優(yōu)化短短芽孢桿菌施用技術(shù)對番茄和辣椒幼苗生長的影響.pdf
<p>優(yōu)化短短芽孢桿菌施用技術(shù)對番茄和辣椒 幼苗生長的影響 車建美 劉 波 *劉國紅 陳倩倩 張海峰 (福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所,福建福州 350003) 摘 要:從不同施用方式、不同濃度及不同施用次數(shù)等方面優(yōu)化短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX的施用技術(shù),并研究其對番 茄和辣椒幼苗的施用效果。結(jié)果表明,短短芽孢桿菌葉面噴施和灌根結(jié)合施用顯著增加了辣椒幼苗的株高和莖粗,處理14 d后株高凈增長為20.00 cm,莖粗凈增長為0.16 mm。不同濃度短短芽孢桿菌均能促進番茄和辣椒幼苗的生長,其中稀釋500 倍對番茄幼苗的促生效果最好,稀釋10倍對辣椒幼苗的促生效果最好。短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對番茄和辣椒幼苗生長 的影響不同,灌根23次對番茄幼苗生長效果較好,灌根2次對辣椒幼苗生長效果最好。 關(guān)鍵詞:短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX;番茄;辣椒;幼苗生長 等是微生物肥料中的常用菌種,對促進植物生長, 提高抗病能力與品質(zhì)具有明顯效果(曹鳳明 等, 2008;鮑朋和許章峰,2013;Asari et al.,2016; Islam et al.,2016;Meng et al.,2016;Xu et al., 2016)。 短短芽孢桿菌(Brevibacillus brevis)屬于短芽 孢桿菌屬,在自然界中廣泛存在,由于其不含內(nèi)毒 素,能夠形成芽孢,環(huán)境適應(yīng)力強,具有較強與土 著微生物的競爭力等(Panwar et al.,2000),在環(huán)保、 生防、化工、食品等方面得到了很好的應(yīng)用(黃學(xué) 等,2006;葛慈斌 等,2009;Che et al.,2015)。 研究表明,噴施短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX的 菌體、發(fā)酵上清液及發(fā)酵液的番茄幼苗葉片數(shù)明顯 增加,莖長和莖粗也顯著高于對照(車建美 等, 2015) ,但目前對其在田間的具體施用方法還未進 行優(yōu)化研究。為獲得更好的田間施用效果,本試驗 從不同噴施方式、不同噴施濃度及不同噴施次數(shù)等 方面研究短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX的施用技 術(shù)及最適施用效果,以期為其田間的施用提供技術(shù) 指導(dǎo)。 1 材料與方法 1.1 試驗材料 試驗于2016年8月在福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè) 車建美,女,博士,副研究員,專業(yè)方向:生物防治,E-mail: chejm2002163.com *通訊作者(Corresponding author):劉波,男,博士,研究員,博士生導(dǎo)師, 專業(yè)方向:微生物生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物藥物,E-mail:fzliubo163.com 收稿日期:2017-07-21;接受日期:2017-10-13 基金項目:福建省自然科學(xué)基金項目(2014J06012) ,農(nóng)業(yè)部公益性行 業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303094) ,福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年英才計劃 項目(YC2015-7) ,農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)微生物資源收集與保藏重點實驗室開 放基金資助項目(MRCP-2016-1) 近年來,隨著化學(xué)肥料和農(nóng)藥的大量使用,許 多環(huán)境問題不斷出現(xiàn),如大量不可再生能源浪費、 土壤板結(jié)、農(nóng)作物品質(zhì)降低、土壤肥力下降及農(nóng)田 有機質(zhì)不足等(曾玲玲 等,2009) 。微生物肥料具 有改善土壤、促進植物生長等優(yōu)勢,同時對環(huán)境無 污染,具有廣泛的應(yīng)用前景(葛誠和吳薇,1994; 葛均青 等,2003)。 微生物肥料種類很多,包括細(xì)菌類肥料、放 線菌類肥料以及真菌類肥料等,其中細(xì)菌類肥料 中以芽孢桿菌居多(葛均青 等,2003;Kloepper et al.,2004;Ortízcastro et al.,2008;張艷群 等, 2013;Goswami et al.,2014;Cherif-Silini et al., 2016) 。地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)、 解 淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)、枯草芽 孢桿菌(Bacillus subtilis) 、短小芽孢桿菌(Bacillus pumilus)和巨大芽孢桿菌(Bacillus megaterium) 43 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產(chǎn)業(yè)市場 病蟲防控 43 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018(4):43 - 47 生物資源研究所微生物研究中心育苗室進行。供試 短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX為本所農(nóng)業(yè)微生物 研究中心保存。辣椒幼苗(阿拉特)、番茄幼苗(金 石王)和土壤均從廈門如意生物科技公司購買。供 試培養(yǎng)基為NA培養(yǎng)基。 1.2 試驗方法 1.2.1 菌株發(fā)酵 從凍存管中取10 L短短芽孢 桿菌FJAT-0809-GLX菌液于NA平板中,劃線, 30 培養(yǎng)24 h。用滅菌牙簽挑取單菌落于50 mL液 體培養(yǎng)液,30 、170 r·min -1 培養(yǎng)24 h。以1% 的接種量向裝液量為200 mL的1 L三角瓶中加入 發(fā)酵培養(yǎng)液,30 、170 r·min -1 培養(yǎng)48 h,采用 梯度稀釋法統(tǒng)計菌體數(shù)量為2.8×10 8 cfu·mL -1 。 1.2.2 短短芽孢桿菌不同施用方式對辣椒幼苗生長 的影響 辣椒幼苗室內(nèi)種植7 d后,將短短芽孢桿 菌發(fā)酵液(1×10 8 cfu·mL -1 )稀釋100倍施用。共 設(shè)3個處理,處理1:葉面噴施,CK1:噴水對照; 處理2:灌根,CK2:水灌根對照;T3:葉面噴 施+灌根,CK3:葉面噴水+水灌根對照。每個處 理4盆,每盆4株,3次重復(fù)。葉面噴施用量為20 mL,灌根量為100 mL。分別于處理后0 d和14 d 測定幼苗株高、莖粗、葉片大小及葉片數(shù),計算凈 增長量。 1.2.3 短短芽孢桿菌不同濃度處理對番茄和辣椒幼 苗生長的影響 番茄幼苗和辣椒幼苗種植7 d后, 將短短芽孢桿菌發(fā)酵液(1×10 8 cfu·mL -1 )分別稀 釋10、100、500、1 000、10 000倍。采用無菌水 作為對照。每處理7盆,每盆2株,3次重復(fù)。灌 根量為50 mL。分別于處理后0 d和14 d測定幼苗 株高、莖粗、葉片大小及葉片數(shù)。 1.2.4 短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對番茄和辣椒幼 苗生長的影響 番茄幼苗和辣椒幼苗室內(nèi)種植7 d 后,采用短短芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋100倍對幼苗進 行灌根處理。共設(shè)4個處理,T1:定植時灌根1次; T2:定植時灌根1次,7 d后灌根1次,共2次; T3:定植時灌根1次,7 d和15 d后各灌根1次, 共3次;T4:定植時灌根1次,7、15、30 d后各 灌根1次,共4次。采用無菌水作為對照。每處理 10盆,每盆2株,3次重復(fù)。灌根量為50 mL。分 別于處理后0、42 d測定幼苗株高、莖粗、葉片大 小及葉片數(shù),計算凈增長量。 1.2.5 數(shù)據(jù)處理 試驗數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計軟 件one-way ANOVA進行分析,差異顯著性采用 Duncan氏新復(fù)極差法進行多重比較,以 P0.05 作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。 2 結(jié)果與分析 2.1 短短芽孢桿菌不同施用方式對辣椒幼苗生長 的影響 從表1可以看出,葉面噴施+灌根處理的辣椒 幼苗株高和莖粗顯著增加,施用14 d后辣椒株高 凈增長達(dá)到20.00 cm,莖粗凈增長達(dá)到0.16 mm。 3種處理方式的葉片數(shù)和葉片長度均顯著增加,葉 面噴施處理的辣椒幼苗葉片寬度顯著增加。灌根 和葉面噴施結(jié)合使用對辣椒幼苗生長的促進作用 更好。 表1 短短芽孢桿菌不同施用方式對辣椒幼苗生長的影響 處理 凈增長量 株高/cm 莖粗/mm 葉片數(shù)/片 葉片長/mm 葉片寬/mm 葉面噴施 18.25±0.27 b 0.29±0.07 a 37.50±0.95 a 66.70±0.19 a 26.58±0.27 a CK1 20.75±0.11 a 0.25±0.06 a 34.50±0.31 b 47.23±1.25 b 17.52±0.18 b 灌根 19.25±0.30 a 0.28±0.04 a 35.75±0.82 a 53.35±0.16 a 19.37±0.16 a CK2 19.75±0.84 a 0.19±0.05 a 32.25±0.17 b 52.40±0.12 b 19.44±0.16 a 葉面噴施+灌根 20.00±0.92 a 0.16±0.03 a 32.50±0.11 a 55.64±0.22 a 18.73±0.11 a CK3 12.50±0.69 b 0.06±0.02 b 22.50±0.11 b 50.06±0.33 b 18.89±0.13 a 注:表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P0.05),下表同。 2.2 短短芽孢桿菌不同濃度處理對番茄和辣椒幼 苗生長的影響 2.2.1 不同濃度處理對番茄幼苗生長的影響 從 表2可以看出,短短芽孢桿菌發(fā)酵液稀釋100倍 和500倍處理的番茄株高凈增長顯著高于對照及其 他處理,凈增長分別達(dá)20.29 cm和19.71 cm。稀釋 500倍處理的莖粗和葉片數(shù)顯著高于對照和其他處 理。稀釋10、100、500、1 000倍處理均能顯著促 44 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產(chǎn)業(yè)市場 病蟲防控 44 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 進葉片長度的增長??傮w來看,短短芽孢桿菌發(fā)酵 液稀釋500倍對番茄幼苗促生效果最好。 2.2.2 不同濃度處理對辣椒幼苗生長的影響 從表 3可以看出,不同濃度短短芽孢桿菌發(fā)酵液對辣椒 幼苗生長均具有明顯的促進作用,其中稀釋10倍 效果最明顯,株高的凈增長達(dá)21.25 cm,莖粗的凈 增長達(dá)0.37 mm,葉片數(shù)、葉長和葉寬均顯著高于 對照。 2.3 短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對番茄和辣椒幼 苗生長的影響 2.3.1 不同灌根次數(shù)對番茄幼苗生長的影響 從表 4可以看出,短短芽孢桿菌灌根2次(T2)和3次 (T3)處理的番茄幼苗株高、莖粗、葉片數(shù)和葉 片寬度凈增長明顯高于對照和其他處理。其中灌 根3次處理的株高凈增長最大,達(dá)54.40 cm,葉片 寬度和長度凈增長也最大,分別達(dá)4.50 mm和6.60 mm;灌根2次處理的莖粗和葉片數(shù)凈增長最大, 分別達(dá)到1.28 mm和13.80片。 從總體來看, 灌根23 次對番茄幼苗生長促進效果最好。 2.3.2 不同灌根次數(shù)對辣椒幼苗生長的影響 從表 5可以看出,短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對辣椒株 高影響不顯著。灌根2次(T2)和3次(T3)處理 表2 不同濃度短短芽孢桿菌對番茄幼苗生長的影響 稀釋倍數(shù) 凈增長量 株高/cm 莖粗/mm 葉片數(shù)/片 葉片長/mm 葉片寬/mm 10 18.00±1.23 b 0.45±0.05 c 5.57±0.11 c 3.14±0.06 b 2.29±0.06 a 100 20.29±0.14 a 0.56±0.02 b 6.57±0.27 b 2.43±0.12 d 2.00±0.05 b 500 19.71±0.41 a 0.74±0.03 a 7.00±0.21 a 2.86±0.04 c 2.00±0.06 b 1 000 17.43±0.08 b 0.21±0.04 e 5.57±0.06 c 3.29±0.06 a 1.86±0.05 c 10 000 17.43±0.52 b 0.46±0.03 c 5.43±0.09 c 2.14±0.04 e 1.43±0.06 d CK 14.86±0.03 c 0.38±0.03 d 4.86±0.06 d 2.14±0.03 e 2.29±0.11 a 表3 不同濃度短短芽孢桿菌對辣椒幼苗生長的影響 稀釋倍數(shù) 凈增長量 株高/cm 莖粗/mm 葉片數(shù)/片 葉片長/mm 葉片寬/mm 10 21.25±0.12 a 0.37±0.05 b 28.50±0.26 a 59.88±0.21 a 25.58±0.09 b 100 20.25±0.10 b 0.44±0.02 a 23.25±0.21 c 53.35±0.12 b 22.09±0.11 e 500 18.50±0.15 c 0.37±0.03 b 25.50±0.19 b 53.10±0.04 bc 24.24±0.11 c 1 000 18.00±0.18 d 0.33±0.01 b 17.25±0.34 e 59.78±0.19 a 27.62±0.09 a 10 000 17.76±0.07 e 0.34±0.04 b 22.50±0.14 d 51.37±0.18 d 21.62±0.09 f CK 15.50±0.08 f 0.22±0.03 c 22.50±0.09 d 42.98±0.17 c 23.78±0.03 d 表4 短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對番茄幼苗生長的影響 處理 凈增長量 株高/cm 莖粗/mm 葉片數(shù)/片 葉片長/mm 葉片寬/mm T1 47.80±0.03 b 0.85±0.07 b 11.90±0.05 c 5.70±0.08 ab 4.10±0.03 ab T2 53.10±0.03 a 1.28±0.07 a 13.80±0.10 a 4.70±0.04 bc 4.44±0.07 a T3 54.40±0.03 a 1.24±0.06 a 13.30±0.08 a 6.60±0.06 a 4.50±0.10 a T4 52.40±0.05 ab 0.82±0.06 b 12.90±0.06 ab 5.70±0.20 ab 3.10±0.21 b CK 41.80±0.14 c 0.79±0.05 b 12.10±0.06 bc 4.20±0.03 c 3.20±0.14 b 表5 短短芽孢桿菌不同灌根次數(shù)對辣椒幼苗生長的影響 處理 凈增長量 株高/cm 莖粗/mm 葉片數(shù)/片 葉片長/mm 葉片寬/mm T1 29.17±0.13 a 0.26±0.06 c 24.17±0.10 d 53.99±0.12 b 19.88±0.11 b T2 30.67±0.11 a 0.50±0.05 a 47.67±0.07 a 66.84±0.02 a 25.73±0.08 a T3 34.67±0.13 a 0.52±0.10 a 44.17±0.04 ab 58.97±0.05 ab 22.30±0.08 ab T4 30.33±0.20 a 0.42±0.05 b 32.83±0.08 cd 59.69±0.05 ab 20.02±0.17 b CK 33.83±0.13 a 0.33±0.03 c 36.55±0.16 bc 63.18±0.26 ab 19.69±0.09 b 45 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產(chǎn)業(yè)市場 病蟲防控 45 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 的辣椒幼苗莖粗凈增長顯著高于對照及其他處理, 分別達(dá)0.50 mm和0.52 mm;灌根2次處理的葉片 數(shù)、葉片長度和寬度最大,凈增長分別達(dá)47.67片、 66.84 mm和25.73 mm。綜上,灌根2次對辣椒幼 苗生長促進效果最好。 3 結(jié)論與討論 短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX對茄科作物具 有明顯的促長作用(車建美 等,2015) 。灌根和葉 片噴施是芽孢桿菌類微生物肥料常用的施用方法。 張雯景等(2011)研究表明,葉面噴施由乳酸菌、 酵母菌、芽孢桿菌和沼澤紅假單胞菌組成的微生 態(tài)菌劑,可以增加翠菊和鼠尾草的葉片長和葉片 數(shù)。噴施加灌施枯草芽孢桿菌生物菌劑對五味子生 長具有明顯的促進作用,可以促進葉面積增大,提 高光合作用有機物的合成(回云靜 等,2011) 。本 試驗結(jié)果與前人相同,短短芽孢桿菌FJAT-0809- GLX葉面噴施可以明顯促進辣椒幼苗的生長,灌 根和葉面噴施結(jié)合使用對辣椒幼苗生長的促進作用 更好。 芽孢桿菌菌劑施用的濃度、次數(shù)對植株的生 長具有不同的影響(劉拴成 等,2010) ??莶菅?孢桿菌Bs2004菌劑對萵苣的促生防病效果與施藥 時間、次數(shù)和濃度有關(guān)(劉勇 等,2008) ;菌株 Thhy1培養(yǎng)液濃度在40%以下對番茄種子萌發(fā)具有 強的促生作用,大于40%時對番茄種子萌發(fā)具有 抑制作用(王美琴 等,2011) 。本試驗結(jié)果表明, 不同濃度短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX均能促進 番茄和辣椒幼苗的生長,其中稀釋500倍對番茄幼 苗的促生效果最好,稀釋10倍對辣椒幼苗的促生 效果最好,不同稀釋濃度對番茄和辣椒幼苗生長影 響不同,這很可能與番茄和辣椒苗期生長營養(yǎng)需求 不同有關(guān)??瞪佥x等(2014)發(fā)現(xiàn),不同濃度枯草 芽孢桿菌在一定程度上均能提高黃瓜秧苗的長勢和 質(zhì)量,其中能夠產(chǎn)生顯著影響的最低施用濃度為 6×10 5cfu·mL -1 。不同濃度枯草芽孢桿菌B67菌液 對黃瓜苗期促生作用呈正態(tài)分布,20%枯草芽孢桿 菌B67菌液,施藥2次(間隔期7 d)的促生效果 最佳(孫中華 等,2017) 。本試驗中,短短芽孢桿 菌FJAT-0809-GLX不同灌根次數(shù)對番茄和辣椒幼 苗生長影響也有所不同,灌根2次和3次更有利于 株高、莖粗、葉片數(shù)和葉片大小的增長,這與劉勇 等(2008)的研究結(jié)果相似。本試驗結(jié)果表明,在 定植時灌根1次,定植后15 d內(nèi)再灌根12次, 更利于植株生長,這很可能因為在植株生長前期進 行短短芽孢桿菌灌根處理,可以提高植株在土壤中 的適應(yīng)能力,建議田間應(yīng)用時,在植株生長前期進 行短短芽孢桿菌灌根處理。 短短芽孢桿菌FJAT-0809-GLX不同施用方 式、施用濃度和次數(shù)對番茄和辣椒幼苗生長的影響 有所不同,因而在田間施用時,需結(jié)合作物的生長 狀態(tài)和耕作方式等對施用方法和施用濃度進行適當(dāng) 調(diào)整,以利于取得較好的促長效果。為更好地了解 該菌株的促長作用機理,后續(xù)將克隆與短短芽孢桿 菌FJAT-0809-GLX促生相關(guān)的基因,驗證和研究 這些基因的促生相關(guān)功能。 參考文獻 鮑朋,許章峰.2013.巨大芽孢桿菌在生物肥料上的研究現(xiàn)狀與發(fā) 展方向.農(nóng)技服務(wù),30(6):601-602. 曹鳳明,沈德龍,李俊,關(guān)大偉,姜昕,李力,馮瑞華,楊小紅, 陳慧君,葛一凡.2008.應(yīng)用多重PCR鑒定微生物肥料常用 芽孢桿菌.微生物學(xué)報,48(5):651-656. 車建美,劉波,郭慧慧,劉國紅,葛慈斌,劉丹瑩.2015.短短芽 孢桿菌FJAT-0809-GLX對番茄促長作用的研究.福建農(nóng)業(yè)學(xué) 報,30(5):498-503. 葛誠,吳薇.1994.我國微生物肥料的生產(chǎn)、應(yīng)用及問題.中國農(nóng) 學(xué)通報,(3):24-28. 葛慈斌,劉波,藍(lán)江林,黃素芳,朱育菁.2009.生防菌JK-2 對尖孢鐮刀菌抑制特性的研究.福建農(nóng)業(yè)學(xué)報,24(1) : 29-34. 葛均青,于賢昌,王竹紅.2003.微生物肥料效應(yīng)及其應(yīng)用展望. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報,11(3):87-88. 黃學(xué),伍曉林,侯兆偉.2006.短短芽孢桿菌和蠟狀芽孢桿菌降解 原油烴機制研究.石油學(xué)報,27(5):92-95. 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Among all treatments,B. brevis FJAT-0809-GLX,diluted by 500 times,had the best growth promotion effect on tomato seedlings;and diluted by 10 times had the best effect on pepper seedlings. Different root irrigation times had different effects on the growth of tomato and pepper seedlings. Two or three times had better effects on tomato seedling growth. While,2 times had the best effects on pepper seedling growth. Key words:Brevibacillus brevis FJAT-0809-GLX;Tomato;Pepper;Seedling growth 47 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點 產(chǎn)業(yè)市場 病蟲防控 47 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES</p>