液體復合微生物菌劑對小麥萌發及生長的影響

秦亞芬，張 杰

（山西師范大學生命科學學院，臨汾041000）

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液體復合微生物菌劑對小麥萌發及生長的影響

秦亞芬，張 杰*

（山西師范大學生命科學學院，臨汾041000）

摘 要：以‘晉麥97號’為試驗材料，采用水培法，研究了稀釋10倍、100倍、1 000倍的液體復合微生物菌劑對小麥萌發及生長的影響。結果表明：在萌發方面，稀釋1 000倍的菌劑效果最好，發芽率、發芽勢和發芽指數分別增加8" 30％、8" 30％和5" 94％，但稀釋10倍的菌劑抑制顯著；在生長發育方面，稀釋100倍的菌劑顯著促進小麥幼苗的株高、兩側根長和根系活力，分別增加9" 78％、21" 59％和56" 60％；稀釋100倍、1 000倍的菌劑均能提高其干重、鮮重、可溶性總糖和葉綠素含量，其中1 000倍的效果更好。

關鍵詞：小麥；萌發；生長；微生物菌劑

小麥作為世界上的第二大糧食作物［1］，歷來備受關注，隨著人們生活水平的提高，人們在追求產量的同時，對糧食的品質及安全也提出了更高的要求［2］。長期以來化肥的大量使用雖然極大地提高了小麥的產量，隨之也帶來一系列問題，譬如土壤理化性質的改變，土壤生物種類的減少以及生物活性的降低，這使得土壤的可持續利用受到了限制［3］，從而直接影響到小麥等農作物的產量及品質。

微生物肥料中含有大量的高活性的微生物，這些微生物有的可以固氮，有的可以將土壤中植物難以吸收的磷元素、鉀元素轉變為植物可以直接吸收利用的磷、鉀，從而提高了化肥的利用率［4］，減少化肥的施用量，大量活的微生物通過在土壤中活動還可以改善土壤理化性質，提高土壤生物多樣性，吸收土壤中殘留農藥、抑制病害菌等等，因此在提高食品安全及品質方面發揮著積極的作用［5］。

近年來，微生物肥料以其綠色、安全、有機等特色越來越受到重視［6］，特別是微生物菌劑正受到農民朋友的熱捧。微生物在作物上的肥效研究大多數集中在單一的微生物對農作物的肥效，復合微生物對小麥生長的影響這方面研究還較少，本試驗選取了7種農用微生物，按一定的比例復合發酵，得到了一款液體復合微生物菌劑，研究其對小麥萌發、小麥幼苗生長發育的影響，為復合微生物菌劑的推廣使用提供一定的理論基礎，為提高小麥萌發、增產開闊新的思路［7］。

1 材料與方法

1．1 供試材料

小麥種子：‘晉麥97號’。

液體復合微生物菌劑：由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、釀酒酵母菌、固氮菌和細黃鏈霉菌7種菌按一定的比例復合發酵而成，其有效活菌數≥2×108cfu/mL。上述7種菌全部購買于中國農業微生物菌種保藏管理中心（ACCC）。

1．2 試驗方法

1" 2" 1 菌劑對小麥種子萌發的影響

分別用稀釋了10倍、100倍和1 000倍的菌劑（蒸餾水稀釋）浸種12 h；完畢后，取各稀釋倍數下的種子40粒放置于不同的培養皿中，種子上下各用兩層紗布覆蓋［8］，每皿加入相應稀釋倍數的菌劑10 mL，每組重復3次，置于27℃的恒溫培養箱中培養。

1" 2" 2 菌劑對小麥生理生長的影響

用蒸餾水浸種12 h；完畢后，將種子放置于培養皿中，每皿40粒，加入蒸餾水剛好浸沒種子的一半，最后放置于27℃的恒溫培養箱中。其中每日光照處理14 h、黑暗處理10 h，光照強度為3 000—3 500 lx；培養48 h后，試驗組各取10倍、100倍和1 000倍的菌劑1 mL加入相應的培養皿中，對照組加蒸餾水，每組重復3次。此后連續3 d每隔24 h加入相應稀釋倍數的菌劑3 mL。水分不足時用蒸餾水補充，保證水分浸沒種子的一半。

1．3 測定指標

1" 3" 1 小麥種子萌發指標

每隔24 h觀察并記錄萌發種子的數目，種子萌發以露白為標準［8］。

發芽率＝（發芽種子數/總的種子數）×100％；

發芽勢＝（2 d內發芽種子數/總的種子數）×100％（該小麥種子發芽多集中在2 d內）；

發芽指數＝∑每天種子發芽數/相應天數。

1" 3" 2 小麥幼苗生長生理指標

7 d后，隨機選取15株小麥幼苗測定并記錄每株幼苗株高（基部到最長葉長末端）、兩側根長、最長根長、根系分蘗數和鮮重；測定并記錄15株幼苗的總干重，另測定幼根、幼葉的可溶性總糖含量（蒽酮比色法）、光合作用強度（改良半葉法）、根系活力（TTC法）以及葉綠素含量［9-10］。

2 結果與分析

2．1 液體復合微生物菌劑對小麥種子萌發的影響

從表1可知：對于小麥種子發芽率來說，各稀釋菌劑均具有促進作用，在一定范圍內稀釋倍數越大，發芽率越高，稀釋了1 000倍的菌劑其發芽率最高為95" 00％，比對照組的86" 70％高出8" 30％，但差異不顯著。

表1　各稀釋菌劑對小麥種子萌發的影響Table 1 Effect of dilution rate of microbial agent on seed germination

對于小麥種子發芽勢來說，在27℃下，不同稀釋倍數的菌劑處理小麥種子時，1 000倍下最好，為88" 30％，比對照組的80" 00％高出8" 30％，但差異不顯著；稀釋10倍的菌劑抑制小麥種子發芽勢，與對照組相比差異顯著，與100倍和1 000倍相比差異顯著。說明在一定范圍內，發芽勢與稀釋倍數呈正相關。

各稀釋菌劑處理小麥種子時，1 000倍下發芽指數最好為31" 20，比對照組的29" 45高出5" 94％，但差異不顯著；稀釋10倍的菌劑抑制小麥種子發芽指數，與對照組相比差異顯著，與100倍和1 000倍差異顯著。說明在一定范圍內，小麥種子發芽指數與稀釋倍數呈正相關。

2．2 液體復合微生物菌劑對小麥幼苗生長的影響

從表2可知：經過7 d的生長發育，不同稀釋倍數的液體微生物菌劑對小麥幼苗的株高都有一定的促進作用，與對照組相比添加有10倍、100倍和1 000倍菌劑的小麥幼苗的株高其平均值分別增加5" 43％、9" 78％和4" 35％，其中100倍與對照組相比差異顯著，10倍和1 000倍與對照組相比差異不顯著，由此說明對于小麥幼苗株高，稀釋100倍的菌劑對其促進效果比較好。

表2　液體復合微生物菌劑對小麥幼苗生長的影響Table 2 Effect of dilution rate of microbial agent on seedling growth

稀釋10倍和100倍的微生物菌劑均促進了小麥幼苗兩側根長的生長，分別比對照增加了4" 85％和21" 59％，其中100倍與對照間存在顯著差異，而10倍和1 000倍與對照差異不顯著。由此說明對于小麥幼苗兩側根長，100倍菌劑對其促進效果比較好。

與對照組相比，稀釋100倍和1 000倍微生物菌劑均促進了小麥幼苗最長根的生長，分別增加了6" 91％和2" 21％，10倍下的小麥幼苗最長根長減少了0" 29％；與對照組相比，三個稀釋倍數的液體微生物菌劑差異均不顯著；總體上，對于小麥幼苗最長根長的均值，稀釋了100倍的菌劑對其促進效果比較好。

不同稀釋倍數的液體微生物菌劑對小麥幼苗根系的分蘗數也都有一定的促進作用，與對照組相比添加有10倍、100倍和1 000倍菌劑的小麥幼苗根系的分蘗數其平均值分別增加5" 39％、2" 51％和7" 72％，但差異不顯著。由此說明液體微生物菌劑對于小麥幼苗根系分蘗數影響不大。

1 000倍菌劑增加小麥幼苗鮮重，比對照組提高5" 56％，但差異不顯著，10倍、100倍與對照組相比差異也不顯著；總體來說，對于小麥幼苗鮮重，稀釋1 000倍的菌劑對其促進效果比較好。

液體微生物菌劑能夠提高小麥幼苗的干重，與對照組相比添加有100倍、1 000倍菌劑的小麥幼苗其干重分別增加了3" 77％、9" 43％，但10倍菌劑使其減少了3" 77％；由此說明，對于小麥幼苗的干重，在一定范圍內，菌劑稀釋倍數越大干物質積累越多，1 000倍的菌劑對其干物質的積累效果比較好。

2．3 液體復合微生物菌劑對小麥幼苗生理的影響

2" 3" 1 菌劑對小麥幼根和幼葉可溶性總糖的影響

各稀釋倍數的菌劑均促進小麥幼根、幼葉可溶性總糖含量提高，其中1 000倍下小麥幼根、幼葉可溶性總糖含量均最高，分別占幼根、幼葉干重的4" 03％和4" 00％，比對照組高0" 02％和0" 04％，但各組處理下的小麥幼根間、小麥幼葉間以及幼根和幼葉間可溶性總糖含量差異均不顯著。在一定范圍內，菌劑稀釋倍數與小麥幼根和幼葉的可溶性總糖含量呈正相關。

2" 3" 2 菌劑對小麥CO2同化量和光合作用的影響

從圖1可知：不同稀釋倍數的菌劑均增加小麥幼苗的CO2同化量，其中10倍下CO2同化量最大為8" 25 mg·dm－2·h－1，比對照組的6" 75 mg·dm－2·h－1高出22" 20％；10倍、100倍下的小麥幼苗CO2同化量與對照組差異顯著，而1 000倍差異不顯著。說明在一定范圍內，小麥幼苗CO2同化量與菌劑稀釋倍數呈負相關。

各稀釋菌劑均提高小麥幼苗的光合作用，其中10倍下的光合作用強度最大為5" 50 mg·dm－2·h－1，比對照組的4" 50 mg·dm－2·h－1高出22" 20％；10倍和100倍下的小麥幼苗的光合作用強度與對照組差異顯著，而1 000倍差異不顯著。說明在一定范圍內，小麥幼苗光合作用強度與菌劑稀釋倍數呈負相關。

2" 3" 3 菌劑對小麥葉綠素含量、TTC還原強度的影響

從圖2可知：不同稀釋倍數的液體微生物菌劑對小麥幼苗葉綠素a、b含量及a和b總含量影響均小，各稀釋菌劑間差異不顯著，但均以1 000倍的效果最好，與對照相比分別增加了0" 53％，2" 94％，1" 09％。TTC還原強度反應了根系活力，還原強度越大根系活力越大，試驗表明各稀釋菌劑均增加小麥幼苗根系活力，其中100倍下小麥根系活力最強為0" 02，比對照組的0" 01高出50" 00％；10倍、100倍處理下的小麥幼苗根系活力與對照組差異顯著，而1 000倍與對照組差異不顯著。菌劑主要作用于根部，所以在一定范圍內菌劑均能促進小麥幼苗根系活力，其中以稀釋100倍的菌劑效果最顯著。

圖1　各稀釋菌劑對CO2同化量和光合作用的影響Fig．1 Effects of dilution rate of microbial agent on CO2assimilation and photosynthesis

圖2　各稀釋菌劑對葉綠素含量和TTC還原強度的影響Fig．2 Effects of dilution rate of microbial agent on chlorophyll content and TTC deoxidizing ability

3 討論與結論

微生物菌劑含有大量高活菌，這些活菌在發酵的過程中可產生各種有利于植物生長的代謝產物，如：赤霉素（GA）、細胞分裂素（CTK）、吲哚乙酸（IAA）等促進植株生長的物質，有的菌還可產生各類維生素、氨基酸以及各類有機酸等，這些代謝產物對植株的生長發育均起到一定的調節作用；菌體也可以直接作用于植物根部，調節植物的生長發育［11-12］。

本試驗中將7種農用微生物復合，制得一款液體復合微生物菌劑，通過水培法，研究了不同稀釋倍數的菌劑對小麥幼苗生長發育的影響，結果表明：（1）在小麥萌發方面，適宜的稀釋倍數即1 000倍菌劑促進小麥萌發效果最好，小麥種子的發芽率、發芽勢、發芽指數分別比對照提高8" 30％、8" 30％、5" 94％。劉金秋等［13］用微生物制劑包衣小麥種子后其發芽率提高僅為3" 80％，這可能是因為本試驗所用的是復合微生物菌劑，各類菌種復合更能提高小麥的萌發［14］。但低稀釋倍數的菌劑對小麥種子的發芽勢、發芽指數有顯著的抑制作用，這可能是因為高濃度的活菌進入種皮后，活菌附著在胚上，破壞了胚的完整性，胚受損傷活力降低，表現為發芽勢和發芽指數的降低，但仍能夠發芽，所以發芽率與對照組相比差異不顯著；（2）在小麥幼苗生長方面，適宜的稀釋倍數促進小麥的株高、兩側根長、最長根長、根系分蘗數、鮮重、干重；提高可溶性總糖含量、光合作用強度、葉綠素a、b含量、根系活力（TTC）；尤其是稀釋100倍的菌劑對小麥株高、兩側根長、根系活力有顯著的促進作用，分別提高9" 78％、21" 59％、56" 60％，根系活力與劉金秋等［13］的研究效果基本一致，這可能是因為微生物或其代謝產物直接作用于根系，使得兩側根長、根系活力顯著提高，進而促進小麥根系吸收營養物質能力，最終使得小麥株高顯著提高。

總體來說，該液體復合微生物菌劑對小麥萌發和幼苗的生長發育均有促進作用，小麥萌發方面，稀釋1 000倍的菌劑效果最好；生長發育方面，稀釋100倍的菌劑效果最顯著。

參 考 文 獻

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［4］孟瑤，徐鳳花，孟慶有，等"中國微生物肥料研究及應用進展［J］"中國農學通報，2008，24（6）：276-283"

［5］劉健，李俊，葛誠"微生物肥料作用機理的研究新進展［J］"微生物學雜志，2001，21（1）：33-36"

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（責任編輯：程智強）

Effects of liquid compound microbial agent on wheat seed germination and seedling growth

QIN Ya-fen，ZHANG Jie*
（College of Life Science，Shanxi Normal University，Linfen 041000，China）

Abstract：The wheat cultivar‘Jinmai 97’was used as a test material，and water culture experiments of wheat seed germination and seedling growth were carried out by applying a liquid compound microbial agent diluted respectively to 10 times，100 times and 1 000 times" The results showed that the agent diluted to 1 000 times had the best effect on the germination and made the germination rate，germination vigor and germination index increase by 8" 30％，8" 30％and 5" 94％respectively，but the agent diluted to 10 times significantly inhibited the germination；The agent diluted to 100 times significantly improved the plant height，length of both side roots and root activity and made them increase by 9" 78％，21" 59％and 56" 60％respectively；The agent diluted to 100 times and 1 000 times could improve the dry weight，fresh weight，and soluble sugar and chlorophyll contents，and the agent diluted to 1 000 times had a better effect"

Key words：Wheat；Germination；Growth；Microbial agent

*通信作者，張杰（1978—），男，博士，副教授，主要從事微生物肥料的研發工作。E-mail：zchy＿2006＠126" com

作者簡介：秦亞芬（1990—），女，在讀碩士，從事微生物肥料研發。E-mail：m15035799168＠163" com

基金項目：山西省高校高新技術產業化項目（20120017）

收稿日期：2015-10-14

文章編號：1000-3924（2016）01-047-05

中圖分類號：S512" 1

文獻標識碼：A