枯草芽孢桿菌B67對黃瓜幼苗生長發(fā)育的影響

孫中華，趙鉑錘，陳仕紅，紀(jì)明山

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院沈陽110866）

枯草芽孢桿菌B67對黃瓜幼苗生長發(fā)育的影響

孫中華，趙鉑錘，陳仕紅，紀(jì)明山

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院沈陽110866）

為明確枯草芽孢桿菌B67對黃瓜幼苗生長發(fā)育的影響，采用水培法，測定了不同濃度枯草芽孢桿菌對黃瓜苗期地上部（平均直徑、莖長、干質(zhì)量、鮮質(zhì)量）和地下部（根長、根表面積、根體積、根平均直徑、須根數(shù)、根鮮質(zhì)量和干質(zhì)量）生長及根冠比的影響。結(jié)果表明，20%枯草芽孢桿菌B67菌液處理2次的黃瓜幼苗長勢良好，處理后21 d平均直徑4.88 mm，株高11.15 cm，根長21.65 cm，根冠比0.94，與各處理結(jié)果差異顯著。不同濃度B67菌液對黃瓜苗期促生作用呈正態(tài)分布，濃度為20%枯草芽孢桿菌B67菌液，施藥2次（間隔期7 d）促生效果最佳，為指導(dǎo)B67菌液在肥料中添加及創(chuàng)制新型農(nóng)藥提供了理論依據(jù)。

黃瓜幼苗；枯草芽孢桿菌B67；水培；促生

植物病害防治以化學(xué)防治為主，長期使用化學(xué)殺菌劑使病原菌對其形成嚴(yán)重的抗藥性，同時化學(xué)農(nóng)藥殘留污染環(huán)境、為害人類健康。生物防治在世界各國得到了廣泛的重視和應(yīng)用，其中枯草芽孢桿菌屬深受科研工作者青睞[1-2]。

枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）是一種非致病性植物內(nèi)生細(xì)菌。對人畜無害、環(huán)境安全，其代謝產(chǎn)物既能抑制植物病原菌，又能促進植物生長。目前，生防芽孢桿菌被廣泛應(yīng)用于植物病害防治。美國已有3株枯草芽孢桿菌獲得環(huán)保局（EPA）商品化生產(chǎn)應(yīng)用許可并大面積推廣[3-5]。江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所陳志誼等[6]篩選獲得的菌株Bs-916對水稻白葉枯病防治效果良好，得到政府大力推廣。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)和云南農(nóng)業(yè)大學(xué)共同研制的微生物農(nóng)藥“百抗”已獲農(nóng)業(yè)部登記注冊[7]。截至2014 年12月，我國枯草芽孢桿菌類生物殺菌劑已經(jīng)完成農(nóng)藥登記的生防芽孢桿菌有5種共59個產(chǎn)品，劑型主要為水劑、可濕性粉劑和懸浮劑3種[8]。

目前，對枯草芽孢桿菌誘導(dǎo)植物抗病性研究及抗性機制研究較多[9-13]，但對植物促生研究報道較少[14-16]。2002年紀(jì)明山等[17]研究發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌B67對西瓜有促生作用，但未對其進一步研究。2014年康少輝等[18]研究發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌可促進黃瓜生長，未對其施用次數(shù)和黃瓜根部變化進行深入探究。采用水培法探究黃瓜幼苗長勢、前期物質(zhì)量積累及根部動態(tài)變化研究鮮有報道。筆者探究枯草芽孢桿菌發(fā)酵液不同濃度、不同施藥次數(shù)對黃瓜幼苗地上植株生長狀況（干/鮮質(zhì)量）、整根參數(shù)的影響，確定最適濃度及最佳施藥次數(shù)，改良黃瓜苗期長勢，提高其抗病水平，為指導(dǎo)該菌液在肥料中添加及創(chuàng)制新型農(nóng)藥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試菌株為枯草芽孢桿菌(Bacillus sp.B67)，由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生物農(nóng)藥工程中心分離，黃瓜品種為‘農(nóng)大綠劍’，由沈陽農(nóng)大種子有限公司提供。

1.2試驗方法

1.2.1黃瓜幼苗處理2015年4月于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)藥實驗室溫室內(nèi)，使用育苗缽在溫室中培養(yǎng)黃瓜幼苗，常規(guī)管理，幼苗1葉1心期，選取長勢相近幼苗，移栽至250 mL廣口三角瓶，采用水培法培養(yǎng)[19]。

1.2.2枯草芽孢桿菌培養(yǎng)LB培養(yǎng)基：胰蛋白酶10 g，酵母提取物5 g，氯化鈉10 g，蒸餾水定容至1 L，用1 mol·L-1NaOH溶液將pH調(diào)至7.2。

將4℃冰箱取出的B67菌株，用接種環(huán)取1～2環(huán)于10 mL試管中，放置于160 r·min-1、28℃搖床中培養(yǎng)6 h將其活化。用移液槍吸取1 mL的活化菌株放置含有50 mL LB培養(yǎng)基的250 mL三角瓶內(nèi)，放置在140 r·min-1、28℃搖床中培養(yǎng)7 d[12，20]。

1.2.3枯草芽孢桿菌發(fā)酵液處理將發(fā)酵液加蒸餾水稀釋，分別配制成5%、10%、15%、20%、25%和30%溶液，以清水和10%LB為對照，采用完全隨機試驗方法分組，每組處理30株幼苗，各處理3次重復(fù)，取不同濃度滴至三角瓶內(nèi)，施用間隔期為7 d[21]。

1.2.4不同濃度發(fā)酵液對黃瓜生理指標(biāo)的影響分別于第7、14、21 d調(diào)查株高、莖粗、根長，最后一次調(diào)查結(jié)束后將植株地上部與地下部分離，分別測鮮質(zhì)量，采用Epson Perfection V 700根系掃描儀掃描地下部分，將地上、地下部分全部置于75℃烘箱內(nèi)72 h后，分別測干質(zhì)量，并計算根冠比[14，22-24]。

1.2.5不同施藥次數(shù)對黃瓜生理指標(biāo)的影響在最佳施藥濃度下，設(shè)置施藥次數(shù)分別為1、2、3次共3個處理，每組處理30株幼苗，每隔7 d施藥1次，每個處理設(shè)置清水對照，調(diào)查方法同上。

根冠比=地下部干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量。

采用DPS 7.05軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進行差異顯著分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同濃度枯草芽孢桿菌發(fā)酵液對黃瓜幼苗生長發(fā)育的影響

2.1.1不同濃度枯草芽孢桿菌發(fā)酵液對黃瓜幼苗地上部及地下部生長的影響由表1可知，不同濃度枯草芽孢桿菌發(fā)酵液對黃瓜莖粗、株高和根長有不同程度的促生作用，在一定范圍（5%～20%）促生效果與濃度成正相關(guān)，濃度超過（大于）20%促生效果隨濃度增加而降低，濃度為20%的枯草芽孢桿菌發(fā)酵液促生效果最佳，與其他處理差異顯著。

表1不同濃度枯草芽孢桿菌B67發(fā)酵液對黃瓜幼苗地上部的影響

根是植物重要的營養(yǎng)器官，由表2可知，枯草芽孢桿菌發(fā)酵液濃度為20%的處理效果最佳（根區(qū)域面積RgnWidth、根長Len、根系表面積SA、根體積VOL、平均直徑AvgD、須根數(shù)Ntips），在一定范圍（5%～20%）內(nèi)枯草芽孢桿菌對根系的影響與濃度成正相關(guān)，與其他處理差異顯著，這表明用濃度為20%B67發(fā)酵液處理過的黃瓜幼苗能從土壤中更好地獲得養(yǎng)分。

表2不同濃度枯草芽孢桿菌B67發(fā)酵液對黃瓜幼苗整根參數(shù)的影響

2.1.2不同濃度發(fā)酵液對黃瓜幼苗鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及根冠比的影響植物的干質(zhì)量和鮮質(zhì)量是反映植物中水分和蛋白質(zhì)含量的重要指標(biāo)，根冠比則反映植物地上部與地下部的相關(guān)性。由表3可知，20%的B67發(fā)酵液處理過的黃瓜幼苗細(xì)胞含水量較多，植物體內(nèi)干物質(zhì)積累豐富，根冠比較高，可以反映出黃瓜幼苗在此階段長勢良好。在一定范圍（5% ～20%）根冠比與濃度成正相關(guān)，濃度超過（大于）20%根冠比隨濃度增加而降低，與其他處理差異顯著。因此，20%的枯草芽孢桿菌發(fā)酵液處理為最佳。

表3不同濃度枯草芽孢桿菌B67發(fā)酵液對黃瓜幼苗鮮質(zhì)量和干質(zhì)量及根冠比的影響

2.2不同施藥次數(shù)對黃瓜幼苗生理作用的影響

由表4可知，各處理間莖粗、株高和根長相比，7 d后，各處理間差異不顯著；14 d后，處理1與處理2、3差異顯著，處理2和處理3差異不顯著；21 d后，處理1與處理2、3差異顯著，處理2和處理3差異不顯著。由表5可知，處理1和處理2、3的黃瓜幼苗整根參數(shù)存在顯著差異，處理2、3差異不顯著。表6中，各處理間組培幼苗的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量及根冠比相比，處理1和處理2、3存在顯著差異，處理2、3差異不顯著。出于經(jīng)濟因素及幼苗長勢等因素的考慮，建議推薦處理2（即使用2次）的方法，應(yīng)用于實踐生產(chǎn)。

表4不同施藥次數(shù)的枯草芽孢桿菌B67發(fā)酵液對黃瓜幼苗地上部的影響

表5不同濃度枯草芽孢桿菌B67發(fā)酵液對黃瓜幼苗整根參數(shù)的影響

表6不同濃度枯草芽孢桿菌B67發(fā)酵液對黃瓜幼苗鮮質(zhì)量和干質(zhì)量及根冠比的影響

3 討論與結(jié)論

室內(nèi)盆栽試驗表明，在黃瓜苗期20%枯草芽孢桿菌發(fā)酵液對其生長有良好的促生作用，施藥2次效果最佳（間隔期7 d）。

目前，土傳病害對設(shè)施園藝蔬菜危害較重。B67能夠促進植物根系生長，使幼苗長勢健壯，降低病原菌根部入侵幾率，達到防治土傳病害目的,為防治土傳病害提供了理論基礎(chǔ)，該結(jié)果與紀(jì)明山等人[17]研究結(jié)果相似。由于本試驗在室內(nèi)條件下探究不同濃度B67發(fā)酵液對黃瓜苗期具有一定促生作用，有關(guān)其在田間的應(yīng)用效果還需進一步探索，但本試驗可以初步明確該菌液可影響黃瓜苗期生長，為指導(dǎo)在肥料中添加或創(chuàng)制新型生物農(nóng)藥提供理論基礎(chǔ)[19]。前人對B67的定殖規(guī)律已有初步研究[25-27],但要明確其與黃瓜互作規(guī)律、發(fā)酵液中成分構(gòu)成及不同生長時期產(chǎn)物的變化，還需進一步探究。

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Effects of Bacillus subtilis B67 on the growth and development of cucum?ber seedlings

SUN Zhonghua,ZHAO Bochui,CHEN Shihong,JI Mingshan
(Plant Protection College of Shenyang Agricultural Uinversity,Shenyang 110866,Liaoning,China)

The aim of present study was to explicit the effects of Bacillus subtilis B67 on the growth and development of cu?cumber seedlings.Different concentrations of Bacillus subtilis B67 were applied under hydroponic conditions and growth pro?motion in root(i.e.root length,root surface area,root volume,average root diameter,number of root tips and root fresh and dry weight)and shoot(i.e.stem diameter,shoot length,shot fresh and dry weights)parameters and root shoot ratio were re?corded.The best treatment was the concentration of 20%Bacillus bacteria growth of cucumber 2 times，after 21 day average diameter was 4.88 mm,plant height was 11.15 cm,root length was 21.65 cm,root shoot ratio was 0.94 and the treatment re?sults were significant different.The results showed that the strain B67 applied at different concentration exhibit normal dis?tribution in plant growth parameters,while the maximum growth promotion in cucumber seedlings reaches when it was ap?plied at 20%level two times(7 d interval),suggesting strain B67 could be integrated into commercial fertilizers.

Cucumber seedlings;Bacillus subtilis B67;Hydroponics;Growth promotion

2016-09-22；

：2016-12-15

孫中華，男，在讀碩士研究生。主要從事農(nóng)藥學(xué)研究。E-mail：15754601054@163.com

紀(jì)明山，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事生物農(nóng)藥和農(nóng)藥毒理學(xué)研究。E-mail：jimingshan@163.com