2種菌肥對(duì)瀕危紅樹植物紅欖李·海濱貓尾木促生研究

曾得華 洪文君 黃永平 孫令俊 趙懷寶 王炳宇

摘要 為更好地保護(hù)繁育瀕危紅樹植物，選取海濱貓尾木和紅欖李2種瀕危紅樹植物幼苗，使用不同比例的2種菌肥進(jìn)行培育，定期測量植株高度、基徑、冠幅，最后取部分植株測定生物量。結(jié)果表明，菌肥顯著促進(jìn)了2種紅樹植物生長。海濱貓尾木Q1較CK高度提高24.4 cm，基徑提高3.34 mm，冠幅提高620.03 cm2，地上生物量提高7.33 g。紅欖李T1較CK高度提高8.22 cm，基徑提高1.71 mm，冠幅提高129.92 cm2，地上生物量提高2.9 g。且樹種、菌肥及兩者交互作用對(duì)紅樹植物地上部分生長影響達(dá)顯著水平（P<0.05）。菌肥對(duì)海濱貓尾木促生效果強(qiáng)于紅欖李，其中千代田菌肥對(duì)海濱貓尾木促生效果好。

關(guān)鍵詞 菌肥；紅欖李；海濱貓尾木；雙因素方差分析

中圖分類號(hào) S144? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2023）14-0147-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.14.036

作者簡介 曾德華（1983—），男，海南三亞人，工程師，碩士，從事紅樹林生態(tài)研究。*通信作者，助理工程師，碩士，從事紅樹林生態(tài)研究。

紅欖李（Lumnitzera littore）是使君子科欖李屬真紅樹植物，屬嗜熱窄布種［ 1］，目前國內(nèi)僅自然分布于三亞市鐵爐港，2020年被列為國家一級(jí)保護(hù)植物。海濱貓尾木（Dolichandrone spathacea）是紫葳科貓尾木屬常綠喬木，分布于海南和廣東兩?。?2］，海濱貓尾木已被列入海南省重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄（2006年）。調(diào)查發(fā)現(xiàn)海濱貓尾木和紅欖李在野外幼苗存活率低，自然更新苗木稀少，種群數(shù)量下降趨勢明顯。瀕危紅樹植物由于自身和環(huán)境等原因?qū)е缕浞N群無法擴(kuò)展和更新［ 3-5］。因此瀕危紅樹人工繁育成為保護(hù)其種群的關(guān)鍵。

植物根際促生菌（PGPR）是非致病有益的土壤根際細(xì)菌［ 6］。其常位于根際土壤中或附生于根表，與根聯(lián)合出現(xiàn)的細(xì)菌異質(zhì)群體，能直接或間接提高植物生長的程度或質(zhì)量，促進(jìn)植物對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收和利用，產(chǎn)生促進(jìn)植物生長的代謝物或生產(chǎn)植物激素、抑制有害微生物的細(xì)菌［ 7-11］。

國內(nèi)關(guān)于根際促生菌在紅樹植物培育的研究較少。紅樹植物培育過程中使用促生菌等微生物制劑大都經(jīng)過篩選［ 12］，且都是對(duì)紅樹常見種的培育，應(yīng)用于瀕危紅樹種的報(bào)道較少［ 13］。筆者對(duì)瀕危紅樹植物海濱貓尾木和紅欖李設(shè)置不同菌肥梯度培育試驗(yàn)，探討菌肥快速培育瀕危紅樹植物。

1 材料與方法

1.1 材料

2021年4月選取生長近似的紅欖李和海濱貓尾木幼苗，將其移栽入使用塘泥、海沙和椰糠按1∶1.3～3.0∶2.5～4.0的體積比混合而成的營養(yǎng)土內(nèi)，同時(shí)施用2種青島素豐生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的菌肥（千代田、土力根）。

1.2 方法

設(shè)置菌肥與營養(yǎng)土不同體積比處理組：千代田1∶5（Q1）、千代田1∶10（Q2）、千代田1∶15（Q3）、土力根1∶5（T1）、土力根1∶10（T2）、土力根1∶15（T3）、對(duì)照組（CK），每組45株，對(duì)照組只用營養(yǎng)土培育不施用任何菌肥。置于同一苗圃環(huán)境中每隔30 d對(duì)植株進(jìn)行生長測量，共培育120 d。最后統(tǒng)一進(jìn)行收割烘干測定生物量。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

觀察幼苗生長情況，每隔30 d進(jìn)行株高、基徑、冠幅等生長指標(biāo)測量，試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行收割測定生物量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行處理，采用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 22.0二因素方差分析法分析樹種與菌肥的交互作用影響，單因素方差分析法分析相同樹種內(nèi)不同菌肥處理的影響，對(duì)定期測量的生長指標(biāo)進(jìn)行回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹種與菌肥對(duì)紅樹植物生長影響的雙因素方差分析

株高、基徑、冠幅、地上生物量、地下生物量、總生物量在樹種因素上存在主效應(yīng)（P<0.01）。株高、基徑、冠幅、地上生物量在菌肥因素上存在主效應(yīng)（P<0.01），同時(shí)在兩因素上也存交互效應(yīng)（P<0.05）（表1）。

2.2 凈生長量

海濱貓尾木Q1組株高凈生長量38.20 cm，CK組株高凈生長量13.80 cm，株高凈生長量提高24.4 cm?；鶑絻羯L量上Q1組比CK組提高了3.34 mm；冠幅凈生長量Q1組比CK組提高了620.03 cm2（表2）。

紅欖李T1組株高凈生長量15.9 cm，CK組株高凈生長量7.68 cm，株高凈生長量提高8.22 cm?；鶑絻羯L量Q1組比CK組提高1.99 mm；冠幅凈生長量T1組比CK組提高129.92 cm2（表2）。

凈生長量海濱貓尾木高于紅欖李。凈生長量在樹種上有差異。對(duì)比千代田和土力根2種菌肥在凈生長量上的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)總體上千代田菌肥效果優(yōu)于土力根，且在海濱貓尾木上表現(xiàn)明顯。凈生長量在株高、基徑、冠幅上的總體表現(xiàn)與雙因素差異分析結(jié)果一致。

海濱貓尾木Q1組凈生長量最高，同等處理下千代田凈生長量大于土力根；且所有菌肥處理組凈生長均顯著高于CK組；菌肥處理組內(nèi)隨著菌肥添加量的減少凈生長量也逐漸減少。紅欖李中T1和Q1組凈生長量最高，千代田總體凈生長量高于土力根，且所有菌肥處理組凈生長量均高于CK組，凈生長量隨著菌肥量減少而減少（表2）。

2.3 生物量

通過對(duì)比地上、地下生物量、根冠比、總生物量的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)菌肥處理組生物量均大于對(duì)照組；海濱貓尾木所有菌肥處理組生物量均高于紅欖李（表3）。菌肥和樹種上表現(xiàn)出的結(jié)果與表1雙因素分析相符。

海濱貓尾木在地上、地下和總生物量Q3組表現(xiàn)最好，分別較CK組提高了7.44、5.94、13.39 g。千代田菌肥處理組生物量隨著菌肥用量的減少呈增加趨勢；土力根菌肥處理組生物量隨菌肥用量減少呈先減少后增加的趨勢。2個(gè)菌肥處理組根冠比均隨菌肥使用量的減少而增加（表3）。

紅欖李在地上、地下和總生物量上Q1組表現(xiàn)最好，分別較CK組提高2.93、1.68、4.60 g。千代田菌肥處理組內(nèi)生物量隨菌肥使用量下降而下降。土力根菌肥處理組生物量總體隨菌肥用量下降而下降，但T3組生物量稍高于T2組（表3）。

2.4 回歸分析

對(duì)培養(yǎng)過程中定期測量的生長數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。海濱貓尾木的回歸方程斜率和截距都大于紅欖李，但R2都小于紅欖李。菌肥處理組的斜率和R2都大于對(duì)照組。說明菌肥對(duì)2種植物生長有顯著促進(jìn)作用。海濱貓尾木在株高、基徑上均表現(xiàn)為隨菌肥使用量增加回歸方程的斜率、截距和R2呈逐漸增大的趨勢，且相同用量下千代田處理組回歸方程斜率和截距大于土力根處理組。海濱貓尾木在冠幅的截距和斜率上表現(xiàn)剛好相反。總體上海濱貓尾木的R2都小于0.8，表明組內(nèi)個(gè)體間差異較大?？傮w來看，千代田菌肥對(duì)海濱貓尾木生長促進(jìn)效果最好，且使用量越大促生效果越好。

在紅欖李試驗(yàn)組中菌肥處理組的斜率都大于對(duì)照組，截距大部分小于對(duì)照組；R2總體上菌肥組大于對(duì)照組，在0.753～0.903，相同處理下大于海濱貓尾木的R2，說明紅欖李各處理組內(nèi)個(gè)體差異較小。就斜率大小來看，千代田大比例使用組總體效果較好，但總體斜率相差不大。就回歸分析結(jié)果來看，菌肥對(duì)紅欖李生長有一定促進(jìn)作用，但單純使用一種菌肥各處理組間效果差異不明顯，如果2種菌肥聯(lián)用可能效果會(huì)更好（表4）。

3 討論

紅樹植物生長的潮間帶環(huán)境變化幅度大［ 14］。紅樹植物的生長大都依賴根際微生物［ 15-16］。PGPR是生活在植物根際的有益微生物，對(duì)植物生長起促進(jìn)作用。研究表明，PGPB對(duì)秋茄、紅海欖、桐花樹、白骨壤、拉關(guān)木的苗高、地徑、生物量有顯著提高［ 17］。該研究結(jié)果與前人研究結(jié)果一致。

該試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)PGPR菌肥對(duì)海濱貓尾木生長促進(jìn)效果顯著大于紅欖李，推測可能由于海濱貓尾木是半紅樹植物，從生理上更接近陸生植物，因此更適應(yīng)PGPR菌肥。其次該試驗(yàn)中苗木培育環(huán)境更接近半紅樹植物海濱貓尾木實(shí)際生長環(huán)境，所以對(duì)紅欖李促生效果差于海濱貓尾木。研究表明不同紅樹物種其土壤細(xì)菌群落不同［ 18］。在紅樹植物AMF的研究中發(fā)現(xiàn)半紅樹植物的AMF多樣性和豐富度高于紅樹植物，此外淹水時(shí)間是紅樹植物AMF重要影響因素，不同紅樹樹種對(duì)AMF有一定偏愛［ 19］。說明半紅樹植物與真紅樹植物根際微生物構(gòu)成差異較大，真紅樹植物培育仍需篩選適宜的PGPR菌株。

試驗(yàn)過程中海濱貓尾木出現(xiàn)一定死亡，總體死亡率為6.67%，其中T1組死亡率最高達(dá)17.78%，對(duì)照組死亡率6.67%處于平均水平，土力根處理組死亡率大于千代田處理組。紅欖李試驗(yàn)組并未出現(xiàn)死亡現(xiàn)象。說明半紅樹植物幼苗抗病能力較弱。

試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)菌肥處理組中個(gè)體差異較大，菌肥各處理在各項(xiàng)指標(biāo)上的表現(xiàn)也差異較大。海濱貓尾木在生長指標(biāo)上Q1表現(xiàn)最好，但在地上生物量上則是Q3組最大。類似的情況也出現(xiàn)在菌肥處理的1∶5和1∶15處理組之間。這種現(xiàn)象可能是微生物激發(fā)效應(yīng)導(dǎo)致［ 20］，但同時(shí)PGPR制劑存在較大的不穩(wěn)定性［ 21］。因此在瀕危紅樹育苗過程PGPR菌肥的使用量和使用方法仍需進(jìn)一步探索。

總體來看，在海濱貓尾木和紅欖李幼苗人工培育方面使用PGPR菌肥有顯著促生效果，尤其是在海濱貓尾木上的促生效果最好，對(duì)于真紅樹植物而言篩選專用菌肥或者多種菌肥混用可能促生效果會(huì)進(jìn)一步提升。該研究表明在瀕危紅樹植物培育中適當(dāng)使用PGPR菌肥可以加快植物生長，但同時(shí)也需要注意植物病蟲害的防治。

參考文獻(xiàn)

［1］ 李元躍，潘文，黎中寶，等.欖李屬紅樹植物葉片結(jié)構(gòu)及其生態(tài)適應(yīng)［J］.海洋科學(xué)，2010，34（7）：72-76.

［2］ 胡啟明，李澤賢，邢福武.紅樹林植物海濱貓尾木在我國首次發(fā)現(xiàn)［J］.廣西植物，1987，7（4）：303-304.

［3］ 張穎，李燕華，張曉楠，等.瀕危紅樹植物紅欖李開花生物學(xué)特征及繁育系統(tǒng)［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，2017，23（1）：77-81.

［4］ 張穎，鐘才榮，楊勇，等.瀕危紅樹植物紅欖李種質(zhì)資源挽救［J］.分子植物育種，2018，16（12）：4112-4118.

［5］ 劉德浩，廖文莉，陳智濤，等.海濱貓尾木種子萌發(fā)和實(shí)生苗抗逆性研究［J］.亞熱帶植物科學(xué)，2019，48（2）：134-138.

［6］ BASU A，PRASAD P，DAS S N，et al.Plant growth promoting rhizobacteria（PGPR）as green bioinoculants：Recent developments，constraints，and prospects［J］.Sustainability，2021，13（3）：1-20.

［7］ 潘晶，黃翠華，彭飛，等.植物根際促生菌誘導(dǎo)植物耐鹽促生作用機(jī)制［J］.生物技術(shù)通報(bào)，2020，36（9）：75-87.

［8］ 劉東昀，袁永強(qiáng)，仇榮亮，等.根際促生菌Enterobacter sp.EG16對(duì)小白菜生長及硒吸收的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2021，40（7）：1420-1431.

［9］ 江美彥，周楊，劉仁浪，等.白芷根際促生菌的篩選及其促生效果研究［J］.生物技術(shù)通報(bào)，2022（8）：167-178.

［10］ 高亞慧，姜明國，豐景，等.產(chǎn)生促生揮發(fā)性物質(zhì)的潛在PGPR菌株篩選及其促生特性研究［J］.生物技術(shù)通報(bào)，2022，38（3）：103-112.

［11］ 趙晨陽，戴峰，劉述穎，等.植物根際促生菌的研究進(jìn)展［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019，47（16）：12-13，24.

［12］ BASHAN Y，HOLGUIN G.Plant growthpromoting bacteria：A potential tool for arid mangrove reforestation［J］.Trees，2002，16（2）：159-166.

［13］ 李玫.我國紅樹林主要造林樹種PGPR研究及應(yīng)用［D］.北京：中國林業(yè)科學(xué)研究院，2009.

［14］ KATHIRESAN K，BINGHAM B L.Biology of mangroves and mangrove ecosystems［J］.Advances in marine biology，2001，40：81-251.

［15］ INOUE T，SHIMONO A，AKAJI Y，et al.Mangrovediazotroph relationships at the root，tree and forest scales：Diazotrophic communities create high soil nitrogenase activities in Rhizophora stylosa rhizospheres［J］.Annals of botany，2020，125（1）：131-144.

［16］ LIU X Y，YANG C，YU X L，et al.Revealing structure and assembly forhizophyteendophyte diazotrophic community in mangrove ecosystem after introduced Sonneratia apetala and Laguncularia racemosa［J］.Science of the total environment，2020，721：1-11.

［17］ 王榮麗，廖寶文，何雪香，等.PGPB菌劑對(duì)5種紅樹小苗的野外接菌效應(yīng)［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，43（1）：103-106.

［18］ WU P，XIONG X F，XU Z Z，et al.Bacterial communities in the rhizospheres of three mangrove tree species from Beilun Estuary，China［J］.PLoS One，2016，11（10）：1-13.

［19］ 王宇濤.珠江河口紅樹林生境AMF群落多樣性及其環(huán)境響應(yīng)［D］.廣州：中山大學(xué)，2011.

［20］ 孫悅，徐興良，KUZYAKOV YAKOV.根際激發(fā)效應(yīng)的發(fā)生機(jī)制及其生態(tài)重要性［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，38（1）：62-75.

［21］ 龔韡斌.本地紅樹林促生菌（溶P菌和固N(yùn)菌）的分離及劑型研制［D］.長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2009.