哈茨木霉菌不同接種方法對番茄種子萌發和幼苗生長生理的影響

摘要：以番茄品種千禧為試驗材料，研究6種哈茨木霉菌接種方法對番茄種子萌發及幼苗生長和生理特性的影響。結果表明，播種時接種哈茨木霉菌會使番茄種子發芽時間延長，早期發芽率降低，幼苗發芽指數降低，但對最終發芽率影響不大；接種400、600倍液和0.05、0.10 g/株哈茨木霉菌的番茄幼苗莖粗和葉長與CK相比均顯著增加（Plt;0.05），而株高與CK相比顯著降低（Plt;0.05）；接種0.05、0.10g/株哈茨木霉菌的番茄幼苗地上部和地下部干鮮重及壯苗指數與CK相比均顯著增加（Plt;0.05）；接種0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌的番茄幼苗葉片凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導度與CK相比均顯著增加（Plt;0.05）；接種200、600倍液和0.10 g/株哈茨木霉菌的番茄幼苗葉片SOD、POD、CAT活性均顯著高于CK（Plt;0.05），而葉片MDA含量均顯著低于CK（Plt;0.05）；其中播種時施用哈茨木霉菌0.05 g/株的番茄幼苗葉柄長、地下部鮮重及葉片胞間CO2濃度、氣孔導度均顯著高于其他5種接種方法（Plt;0.05），株高顯著低于其他5種接種方法（Plt;0.05）。表明6種哈茨木霉菌接種方法對番茄幼苗生長和抗性均有不同程度的促進作用，其中以播種時施用哈茨木霉菌0.05 g/株的促進作用最明顯。

關鍵詞：哈茨木霉菌；番茄；光合作用；抗氧化酶

中圖分類號：S182；S641.201" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）05-0165-05

我國是世界上番茄種植面積最大、產量最多的國家。2021年，我國番茄種植面積為111.3萬hm2，產量為6 609萬t，約占世界總產量的1/3［1］。在番茄生產中常會因為不良環境和病蟲害的影響而降低果實的品質和產量。隨著生產中化學農藥對生態環境及食品安全的危害加大，以及植物病害抗藥性的日益增加，利用一些生物防治菌劑來防治植物病害成為了研究的熱點問題。哈茨木霉菌防病機制多樣，對多種病原真菌和細菌有拮抗作用［2］，對許多植物病害防治效果顯著。已有研究發現，哈茨木霉菌可以有效地防治番茄白粉病、灰霉病［3］、西瓜和黃瓜枯萎病［4-5］、辣椒疫病［6］等多種蔬菜病害，有效地減少化學農藥的使用。研究還發現，哈茨木霉菌可以明顯地促進植物的生長，對番茄［3］、黃瓜［7］、甜瓜［8］等多種作物有促生作用。然而，目前哈茨木霉菌多用于蔬菜成株期的促生防病，將其應用于蔬菜幼苗期以培育壯苗的相關研究還較少，具體施用時期和施用濃度還有待進一步研究。

本研究采用不同的哈茨木霉菌施用方法來研究其對番茄種子萌發，幼苗生長、光合和抗氧化酶活性的影響，從而篩選出對番茄幼苗促生、增抗效果最好的哈茨木霉菌施用方法，以期為哈茨木霉菌在蔬菜育苗上的應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2021年秋季在江蘇省農業科學院科研展示溫室內進行。供試番茄品種為千禧，供試基質為由泥炭、蛭石體積比3 ∶1組成的混合基質，采用50孔穴盤進行育苗。試驗共設7個不同處理：子葉展平時分別施用哈茨木霉菌200、400、600倍液 20 mL/株；播種時分別施用哈茨木霉菌0.05、0.10、0.20 g/株；CK對照，清水20 mL/株。

1.2 測定方法

育苗期進行隨機取樣測定光合、生長及生理指標。從出芽開始，每天統計種子發芽數，發芽率＝（發芽種子數／處理種子數）×100%；發芽指數GI=∑（Gt/Dt），式中：Gt為在t日的發芽數，Dt為相應的發芽日數。于6葉時用便攜式光合儀于09：00—11：30測定凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）。利用公式WUE=Pn/Tr計算水分利用率；于7葉時進行生長指標測量，株高為幼苗從子葉到生長點的高度，莖粗為幼苗子葉節處的粗度，葉柄長為從上往下數第2張復葉的根部到葉尖的長度，葉長、葉寬為從上往下數第2張復葉的頂部葉片的長度和寬度，壯苗指數=（莖粗/株高+地下部干重/地上部干重）/總干重［9］；分別取番茄幼苗地上部和地下部，用清水沖洗表面雜物，再用去離子水沖洗干凈，擦干水分后，分別稱鮮重，再于105 ℃殺青15 min，75 ℃烘至恒質量，稱干重。于7葉時取各處理的葉片進行超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量等生理指標的測定，采用硫代巴比妥酸法［10］測定MDA含量；采用焦彥生等的方法［11］測定SOD、POD、CAT活性。試驗重復3次。

1.3 數據處理

采用SPSS 20.0軟件對試驗數據進行處理和方差分析。不同處理平均值用Duncan’s法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同哈茨木霉菌處理方法對番茄種子發芽的影響

由圖1可知，在播種時接種哈茨木霉菌會使番茄種子早期（11 d前）發芽率顯著低于CK對照，發芽時間比CK對照延長7 d左右；且隨著哈茨木霉菌濃度的提高，早期（7 d前）發芽率降低，但最終不同哈茨木霉菌接種濃度對番茄幼苗發芽率影響不大。結果表明，播種時接種哈茨木霉菌會使番茄幼苗發芽時間延長，且發芽率降低。

由圖2可知，在播種時接種哈茨木霉菌會使番茄種子發芽指數顯著低于CK對照；播種后9 d前，隨著哈茨木霉菌濃度的提高早期發芽指數降低，但之后播種時接種0.20 g/株哈茨木霉菌的處理發芽指數高于播種時接種0.05、0.10 g/株的處理。結果表明， 播種時接種哈茨木霉菌會使番茄幼苗發芽指數降低，影響番茄種子萌發。

2.2 不同哈茨木霉菌處理方法對番茄幼苗生長的影響

由表1可知，接種200、400、600倍液和0.05、0.10 g/株哈茨木霉菌番茄幼苗的株高與CK相比顯著降低，且接種0.05 g/株哈茨木霉菌的最低；接種400、600倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的莖粗與CK相比顯著增加，其中接種0.20 g/株哈茨木霉菌的最大；接種0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的葉柄長與CK相比顯著增加，其中接種 0.05 g/株哈茨木霉菌的最長；接種200、400、600倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的葉長與CK相比顯著增加，其中接種0.05 g/株和0.20 g/株哈茨木霉菌的較大；接種200、400、600倍液和0.05、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的葉寬與CK相比顯著增加。

由表1還可知，接種400倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的地上部鮮重與CK相比顯著增加，且接種0.20 g/株哈茨木霉菌的最大；接種0.05、0.10 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的地下部鮮重與CK相比顯著增加，且接種0.05 g/株哈茨木霉菌的最大；接種400倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌地上部干重與CK相比顯著增加，且接種0.20 g/株哈茨木霉菌的最大；接種0.05、0.10 g/株哈茨木霉菌地下部干重與CK對照相比顯著增加；與CK對照相比，接種400倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌可以顯著提高幼苗的壯苗指數，且接種0.05 g/株和0.10 g/株哈茨木霉菌的較大。

2.3 不同哈茨木霉菌處理方式對番茄幼苗光合作用的影響

由表2可知，接種400、600倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的凈光合速率Pn與CK相比顯著提高，且接種400倍液和 0.05 g/株哈茨木霉菌的較高；接種600倍液哈茨木霉菌會使番茄幼苗的蒸騰速率Tr與CK對照相比顯著提高；接種0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的胞間CO2濃度Ci與CK相比顯著提高，且接種0.05 g/株哈茨木霉菌的最高；接種200、400、600倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的氣孔導度Gs與CK相比顯著增加，且接種0.05 g/株哈茨木霉菌的最大；接種200、400倍液和0.05、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的水分利用率WUE與CK相比顯著增加，且接種200倍液哈茨木霉菌的最高。

2.4 不同哈茨木霉菌處理方法對番茄幼苗抗氧化系統的影響

由表3可知，接種200、600倍液和0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的MDA與CK相比顯著降低，且接種600倍液和0.10 g/株哈茨木霉菌的較小；接種200、400、600倍液和0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的SOD活性與CK相比顯著升高，且接種400倍液和600倍液哈茨木霉菌的較大；接種200、400、600倍液和0.05、0.10 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的POD活性與CK相比顯著升高，且接種0.10 g/株哈茨木霉菌的幼苗POD活性最大；接種200、400、600倍液和0.05、0.10、0.20 g/株哈茨木霉菌會使番茄幼苗的CAT活性與CK相比顯著升高。

3 討論

哈茨木霉菌作為植物根際促生菌，可以促進多種植物的生長。已有研究表明，接種哈茨木霉菌可以縮短黃瓜種子的出土時間和出齊時間［12］，提高辣椒種子的發芽率［13］。然而，本試驗研究表明，播種時接種哈茨木霉菌會使番茄種子發芽時間延長，早期發芽率降低，幼苗發芽指數降低，但對最終發芽率影響不大。這可能是由于不同哈茨木霉菌菌種差異和宿主品種差異造成的。

已有研究表明，施用適量的哈茨木霉對多種作物幼苗的生長有一定的促進作用［3，7，14-15］。本試驗研究了不同接種時間和接種濃度對番茄幼苗生長的影響，結果表明接種哈茨木霉菌可以降低番茄幼苗的株高，提高番茄幼苗的莖粗、葉柄長、葉長、葉寬、地上部/地下部鮮重和干重及壯苗指數，其中以接種0.05 g/株哈茨木霉菌的促進效果最為明顯。播種時接種哈茨木霉菌對番茄幼苗的促生效果優于子葉展平時灌根，這可能是由于播種時接種哈茨木霉菌可以比子葉展平時灌根早接種菌劑10 d左右，從而更有利于根系生長，增強根系的水肥吸收能力，進而促進幼苗生長。

植物通過光合作用可以合成有機物，從而獲得生長發育所需的能量。本試驗研究發現，接種哈茨木霉菌會使番茄幼苗的凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度、氣孔導度及水分利用率顯著提高，這與陳雙臣等在番茄上［16］和周曉馥等在黃瓜上［7］的研究結果是一致的。其中又以接種0.05 g/株哈茨木霉菌的幼苗凈光合速率、胞間CO2濃度和氣孔導度較高。這可能是因為接種哈茨木霉菌后，可以擴大葉片的氣孔導度，使胞間CO2濃度增加，從而為光合作用提供更多的原料，增強植物的光合速率，合成更多的碳水化合物供植物生長發育使用。這與接種0.05 g/株哈茨木霉菌對番茄幼苗生長的促進效果最為明顯是一致的。

抗氧酶系統作為植物體內重要的防御體系，可以通過合成抗氧化酶來減輕活性氧對細胞膜的損傷，降低細胞膜內不飽和脂肪酸的氧化程度，從而提高植物抗性［17-18］。已有研究發現，接種哈茨木霉菌可以提高鹽脅迫下玉米的POD、SOD活性，降低MDA含量，從而提高玉米對鹽脅迫的抗性［19］。接種哈茨木霉菌還可以通過提高植物體內SOD、POD和CAT活性，降低MDA含量，從而提高黃瓜對枯萎病的抗性［20］，以及番茄對灰霉病的抗性［21］。本試驗研究發現，接種哈茨木霉菌會使番茄幼苗的MDA含量顯著降低，SOD、POD、CAT活性顯著升高，其中又以接種0.10 g/株哈茨木霉菌MDA含量最小，POD活性最大；接種0.05 g/株哈茨木霉菌CAT活性最大。說明接種哈茨木霉菌可通過提高植物體內的SOD、POD、CAT等抗氧化酶的活性，從而降低植物體內MDA的含量，降低膜質過氧化程度，進而提高植物的抗性。

綜上所述，接種哈茨木霉菌可以通過促進植物的光合作用，進而促進植株的生長；通過提高抗氧化酶的活性，減少MDA的生成，從而提高植物的抗逆和抗病性。播種時接種0.05 g/株哈茨木霉菌是促進番茄幼苗生長和提高抗性的最佳接種方法。

參考文獻：

［1］華經產業研究院. 2022年中國番茄種植面積、產量、進出口及價格走勢分析［EB/OL］. （2022-11-01）［2023-02-13］. https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1748259202058315121amp;wfr=spideramp;for=pc.

［2］鄭明子，范志航，尹夢夢，等. 高效促進番茄生長的生防木霉菌的篩選［J］. 黑龍江農業科學，2019（1）：48-54.

［3］曲 薇，伍 淼，王旭東，等. 哈茨木霉菌株WY-1對番茄的促生防病效果［J］. 江蘇農業科學，2018，46（5）：94-96.

［4］肖 密. 哈茨木霉T2-16對西瓜枯萎病防治效果及機理初探［D］. 長沙：湖南農業大學，2015：13-22.

［5］劉愛榮，陳雙臣，晉文娟，等. 哈茨木霉對接種尖孢鐮刀菌后黃瓜根系次生代謝物的影響［J］. 中國生物防治學報，2012，28（4）：545-551.

［6］薛春生，何瑞玒，肖淑芹，等. 哈茨木霉菌（Trichoderma harzianum）TR409誘導辣椒防御酶活性變化及防治疫病效果［J］. 沈陽農業大學學報，2016，47（4）：479-483.

［7］周曉馥，張欣玥，蔡汶妤，等. 哈茨木霉對黃瓜幼苗促生作用的影響［J］. 吉林師范大學學報（自然科學版），2020，41（3）：93-99.

［8］劉恩琪，張宏彥，楊合法. 2種根際促生菌在甜瓜育苗中的應用效果［J］. 農業研究與應用，2019，32（4）：11-14.

［9］韓素芹，王秀峰，魏 珉，等. 甜椒穴盤苗壯苗指數及其與苗期性狀的相關性研究［J］. 山東農業大學學報（自然科學版），2004，35（2）：187-190，195.

［10］李合生. 植物生理生化實驗原理與技術［M］. 北京：高等教育出版社，2001：195-197.

［11］焦彥生，郭世榮，李 娟，等. 鈣對根際低氧脅迫下黃瓜幼苗活性氧代謝的影響［J］. 西北植物學報，2006，26（10）：2056-2062.

［12］齊 娟，劉蕾慶，任金立，等. 哈茨木霉菌使用方式對黃瓜砧木出苗及幼苗生長的的影響［J］. 安徽農學通報，2021，27（4）：46-48.

［13］胡 瓊. 哈茨木霉TC對辣椒促生效果的研究［J］. 安徽農業科學，2013，41（21）：8941，8943.

［14］劉 峰，阮盈盈. 哈茨木霉菌劑對玉米苗期生長和土壤肥力的影響［J］. 浙江農業科學，2021，62（8）：1507-1510.

［15］魏艷麗，李紅梅，扈進冬，等. 臭氧水與生防菌劑組合應用對番茄根結線蟲及根際微生物群落的影響［J］. 江蘇農業科學，2022，50（12）：121-127.

［16］陳雙臣，姬德剛，李 聰，等. 哈茨木霉誘導番茄葉片光合生理變化的研究［J］. 園藝學報，2014，41（3）：489-497. [HJ2mm]

［17］Kapoor D，Singh S，Kumar V，et al. Antioxidant enzymes regulation in plants in reference to reactive oxygen species （ROS） and reactive nitrogen species （RNS）［J］. Plant Gene，2019，19：100182.

［18］Kasote D M，Katyare S S，Hegde M V，et al. Significance of antioxidant potential of plants and its relevance to therapeutic applications［J］. International Journal of Biological Sciences，2015，11（8）：982-991.

［19］付 健，王玉鳳，張翼飛，等. 不同木霉菌對寒地鹽堿土壤玉米雜交種光合特性及活性氧代謝的影響［J］. 黑龍江八一農墾大學學報，2021，33（1）：7-14.

［20］朱森林，王丹媚，唐秀梅，等. 木霉水分散粒劑的培養條件優化及其對黃瓜枯萎病的防治效果［J］. 浙江農業學報，2020，32（6）：1009-1018.

［21］張麗莉，楊依軍，馬 力，等. 一株生防木霉菌株的鑒定及其對番茄保護酶的誘導作用［J］. 東北農業大學學報，2011，42（1）：89-94.