鹽脅迫下生物復菌劑“苗壯素”對黃瓜促生抗逆作用的影響

錢蘭華 錢瑋 沈雪林 胡翠英 劉乾 蔣晨威 朱昫飏 王桃云

摘要 [目的]研究生物復菌劑“苗壯素”在鹽脅迫條件下對黃瓜生長的影響。[方法]以“新超越”黃瓜品種為試驗材料，研究鹽脅迫下生物復菌劑“苗壯素”對黃瓜促生抗逆作用的影響。[結果]鹽脅迫下“苗壯素”生物復菌劑能夠促進黃瓜生長，種子發芽率、種苗鮮重及總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑、根尖數等生長指標差異顯著。使用“苗壯素”后根際土壤中速效氮、速效磷、速效鉀含量增加，VC、可溶性糖、可溶性固形物含量提高，亞硝酸鹽含量下降，黃瓜品質和產量得到提升。[結論]“苗壯素”對黃瓜具有較明顯的促生抗逆作用。

關鍵詞 鹽脅迫;苗壯素;黃瓜;促生抗逆

中圖分類號 S482.8文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）34-0117-03

土壤鹽漬化對農業的威脅日益成為一個全球性問題[1]。隨著工業現代化、灌溉和設施蔬菜栽培的發展和栽培面積的擴大，土壤次生鹽漬化日趨嚴重。長期過量施用化肥、農藥以及灌溉不當等導致溫室大棚里土壤板結、鹽漬化，嚴重影響農業生產[2-4]。如何提高農作物的耐鹽性，克服溫室大棚土壤次生鹽漬化帶來的負面效應是現代農業生產急于解決的問題[5-7]。

植物根際促生菌（PGPR）是指定殖于植物根際系統，并能促進植物生長的一類細菌的總稱[8-10]。PGPR以多種不同方式和途徑影響植物的代謝過程，表現為促進植物生長，改善作物品質，提高植物的抗病性。PGPR微生物菌劑在可持續農業生產，特別是綠色、有機生態農業中具有廣闊的應用前景。有效地將豐富的PGPR微生物資源引入設施農業，利用PGPR生物制劑減輕土壤鹽害的不利影響，改善土壤和作物品質對設施蔬菜可持續發展具有重要意義[11-12]。筆者于2015—2017年在鹽漬化較重的設施大棚中開展了相關試驗，結果表明，“苗壯素”對黃瓜作物具有較明顯的促生抗逆作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

“新超越”黃瓜種子由蘇州市種子管理站提供。“苗壯素”由蘇州農業職業技術學院、蘇州科技大學合作研制，其主要成分為6類微生物（表1）與黃腐殖酸配制而成的特殊生物制劑。其組成成分中微生物成分占10%，微生物營養占8%（4%的有機酸和4%的海草灰），其他成分占82%（基于葡萄糖的培養基），具有微生物菌群多、營養互補、功能強等特點。

1.2 試驗方法

1.2.1 黃瓜種子室內試驗。

從-80 ℃冰箱中取出甘油菌，在LB 固體培養基中進行平板劃線后于30 ℃培養箱中培養過夜。挑取單菌落，接種至50 mL LB液體培養基中，在搖床中220 r/min、30 ℃培養過夜后，測定其OD 值，用無菌水將菌液重懸至OD600為0.5。

將黃瓜種子放入燒杯中，加水，漂去空種子，將種子置于50 mL離心管中用75%乙醇沒過黃瓜種子浸泡1 min，1 min后將乙醇倒掉，加入0.1%升汞溶液浸泡10 min。10 min后在超凈工作臺中，倒掉升汞溶液，用滅菌蒸餾水沖洗3遍。將種子分別放入“苗壯素”菌液、200 mmol/L NaCl溶液、“苗壯素”菌液+200 mmol/L NaCl溶液以及蒸餾水（對照）浸泡6 h，浸泡在30 ℃培養箱中完成。6 h后在超凈工作臺中，挑選顆粒飽滿的種子，放至培養皿中，每個處理設置6個培養皿，每個培養皿放置30個大小均一且飽滿的黃瓜種子。將裝好黃瓜種子的培養皿放入光照培養箱培養，培養溫度設置為28 ℃，前3 d設置為暗培養，及24 h黑暗培養，后4 d接受光照培養（12 h光照、12 h黑夜）。培養周期為7 d，7 d后測定黃瓜種子發芽率、種苗鮮重和種苗干重。

1.2.2 鹽脅迫條件下生物復菌劑對黃瓜生長的影響。

將黃瓜種子用溫水浸泡過夜后，再用75%乙醇沒過種子浸泡1 min，泡完后倒出乙醇溶液，再加入現配的0.1%升汞浸泡1 min，泡完后倒出升汞溶液，最后用已滅過菌的蒸餾水清洗3次后，備用。采用營養土與蛭石（體積比4：1）混合得到盆栽基質，然后在120 ℃滅菌1 h，冷卻后裝至穴盆中（10 cm長×10 cm寬×10 cm高），每盆裝入200 g。分別設置空白對照組（無鹽脅迫）、鹽脅迫組和鹽脅迫+“苗壯素”菌液組，每組5個重復。每盆種入處理好的黃瓜種子4～5粒（鹽加菌組的種子先在“苗壯素”菌液中浸泡6 h，空白組和鹽脅迫組用滅菌水浸泡6 h），用不同溶液澆灌（空白組用無菌水50 mL澆灌，鹽加菌組用“苗壯素”菌液混合200 mmol/L NaCl溶液50 mL澆灌（每盆加鹽量為0.585 g），鹽脅迫組用200 mmol/L NaCl溶液50 mL澆灌），每7 d澆灌1次，其余時間均澆灌無菌水，出苗后，計算發芽率和出苗率，然后每盆保留相同株數幼苗，30 d后測定總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑和根尖數等生長指標及葡萄糖、脯氨酸含量等生理指標。

1.2.3 鹽脅迫條件下生物復菌劑對黃瓜產量及品質的影響。

按“1.2.2”方法對黃瓜種子進行預處理，選擇土壤含鹽量為3%左右的大棚，設加“苗壯素”菌液和不加菌液2組處理，其他管理相同。在采收期每個處理選取10株，3次重復，采用稱重法測定產量。可溶性糖含量采用3，5-二硝基水楊酸法測定[13]，可溶性固形物含量采用手持糖分儀測定;VC含量采用蓋瓊輝等[14]的 -二氯酚靛酚滴定法測定。每個處理重復3次，計算平均值。

1.2.4 鹽脅迫條件下生物復菌劑對黃瓜根際土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量影響。

按“1.2.2”方法對黃瓜種子進行預處理，選擇土壤含鹽量為3%左右的大棚，設加“苗壯素”菌液和不加菌液2組處理，其他管理相同。35 d后取土壤樣品進行檢測。采用唐凱等[15]的堿解擴散法測定速效氮含量;釆用溫云杰等[16]的碳酸氫鈉法測定速效磷含量;采用鄧廷飛等[17]的醋酸銨浸提火焰光度法測定速效鉀含量。

1.3 數據分析

試驗數據采用Microsoft Excel 2007整理匯總數據，采用DPS進行分析。

2 結果與分析

2.1 鹽脅迫條件下生物復菌劑對黃瓜種子發芽及生長的影響

由表2可知，空白對照（加水）下，“苗壯素”菌液對黃瓜種子發芽率、鮮重及干重影響較小。但在鹽脅迫處理下，種子發芽率提高175%，鮮重提高23.5%，說明“苗壯素”對黃瓜種子具有明顯的耐鹽促生作用。

2.2 鹽脅迫條件下生物復菌劑對黃瓜生長的影響

由表3、4可知，“苗壯素”復合菌液對黃瓜種苗生長指標、生理指標有顯著影響。復合菌液加鹽脅迫組比鹽脅迫組的總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑和根尖數分別提高151.0%、53.3%、8.6%、127.6%、9.0%，葡萄糖、脯氨酸含量分別提高993%、155%。表明在黃瓜生長過程中，“苗壯素”復合菌液對黃瓜具有顯著的耐鹽促生作用。

2.3 鹽脅迫條件下生物復菌劑對黃瓜產量及品質的影響

由表5可知，鹽脅迫下使用“苗壯素”黃瓜單株產量為0.76 kg，比不使用復合菌液增產68.9%。使用“苗壯素”后黃瓜可溶性糖、可溶性固形物、VC含量均增加，亞硝酸鹽含量下降，提升了黃瓜的風味品質和營養品質。

2.4 鹽脅迫條件下生物復菌劑對黃瓜根際土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量的影響

由圖1可知，微生物肥料“苗壯素”處理后，土壤中的速效氮、速效磷、速效鉀含量顯著高于對照組。

由此可知，微生物肥料“苗壯素”可以顯著提高土壤中速效氮、速效磷、速效鉀的含量從而達到改善土壤營養狀況的目的，與化肥相比微生物肥料可以減少田間投入成本。

3 結論與討論

（1）鹽脅迫條件下，“苗壯素”生物復菌劑的施用對黃瓜生長具有明顯的促生抗逆作用。種子發芽率提高17.5%，鮮重提高23.5%，總根長、總投影面積、總根表面積、平均根系直徑和根尖數分別提高151.0%、53.3%、8.6%、127.6%和9.0%。

（2）施用“苗壯素”生物復菌劑后，黃瓜種苗葡萄糖、脯氨酸含量分別為15.11和1.90 μg/g，較對照明顯提高。葡萄糖、脯氨酸含量的增加，可以提高鹽脅迫下黃瓜種子發芽率以及耐鹽性。

（3）施用“苗壯素”生物復菌劑在一定程度上提高了土壤中速效氮、速效磷、速效鉀及有機質的含量。另外，對黃瓜品質和產量也有一定影響，VC、可溶性糖、可溶性固形物含量分別提高16.4%、16%和5%，亞硝酸鹽含量顯著下降。

（4）該生物復菌劑作為一種活菌制劑，產品的作用效果受施用方法、環境條件等方面的限制，大棚試驗過程中作用效果不是非常穩定，這也影響該產品的進一步推廣、應用。下階段，將深入研究其施用的土壤條件、作物類型、耕作方式、施用方法、施用量以及與之相應的化肥施用狀況等，有針對性地篩選功能菌種，保證微生物肥料施用的有效性。

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