥效，復(fù)合微生物對小麥生長的影響這方面研究還較少，本試驗選取了7種農(nóng)用微生物，按一定的比例復(fù)合發(fā)酵，得到了一款液體復(fù)合微生物菌劑，研究其對小麥萌發(fā)、小麥幼苗生長發(fā)育的影響，為復(fù)合微生物菌劑的推廣使用提供一定的理論基礎(chǔ)，為提高小麥萌發(fā)、增產(chǎn)開闊新的思路［7］。

1 材料與方法

1．1 供試材料

小麥種子：‘晉麥97號’。

液體復(fù)合微生物菌劑：由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、釀酒酵母菌、固氮菌和細(xì)黃鏈霉菌7種菌按一定的比例復(fù)合發(fā)酵而成，其有效活菌數(shù)≥2×108cfu/mL。上述7種菌全部購買于中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心（ACCC）。

1．2 試驗方法

1" 2" 1 菌劑對小麥種子萌發(fā)的影響

分別用稀釋了10倍、100倍和1 000倍的菌劑（蒸餾水稀釋）浸種12 h；完畢后，取各稀釋倍數(shù)下的種子40粒放置于不同的培養(yǎng)皿中，種子上下各用兩層紗布覆蓋［8］，每皿加入相應(yīng)稀釋倍數(shù)的菌劑10 mL，每組重復(fù)3次，置于27℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

1" 2" 2 菌劑對小麥生理生長的影響

用蒸餾水浸種12 h；完畢后，將種子放置于培養(yǎng)皿中，每皿40粒，加入蒸餾水剛好浸沒種子的一半，最后放置于27℃的恒溫培養(yǎng)箱中。其中每日光照處理14 h、黑暗處理10 h，光照強(qiáng)度為3 000—3 500 lx；培養(yǎng)48 h后，試驗組各取10倍、100倍和1 000倍的菌劑1 mL加入相應(yīng)的培養(yǎng)皿中，對照組加蒸餾水，每組重復(fù)3次。此后連續(xù)3 d每隔24 h加入相應(yīng)稀釋倍數(shù)的菌劑3 mL。水分不足時用蒸餾水補(bǔ)充，保證水分浸沒種子的一半。

1．3 測定指標(biāo)

1" 3" 1 小麥種子萌發(fā)指標(biāo)

每隔24 h觀察并記錄萌發(fā)種子的數(shù)目，種子萌發(fā)以露白為標(biāo)準(zhǔn)［8］。

發(fā)芽率＝（發(fā)芽種子數(shù)/總的種子數(shù)）×100％；

發(fā)芽勢＝（2 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/總的種子數(shù)）×100％（該小麥種子發(fā)芽多集中在2 d內(nèi)）；

發(fā)芽指數(shù)＝∑每天種子發(fā)芽數(shù)/相應(yīng)天數(shù)。

1" 3" 2 小麥幼苗生長生理指標(biāo)

7 d后，隨機(jī)選取15株小麥幼苗測定并記錄每株幼苗株高（基部到最長葉長末端）、兩側(cè)根長、最長根長、根系分蘗數(shù)和鮮重；測定并記錄15株幼苗的總干重，另測定幼根、幼葉的可溶性總糖含量（蒽酮比色法）、光合作用強(qiáng)度（改良半葉法）、根系活力（TTC法）以及葉綠素含量［9-10］。

2 結(jié)果與分析

2．1 液體復(fù)合微生物菌劑對小麥種子萌發(fā)的影響

從表1可知：對于小麥種子發(fā)芽率來說，各稀釋菌劑均具有促進(jìn)作用，在一定范圍內(nèi)稀釋倍數(shù)越大，發(fā)芽率越高，稀釋了1 000倍的菌劑其發(fā)芽率最高為95" 00％，比對照組的86" 70％高出8" 30％，但差異不顯著。

表1　各稀釋菌劑對小麥種子萌發(fā)的影響Table 1 Effect of dilution rate of microbial agent on seed germination

對于小麥種子發(fā)芽勢來說，在27℃下，不同稀釋倍數(shù)的菌劑處理小麥種子時，1 000倍下最好，為88" 30％，比對照組的80" 00％高出8" 30％，但差異不顯著；稀釋10倍的菌劑抑制小麥種子發(fā)芽勢，與對照組相比差異顯著，與100倍和1 000倍相比差異顯著。說明在一定范圍內(nèi)，發(fā)芽勢與稀釋倍數(shù)呈正相關(guān)。

各稀釋菌劑處理小麥種子時，1 000倍下發(fā)芽指數(shù)最好為31" 20，比對照組的29" 45高出5" 94％，但差異不顯著；稀釋10倍的菌劑抑制小麥種子發(fā)芽指數(shù)，與對照組相比差異顯著，與100倍和1 000倍差異顯著。說明在一定范圍內(nèi)，小麥種子發(fā)芽指數(shù)與稀釋倍數(shù)呈正相關(guān)。

2．2 液體復(fù)合微生物菌劑對小麥幼苗生長的影響

從表2可知：經(jīng)過7 d的生長發(fā)育，不同稀釋倍數(shù)的液體微生物菌劑對小麥幼苗的株高都有一定的促進(jìn)作用，與對照組相比添加有10倍、100倍和1 000倍菌劑的小麥幼苗的株高其平均值分別增加5" 43％、9" 78％和4" 35％，其中100倍與對照組相比差異顯著，10倍和1 000倍與對照組相比差異不顯著，由此說明對于小麥幼苗株高，稀釋100倍的菌劑對其促進(jìn)效果比較好。

表2　液體復(fù)合微生物菌劑對小麥幼苗生長的影響Table 2 Effect of dilution rate of microbial agent on seedling growth

稀釋10倍和100倍的微生物菌劑均促進(jìn)了小麥幼苗兩側(cè)根長的生長，分別比對照增加了4" 85％和21" 59％，其中100倍與對照間存在顯著差異，而10倍和1 000倍與對照差異不顯著。由此說明對于小麥幼苗兩側(cè)根長，100倍菌劑對其促進(jìn)效果比較好。

與對照組相比，稀釋100倍和1 000倍微生物菌劑均促進(jìn)了小麥幼苗最長根的生長，分別增加了6" 91％和2" 21％，10倍下的小麥幼苗最長根長減少了0" 29％；與對照組相比，三個稀釋倍數(shù)的液體微生物菌劑差異均不顯著；總體上，對于小麥幼苗最長根長的均值，稀釋了100倍的菌劑對其促進(jìn)效果比較好。

不同稀釋倍數(shù)的液體微生物菌劑對小麥幼苗根系的分蘗數(shù)也都有一定的促進(jìn)作用，與對照組相比添加有10倍、100倍和1 000倍菌劑的小麥幼苗根系的分蘗數(shù)其平均值分別增加5" 39％、2" 51％和7" 72％，但差異不顯著。由此說明液體微生物菌劑對于小麥幼苗根系分蘗數(shù)影響不大。

1 000倍菌劑增加小麥幼苗鮮重，比對照組提高5" 56％，但差異不顯著，10倍、100倍與對照組相比差異也不顯著；總體來說，對于小麥幼苗鮮重，稀釋1 000倍的菌劑對其促進(jìn)效果比較好。

液體微生物菌劑能夠提高小麥幼苗的干重，與對照組相比添加有100倍、1 000倍菌劑的小麥幼苗其干重分別增加了3" 77％、9" 43％，但10倍菌劑使其減少了3" 77％；由此說明，對于小麥幼苗的干重，在一定范圍內(nèi)，菌劑稀釋倍數(shù)越大干物質(zhì)積累越多，1 000倍的菌劑對其干物質(zhì)的積累效果比較好。

2．3 液體復(fù)合微生物菌劑對小麥幼苗生理的影響

2" 3" 1 菌劑對小麥幼根和幼葉可溶性總糖的影響

各稀釋倍數(shù)的菌劑均促進(jìn)小麥幼根、幼葉可溶性總糖含量提高，其中1 000倍下小麥幼根、幼葉可溶性總糖含量均最高，分別占幼根、幼葉干重的4" 03％和4" 00％，比對照組高0" 02％和0" 04％，但各組處理下的小麥幼根間、小麥幼葉間以及幼根和幼葉間可溶性總糖含量差異均不顯著。在一定范圍內(nèi)，菌劑稀釋倍數(shù)與小麥幼根和幼葉的可溶性總糖含量呈正相關(guān)。

2" 3" 2 菌劑對小麥CO2同化量和光合作用的影響

從圖1可知：不同稀釋倍數(shù)的菌劑均增加小麥幼苗的CO2同化量，其中10倍下CO2同化量最大為8" 25 mg·dm－2·h－1，比對照組的6" 75 mg·dm－2·h－1高出22" 20％；10倍、100倍下的小麥幼苗CO2同化量與對照組差異顯著，而1 000倍差異不顯著。說明在一定范圍內(nèi)，小麥幼苗CO2同化量與菌劑稀釋倍數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

各稀釋菌劑均提高小麥幼苗的光合作用，其中10倍下的光合作用強(qiáng)度最大為5" 50 mg·dm－2·h－1，比對照組的4" 50 mg·dm－2·h－1高出22" 20％；10倍和100倍下的小麥幼苗的光合作用強(qiáng)度與對照組差異顯著，而1 000倍差異不顯著。說明在一定范圍內(nèi)，小麥幼苗光合作用強(qiáng)度與菌劑稀釋倍數(shù)呈負(fù)相關(guān)。

2" 3" 3 菌劑對小麥葉綠素含量、TTC還原強(qiáng)度的影響

從圖2可知：不同稀釋倍數(shù)的液體微生物菌劑對小麥幼苗葉綠素a、b含量及a和b總含量影響均小，各稀釋菌劑間差異不顯著，但均以1 000倍的效果最好，與對照相比分別增加了0" 53％，2" 94％，1" 09％。TTC還原強(qiáng)度反應(yīng)了根系活力，還原強(qiáng)度越大根系活力越大，試驗表明各稀釋菌劑均增加小麥幼苗根系活力，其中100倍下小麥根系活力最強(qiáng)為0" 02，比對照組的0" 01高出50" 00％；10倍、100倍處理下的小麥幼苗根系活力與對照組差異顯著，而1 000倍與對照組差異不顯著。菌劑主要作用于根部，所以在一定范圍內(nèi)菌劑均能促進(jìn)小麥幼苗根系活力，其中以稀釋100倍的菌劑效果最顯著。

圖1　各稀釋菌劑對CO2同化量和光合作用的影響Fig．1 Effects of dilution rate of microbial agent on CO2assimilation and photosynthesis

圖2　各稀釋菌劑對葉綠素含量和TTC還原強(qiáng)度的影響Fig．2 Effects of dilution rate of microbial agent on chlorophyll content and TTC deoxidizing ability

3 討論與結(jié)論

微生物菌劑含有大量高活菌，這些活菌在發(fā)酵的過程中可產(chǎn)生各種有利于植物生長的代謝產(chǎn)物，如：赤霉素（GA）、細(xì)胞分裂素（CTK）、吲哚乙酸（IAA）等促進(jìn)植株生長的物質(zhì)，有的菌還可產(chǎn)生各類維生素、氨基酸以及各類有機(jī)酸等，這些代謝產(chǎn)物對植株的生長發(fā)育均起到一定的調(diào)節(jié)作用；菌體也可以直接作用于植物根部，調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育［11-12］。

本試驗中將7種農(nóng)用微生物復(fù)合，制得一款液體復(fù)合微生物菌劑，通過水培法，研究了不同稀釋倍數(shù)的菌劑對小麥幼苗生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明：（1）在小麥萌發(fā)方面，適宜的稀釋倍數(shù)即1 000倍菌劑促進(jìn)小麥萌發(fā)效果最好，小麥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別比對照提高8" 30％、8" 30％、5" 94％。劉金秋等［13］用微生物制劑包衣小麥種子后其發(fā)芽率提高僅為3" 80％，這可能是因為本試驗所用的是復(fù)合微生物菌劑，各類菌種復(fù)合更能提高小麥的萌發(fā)［14］。但低稀釋倍數(shù)的菌劑對小麥種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)有顯著的抑制作用，這可能是因為高濃度的活菌進(jìn)入種皮后，活菌附著在胚上，破壞了胚的完整性，胚受損傷活力降低，表現(xiàn)為發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)的降低，但仍能夠發(fā)芽，所以發(fā)芽率與對照組相比差異不顯著；（2）在小麥幼苗生長方面，適宜的稀釋倍數(shù)促進(jìn)小麥的株高、兩側(cè)根長、最長根長、根系分蘗數(shù)、鮮重、干重；提高可溶性總糖含量、光合作用強(qiáng)度、葉綠素a、b含量、根系活力（TTC）；尤其是稀釋100倍的菌劑對小麥株高、兩側(cè)根長、根系活力有顯著的促進(jìn)作用，分別提高9" 78％、21" 59％、56" 60％，根系活力與劉金秋等［13］的研究效果基本一致，這可能是因為微生物或其代謝產(chǎn)物直接作用于根系，使得兩側(cè)根長、根系活力顯著提高，進(jìn)而促進(jìn)小麥根系吸收營養(yǎng)物質(zhì)能力，最終使得小麥株高顯著提高。

總體來說，該液體復(fù)合微生物菌劑對小麥萌發(fā)和幼苗的生長發(fā)育均有促進(jìn)作用，小麥萌發(fā)方面，稀釋1 000倍的菌劑效果最好；生長發(fā)育方面，稀釋100倍的菌劑效果最顯著。

參 考 文 獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：程智強(qiáng)）

Effects of liquid compound microbial agent on wheat seed germination and seedling growth

QIN Ya-fen，ZHANG Jie*
（College of Life Science，Shanxi Normal University，Linfen 041000，China）

Abstract：The wheat cultivar‘Jinmai 97’was used as a test material，and water culture experiments of wheat seed germination and seedling growth were carried out by applying a liquid compound microbial agent diluted respectively to 10 times，100 times and 1 000 times" The results showed that the agent diluted to 1 000 times had the best effect on the germination and made the germination rate，germination vigor and germination index increase by 8" 30％，8" 30％and 5" 94％respectively，but the agent diluted to 10 times significantly inhibited the germination；The agent diluted to 100 times significantly improved the plant height，length of both side roots and root activity and made them increase by 9" 78％，21" 59％and 56" 60％respectively；The agent diluted to 100 times and 1 000 times could improve the dry weight，fresh weight，and soluble sugar and chlorophyll contents，and the agent diluted to 1 000 times had a better effect"

Key words：Wheat；Germination；Growth；Microbial agent

*通信作者，張杰（1978—），男，博士，副教授，主要從事微生物肥料的研發(fā)工作。E-mail：zchy＿2006＠126" com

作者簡介：秦亞芬（1990—），女，在讀碩士，從事微生物肥料研發(fā)。E-mail：m15035799168＠163" com

基金項目：山西省高校高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項目（20120017）

收稿日期：2015-10-14

文章編號：1000-3924（2016）01-047-05

中圖分類號：S512" 1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A