牧草根際促生菌促生機(jī)制及互作效應(yīng)研究概況

韋 鑫，曾慶飛

（貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，貴州貴陽550006）

牧草根際促生菌促生機(jī)制及互作效應(yīng)研究概況

韋 鑫，曾慶飛*

（貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院草業(yè)研究所，貴州貴陽550006）

牧草根際促生菌（PGPR）對(duì)牧草的生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。本文從牧草PGPR促生機(jī)制和互作效應(yīng)兩個(gè)方面對(duì)牧草PGPR研究進(jìn)行了簡(jiǎn)介。

牧草；根際促生菌；促生機(jī)制；互作效應(yīng)

植物根際促生菌（plant growth promoting rhizobacteria，PGPR）是指存在于植物根內(nèi)、附著于根表面或自由生活在植物根圈范圍內(nèi)的有益菌類，它們?cè)诖x過程中能夠分解有機(jī)質(zhì)、轉(zhuǎn)換難溶磷、固定氮素和分泌促植物生長(zhǎng)代謝物等，從而起到增加植物礦質(zhì)營養(yǎng)吸收和利用,促進(jìn)植物生長(zhǎng)和抑制有害微生物等作用[1-3]。隨著PGPR的深入研究，研究者們對(duì)牧草PGPR的分離篩選和促進(jìn)植物生長(zhǎng)應(yīng)用也多有報(bào)道。

1 牧草PGPR促生機(jī)制

牧草PGPR大都具有固氮、溶磷、分泌生長(zhǎng)激素等功能，可直接促進(jìn)牧草的生長(zhǎng)，也能通過競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)空間和營養(yǎng)抑制牧草病害的發(fā)生，間接促進(jìn)牧草生長(zhǎng)。

1.1 固氮

大部分牧草PGPR都能產(chǎn)生固氮酶，劉婷等[4]從無脈苔草根際分離出的促生菌株 TPRS19固氮酶活性為 456.87 nmolC2H4/（mL·h）。擁有固氮能力的PGPR一定程度上可將分子氮轉(zhuǎn)化為有利于牧草植株吸收利用的有機(jī)氮。它們?cè)诘夭蛔愕沫h(huán)境中較其他菌類有更強(qiáng)的生存能力，同時(shí)改善氮素營養(yǎng)，促進(jìn)牧草植株正常生長(zhǎng)。

1.2 溶磷

溶磷菌作為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中貢獻(xiàn)最大的促生菌之一，可以通過釋放有機(jī)酸和分泌胞外磷酸酶[5]，將土壤中無機(jī)磷和難溶性有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為可溶性磷以供植株吸收利用，從而提高土壤磷利用率，促進(jìn)牧草生長(zhǎng)。

1.3 分泌生長(zhǎng)激素

舒健虹等[6]的研究表明，大部分鴨茅根際溶磷菌具有分泌植物生長(zhǎng)素IAA的能力。劉婷[4]等的研究發(fā)現(xiàn)，無脈苔草根際促生菌分泌生長(zhǎng)素（IAA）、赤霉素（GA3）和反-玉米素（t-Z）量分別為8.20~86.36 mg/L、26.36~135.90 mg/L和9.55~141.69 mg/L。牧草PGPR分泌植物生長(zhǎng)激素，可直接作用于牧草植株，促進(jìn)植株細(xì)胞伸長(zhǎng)、調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng)、影響開花結(jié)果等，最終促進(jìn)牧草植株的旺盛生長(zhǎng)。

1.4 拮抗病原菌

目前，鑒定出的能拮抗病原菌的PGPR種類主要有芽孢桿菌屬（Bacillus）和假單胞桿菌屬（Pseudomonas），其中，芽孢桿菌屬是生物防治中應(yīng)用最為廣泛的一類細(xì)菌。同時(shí)，李建宏等[7]已從飼用玉米PGPR中鑒定出一株巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）；榮良燕等[8]從岷山紅三葉根際分離出的優(yōu)良促生菌MHS7能抑制黃瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporium f.sp. cucumerinum），MHS27能抑制立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）和西瓜枯萎菌（Fusarium oxysporium f.sp.niveum）。由此可見，部分牧草PGPR具有拮抗病原菌的作用。

2 牧草PGPR互作效應(yīng)

牧草根際環(huán)境中，微生物不是獨(dú)立存在的，了解微生物之間的相互作用，有利于有益微生物的開發(fā)和利用，增加微生物功能多樣性。研究表明，牧草根際篩選的促生菌對(duì)牧草具有明顯促生作用，其菌株之間有較好的促生互作效應(yīng)。曾慶飛等[9]的研究表明，與單獨(dú)的大豆根瘤菌液或溶磷菌液相比，大豆根瘤菌+溶磷菌復(fù)合菌液對(duì)大豆農(nóng)藝性狀和地上、地下生物量具有更好的促進(jìn)效果，同時(shí)復(fù)合菌液對(duì)百脈根的株高、地上生物量、全氮、全磷和粗蛋白含量的提升效果也是最好的。在張英等[10]的研究中，牧草PGPR組合菌株“Hsg+lhs11”的有效磷增量和分泌IAA含量均明顯高于單菌株和其他組合。

3 結(jié)語

牧草PGPR具有固氮、溶磷、分泌激素和抗病等植物促生效果，它的開發(fā)利用不僅能促進(jìn)牧草的生長(zhǎng)和品質(zhì)的提高，而且還能減少化學(xué)藥劑和肥料的使用，減少污染，提高土壤養(yǎng)分利用率。部分不同促生菌之間復(fù)合使用，表現(xiàn)出較好的互作協(xié)同作用，具有良好的互作效能，展現(xiàn)了根際促生菌良好的應(yīng)用潛力。

[1]張英,劉育紅,李淑娟,等.4種優(yōu)良牧草根際PGPR分布特征研究[J].黑龍江畜牧獸醫(yī),2016,(03)：133-136.

[2]陳哲,吳敏娜,秦紅靈,等.土壤微生物溶磷分子機(jī)理研究進(jìn)展[J].土壤學(xué)報(bào),2009,46(05)：925-931．

[3]Malik K A,Rakhshanda B.Association of nitrogen-fixing plant growth promoting-rhizobateria (PGPR)with Kallar grass and Rice[J].Plant and Soil,1997,194:37-44.

[4]劉婷,姚拓,陳建綱,等.無脈苔草根際優(yōu)良促生菌鑒定及其作用研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2016,25(12)：130-139.

[5]KIM K Y.Effect of phosphate-solubilizing bacteria and vesicular-arbuscularmycorrhizae on tomato growth and soil microbial activity[J].Biol Fertil Soils,1998,26:79-87.

[6]舒健虹,王普昶,王小利,等.鴨茅根際溶磷菌溶磷性和分泌植物生長(zhǎng)素能力的研究[J].草原與草坪,2012,32(06)：23-29.

[7]李建宏,李雪萍,張建貴,等.飼用玉米根際促生菌資源篩選及其特性研究[J].草原與草坪,2017,37(01)：44-50.

[8]榮良燕,姚拓,馬文彬,等.岷山紅三葉根際優(yōu)良促生菌對(duì)其宿主生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2014,23(05)：231-240.

[9]曾慶飛,王茜,陸瑞霞,等.大豆根際促生菌的分離篩選及其對(duì)大豆和百脈根生長(zhǎng)與品質(zhì)的影響[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2017,26 (01)：99-111.

[10]張英,朱穎,姚拓,等.分離自牧草根際四株促生菌株（PGPR）互作效應(yīng)研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào),2013,22(01)：29-37.

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31560035）和貴州省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（黔科合NY字［2016］3004）資助

S54

A

10.14025/j.cnki.jlny.2017.18.016

韋鑫，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向：土壤微生物。

曾慶飛，博士，副研究員，研究方向：植物根際微生物資源的發(fā)掘與應(yīng)用。