王恒煦 劉澤平 徐偉慧

摘要：水稻在我國糧食生產(chǎn)中占有重要的地位，植物根際促生菌（PGPR）是促進(jìn)植物生長和提高土壤肥力的關(guān)鍵因素。采用盆栽育苗試驗(yàn)、MS半固體培養(yǎng)基育苗試驗(yàn)以及田間試驗(yàn)，驗(yàn)證東北寒地水稻根際促生菌對水稻生長的促生效果。應(yīng)用9株水稻根際促生菌，研究其對水稻生長的影響，9株根際促生菌可以在土壤中促進(jìn)水稻植株的生長，其中Bacillus aryabhattai（LZP01）、Bacillus pumilus（LZP02）、Bacillus megaterium（LZP03）促生效果最好，在水稻株高、莖粗、地上質(zhì)量和根表面積等指標(biāo)上均有顯著促生效果。MS半固體培養(yǎng)基育苗試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，3株優(yōu)勢根際促生菌對水稻生長指標(biāo)和根系指標(biāo)具有促生作用。于黑龍江省二九零農(nóng)場進(jìn)行LZP01、LZP02、LZP03復(fù)合菌株的田間試驗(yàn)，加入復(fù)合菌株的土壤生長出來的水稻與對照相比盤根能力較好，更加適合田間環(huán)境生長。結(jié)果將對水稻微生物肥料開發(fā)利用產(chǎn)生推動(dòng)作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。

關(guān)鍵詞：根際促生菌;根系;水稻;微生物菌肥

中圖分類號：S511.06?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號：1002-1302（2019）11-0094-06

水稻是我國產(chǎn)量最高和種植面積最廣的作物，在我國糧食生產(chǎn)中占有重要的地位[1]，優(yōu)化水稻生長環(huán)境，尋求新的化肥農(nóng)藥替代品來減少化學(xué)農(nóng)藥使用量已受到人們的廣泛關(guān)注[2]。植物根際促生菌（PGPR）是由Kloepper等定義的[3]，描述一類接種到植物上來促進(jìn)植物生長的土壤細(xì)菌[4]。微生物肥料是通過微生物的生命活動(dòng)使作物得到所需養(yǎng)分的一種新型生物制品，具有環(huán)保、對人體無害等優(yōu)點(diǎn)[5]。由于PGPR可以單獨(dú)作為一個(gè)單元在生物圈中發(fā)揮作用，菌株間的相互作用關(guān)系非常復(fù)雜[6]，且可促進(jìn)植物生長和提高土壤肥力[7-8]，已有多種PGPR被商品化應(yīng)用，其對作物生長的促進(jìn)活性已在多種方面得到證明[9-10]。因此水稻等作物的根際促生菌被認(rèn)為是適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的微生物肥料資源。目前，已有研究表明，PGPR微生物肥料可通過增加營養(yǎng)供應(yīng)來促進(jìn)水稻等植物的生長，促進(jìn)根部生長以及增加產(chǎn)量[11];水稻根際促生菌可以促進(jìn)水稻根的生長，使水稻單株分蘗數(shù)提高，同時(shí)增加產(chǎn)量[12]。但目前對東北寒地水稻促生菌的深入研究較少[13]，因此本試驗(yàn)選取此前由筆者所在實(shí)驗(yàn)室篩選出的幾株水稻根際促生菌來研究其對水稻生長的影響，并開展田間試驗(yàn)，驗(yàn)證東北寒地水稻根際促生菌的促生效果，使理論與實(shí)際結(jié)合，以期為今后東北水稻根際促生菌研究和微生物肥料的生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用土取自齊齊哈爾嫩江大壩，土壤類型為沙土，晾干過篩備用。土壤基本理化性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)含量20.35 g/kg，有效磷含量26.52 mg/kg，速效鉀含量79.00 mg/kg，pH值 6.49，電導(dǎo)率（EC值）0.76 mS/cm。試驗(yàn)所用水稻品種為龍粳46，由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供。供試菌株為由齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室分離保存的水稻根際促生菌[14]，菌株名稱及編號見表1。

1.2 培養(yǎng)基配方

LB培養(yǎng)基（1 000.0 mL）：酵母5.0 g，NaCl 8.0 g，瓊脂20.0 g，蛋白胨10.0 g，pH值7.0（液體培養(yǎng)基不加瓊脂）。

MS培養(yǎng)基半固體（1 000.0 mL）：大量元素100.0 mL，鐵鹽10.0 mL，有機(jī)物10.0 mL，微量元素10.0 mL，蔗糖30.0 g，瓊脂9.5 g，pH值5.4。

大量元素（1 000.0 mL）：KNO3 19.0 g，KH2PO4 1.7 g，NH4NO3 16.5 g，CaCl2·2H2O 4.4 g，MgSO4·7H2O 3.7 g。

微量元素（1 000.0 mL）：KI 0.083 0 g，H3BO3 0.620 0 g，MnSO4·7H2O 1.600 0 g，ZnSO4·7H2O 0.860 0 g，CuSO4·5H2O 0.002 5 g，Na2MoO4·2H2O 0.025 0 g，CoCl2·6H2O 0.002 5 g。

鐵鹽（1 000.0 mL）：FeSO4·7H2O 2.785 g，乙二胺四乙酸二鈉3.725 g。

有機(jī)物（500.0 mL）：甘氨酸0.050 0 g，鹽酸硫胺素 0.010 0 g，鹽酸吡哆醇0.012 5 g，煙酸0.012 5 g，肌醇 2.500 0 g。

1.3 盆栽促生試驗(yàn)

1.3.1 菌株培養(yǎng)及種子處理 采用鹽水漂浮法挑選水稻種子，挑選后用清水淘洗3次，清除水稻外殼鹽分，將水稻種子放入燒杯中于30 ℃條件下用無菌水浸種催芽。將篩選得到的9種根際促生菌分別劃線至LB固體培養(yǎng)基上，30 ℃培養(yǎng)24 h進(jìn)行活化，將活化后的菌株分別接種于LB液體培養(yǎng)基中，30 ℃、140 r/min 培養(yǎng)至濃度為D600 nm=0.5。

1.3.2 育苗試驗(yàn) 分別取30.0 mL菌液加入到含有223.0 g盆栽育苗土的圓柱形營養(yǎng)缽（直徑為10 cm，高為10 cm）中，待水稻種子胚芽長至0.5 cm左右時(shí)，挑選長勢一致的種子分別播種到營養(yǎng)缽中，每缽播種5粒，設(shè)置對照組為加入 30.0 mL 無菌LB培養(yǎng)基的營養(yǎng)缽，共10個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次。試驗(yàn)期間向營養(yǎng)缽內(nèi)澆無菌水，把種好水稻的營養(yǎng)缽放入智能人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)，光照時(shí)間12 h，設(shè)置光照等級為3級;黑暗時(shí)間12 h，設(shè)置光照等級為0，溫度均為30 ℃，濕度均為30%。育苗20 d后，挑選對水稻生長促進(jìn)效果較好的優(yōu)勢促生菌[15]。

1.4 優(yōu)勢菌株MS培養(yǎng)基促生試驗(yàn)