4株根际促生菌对核桃生长及生理特性的影响

摘 要：采用盆栽试验，研究了4株核桃根际促生菌 （PGPR） X12、X65、X95、X128对核桃苗的促生作用。结果表明，各菌株均能促进核桃苗根系生长，提高根系活力及叶片光合特性，其中X95、X128菌株对核桃主要生长指标有明显的促进作用，而X128的促进作用最明显。综合分析，以X128在核桃微生物肥料的生产与研制中具有较大应用潜力。

关键词：核桃；根际促生菌（PGPR）；盆栽；生长指标；生理特性

中图分类号：S154.39+S664.101 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2014）04-0077-03

核桃（Juglans regia L.）是世界上重要的坚果和木本油料树种。我国核桃栽培历史悠久，种质资源丰富[1]，栽培面积居世界首位，然而，与世界核桃生产先进的国家相比，我国核桃的生产还有很大的差距，存在产量低、产品质量差，缺乏市场竞争力等问题，出口量仅居世界第二。化学肥料的施用虽然在一定程度上提高了核桃的产量和品质，但同时也造成了土壤肥力下降，生态环境污染等问题，因此开发新型微生物肥料已经成为核桃生产可持续发展的重要方向之一。

微生物肥料功效的核心环节是选育性能优良菌株[2]。植物根际促生菌（Plant Growth-promoting Rhizobacteria， PGPR）能够促进植物生长、防治病害、增加作物产量，对土壤中有害病原微生物与非寄生性根际有害微生物有生防作用，能促进植物吸收矿物质营养，并可产生有益植物生长的代谢产物，从而促进植物的生长发育[3，4]。因此，开展核桃PGPR菌株的筛选和应用，研制新型微生物肥料来提高核桃的产量和质量具有重要的现实意义。目前，关于PGPR对核桃生长及其生理生化特性影响的报道不多。本试验研究了4株PGPR菌株对核桃苗木的植株生长、叶片光合特性、叶绿素含量以及根系活力等的影响，旨在筛选对核桃促生效果较好的优良菌株，为核桃微生物肥料的研制提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试土壤为潮土，土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别为27.96、26.52 mg/kg和79 mg/kg，有机质含量为6.83 g/kg。

植物材料：核桃苗选用生长一致的一年生实生苗。试验用盆高20 cm，直径30 cm。

菌种与菌悬液：菌种由山东省林业科学研究院、山东农业大学联合从核桃根际土中，利用小麦叶片保绿法及萝卜子叶增重法筛选。

菌悬液制备方法：将菌株X12、X65、X95、X128分别接种于牛肉膏蛋白胨液体培养基，37℃，180 r/min，摇床培养2 d，用无菌水将发酵液稀释至2×108 CFU/mL。

1.2 试验处理

试验于2013年3月中旬在山东省林业科学研究院试验苗圃进行。采用盆栽试验，每盆装土9 kg。共设5个处理，处理1～处理4分别在核桃苗根部周围加入X12、X65、X95、X128的菌液20 mL，处理5设为对照，加入相同体积的培养基。每处理重复5次，共25盆。

1.3 测定与分析方法

于2013年9月25日采集核桃根系和地上部样品，利用游标卡尺将根系直径按照0～1、1～3 、3～5 mm和 >5 mm进行分级，测地下部和地上部鲜重，并分别用直尺和游标卡尺测株高和地径。然后将样品于105℃烘箱中杀青15 min，80℃烘箱中烘至恒重，测定其根系和地上部干重。

用便携式叶绿素仪测定核桃叶片的SPAD （Soil and Plant Analyzer Development） 读数。采用英国产的ADC Lci型便携式光合作用仪测定核桃叶片的光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、细胞间隙CO2浓度（Ci）。于上午10∶00～11∶00，选取每株核桃枝条中部3片成熟叶（叶片距地面高度处于CO2气体相对稳定的1.3～1.4 m）进行测定。根系活力采用氯化三苯基四氮唑法测定。

1.4 统计分析

采用 Excel 2007处理数据并制图，SPSS软件进行方差分析和多重比较 （LSD法，P

2 结果与分析

2.1 不同处理对核桃苗生长指标的影响

由表1可以看出，4个菌株与对照相比，均能显著增加核桃苗的根冠比和地径，在一定程度上促进株高的增长，其中X95对根冠比和地径的促进作用最为明显，而X128对株高的促进作用最明显。

2.2 不同处理对核桃根系构建水平的影响

由表2可以看出，4个菌株能明显促进核桃苗根系增长，使各分级根系及总根系重量显著增加，在此基础上，还能增加主根占总根的百分比，促进一年生核桃苗主根的生长。4个菌株中，对根系生长促进效果最显著的为X95，其次是X128。

2.3 不同处理对核桃根系活力的影响

根系活力与根系干物质重量并没有必然的联系，因此，在根系重量的基础上研究其活力是必要的。由图1得知，4个菌株均能显著增加核桃苗的

根系活力，且各菌株间根系活力差异显著，其中效果最好的为X12，其次为X65、X128。

2.4 不同处理对核桃叶片叶绿素含量的影响

在一定范围内，植物叶片叶绿素含量与光合速率呈正比[5]。另外，叶片叶绿素SPAD值还是其表征植株氮素供应状况的指标之一。由图2看出，4个菌株的叶片叶绿素SPAD值均高于对照，其中X128菌株处理与对照差异显著，其它菌株与对照差异不显著。

图2 各处理对叶片叶绿素含量的影响

2.5 不同处理对核桃叶片光合特性的影响

由表3可以看出，4个菌株处理的光合速率、胞间CO2浓度和蒸腾速率都高于对照，其中X128、X95菌株处理的光合速率和胞间CO2浓度与对照差异显著，且X128处理的光合速率显著高于X95。研究表明，在一定范围内，植株叶片光合速率与蒸腾速率呈正相关[6]，X128菌株处理的蒸腾速率值最大也反映出该菌液对核桃苗光合性能有增强作用。

3 讨论与结论

植物根际是一个由植物根系、细菌、真菌、放线菌及土壤动物组成的多因素相关联的复杂系统[7]。根的生长情况直接影响地上部的生长、营养状况及产量，因此对核桃根系构建水平的研究以及根系活力的测定能够反映植株的生长状况以及对营养水分等的吸收状况。核桃根际促生菌能够增加核桃的根冠比和地径，提高主根在总根系中的比例和总根重，根系活力也显著提高。核桃主根发达，根系深，活力强，尤其是幼龄树表现更明显，据河北农业大学的观察，1年生核桃树主根垂直生长的长度为干高的5.33倍，随着树龄增大，主根生长势逐渐减慢，侧根数增多；核桃根系还存在菌根，它们比正常的吸收根短而粗[8]，树高、干茎、根系和叶片的生长均与菌根的发育呈正相关[9]，这两个原因说明PGPR菌株增加核桃苗主根在总根系中所占的比重也是有益方面，它符合核桃幼苗生长特性，是促进根系生长的表现。核桃90%～95%的干物质是通过光合作用获得的，光合速率决定光合产物的积累，在一定程度上也决定产量的高低[10]。4种菌株对叶片光合特性的提高及SPAD值的明显增加也从侧面反映了对核桃苗生长的促进作用。

本研究结果表明，在核桃根际土壤中接种的4种PGPR菌株中，X128、X95对核桃的主要生长指标具有明显的促进作用，其中X128对核桃的主要生理指标的促进作用最明显。综合分析，X128在核桃微生物肥料的生产与研制中具有较大的应用潜力。

参 考 文 献：

[1] 阿卜杜许库尔・牙合甫，张强，王国安. 三种植物生长延缓剂对新丰核桃控梢促花的影响[J]. 新疆农业科学，2011， 48（6）： 1028-1032.

[2] 李俊，姜昕，李力，等. 微生物肥料的发展与土壤生物肥力的维持[J]. 中国土壤与肥料，2006（4）：2-3.

[3] 刘方春，邢尚军，马海林，等. 根际促生细菌 （PGPR） 对冬枣根际微生物数量及细菌多样性影响[J]. 林业科学，2013，49（8）：75-80.

[4] Schippers B，Bakker A W，Backker P A. Interactions of deleterious and beneficial rhizosphere microorganisms[J]. Annual Reviev of Physiology，1987， 25： 339-340.

[5] 刘振岩，李震三. 山东果树[M]. 上海：上海科学技术出版社，2000：166.

[6] 刘清华. 核桃种子萌发及苗期生长特性研究[D]. 济南：山东师范大学，2011.

[7] Campbell R， Greaves M P. Anatomy and community structure of the rhizosphere[M]∥Lynch J M. The Rhizosphere. Chichester：John Wiley and Sons ， 1990：11-34.

[8] 吴国良.经济林优质高效栽培[M]. 北京：中国林业出版社，1999：4.

[9] 曹尚银，郭俊英. 优质核桃无公害丰产栽培[M]. 北京：科学技术文献出版社，2005： 13.

[10]赵登超，侯立群，韩传明，等. 我国核桃光合作用研究进展[J].山东林业科技，2011，41（4）： 109.