不同液體肥料對玉米根際微生物及玉米生長的影響

1、不同液體肥料對玉米根際微生物及玉米生長的影響摘要：采用盆栽試驗(yàn)，通過平板梯度稀釋培養(yǎng),分別測定了不同液體肥料處理下玉米苗期和大喇叭口期根際細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量,株高，莖圍，葉表面積，地上和地下部的鮮重，并做了相關(guān)性分析。主要結(jié)果為:施用不同的液體肥料會影響玉米根際微生物的數(shù)量，而且對不同的微生物種群有不同的影響；根際微生物的數(shù)量隨著玉米的生長而逐漸增大；玉米植株施肥較不施肥的長勢好，而根際微生物與玉米的株高、莖圍、葉表面積等生理指標(biāo)之間沒有明顯的相關(guān)性；放線菌與細(xì)菌之間呈明顯的正相關(guān)性，與真菌之間呈明顯的負(fù)相關(guān)性，細(xì)菌與真菌之間呈負(fù)相關(guān)性但不明顯，根際的總微生物數(shù)量與細(xì)菌呈極明顯的正相關(guān)性

2、。關(guān)鍵詞：玉米 液體肥料 根際微生物 生理指標(biāo) 相關(guān)性 Effcet of different liquid fertilizers on maize rhizosphere microorganisms quantities and growthAbstract：Using pot experiment, through the plate dilution were measured, gradient under different liquid fertilizer processing seedling stage and maize rhizosphere period of hu

3、ge bellbottom bacteria, actinomyces, fungi, plant height, stem wai, leaf area, ground and underground part of wet, and do the correlation analysis. Main application: the results of liquid manure will influence maize rhizosphere microorganisms and the number of different microbial populations have di

4、fferent effects;As the number of rhizosphere microorganisms and gradually increase the growth of corn;The maize rhizosphere microorganisms and plant height, stem wai, leaf surface physiological indexes has no obvious correlation between;Actinobacteria and bacteria was significantly positive correlat

5、ion between the fungus, and the obvious negative correlation between bacteria and fungi, negative correlation is not obvious, but the total number of rhizosphere microorganisms and bacteria are very obviously positive correlation.Key words：maize; liquid fertilizer; rhizosphere microorganisms; physio

6、logical indexes; correlation 根際是指受植物根系的影響，在物理、化學(xué)和生物學(xué)特性上不同于周圍土體的根表面的微域土區(qū)。聚集在植物根系的根際微生物對土壤性狀、植物吸收養(yǎng)分及生長發(fā)育都有明顯影響 1, 2 。研究作物根際環(huán)境對培育作物對土壤的適應(yīng)性、提高作物水肥利用率、防治作物根系病害有重要的意義3。通過改善根際微生態(tài)環(huán)境來促進(jìn)植物生長 ,以及從根際微環(huán)境中篩選具有良好促生和抗菌作用的有益菌群,在玉米、煙草、茶樹等植物已有所報(bào)道 4-7 。同時(shí),將土壤微生物種群、數(shù)量及分布作為評價(jià)土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要指標(biāo),也受到了人們的重視 8, 9 。根際微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能受土壤

7、、植物等多重因子影響。應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù),如REP-PCR技術(shù)、PCR-DGGE技術(shù)等,原位測定根際微生物生物多樣性、研究土壤-植物-微生物的互作關(guān)系,已成為根際微生物研究的熱點(diǎn)。眾多研究表明,不同的植物、土壤以及植物的不同發(fā)育時(shí)期、植物根際內(nèi)的其他生物體如菌根菌和原生動物等對植物根際微生物的群落結(jié)構(gòu)和功能均有影響 1012 。國內(nèi)外對玉米根際環(huán)境的研究主要側(cè)重于植物營養(yǎng)方面：包括對玉米根際養(yǎng)分狀況、玉米根系分泌物和玉米根際微生物的研究。這些研究所關(guān)注的科學(xué)問題各不相同，研究的深入程度存在差異，因此有必要對其進(jìn)行綜合概述，以便準(zhǔn)確把握研究中存在的問題、有待深入研究的方向，從而推動此領(lǐng)域的研

8、究工作不斷深入。玉米根際環(huán)境能刺激土壤微生物提高它們的代謝能力，根際中的有機(jī)化合物是提高土壤微生物新陳代謝的可能原因13。從細(xì)菌數(shù)量上來看，收獲期玉米根際細(xì)菌總數(shù)比非根際要高14；從代謝特征來看，根面和原土體的微生物種群明顯不同，而且距根面越近微生物結(jié)構(gòu)受到的影響越大15。本文研究了不同液體肥料處理下玉米根際細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量變化,并對根際微生物與玉米苗期的植株長勢進(jìn)行了相關(guān)性分析，以期為進(jìn)一步弄清植株生長強(qiáng)弱與根際微生物的關(guān)系并合理施用不同肥料提供參考。1 試驗(yàn)材料與方法1.1 試驗(yàn)處理試驗(yàn)于2009年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)三區(qū)網(wǎng)室進(jìn)行,試驗(yàn)采用盆栽試驗(yàn)，盆高20cm，直徑25cm。將土壤過篩

9、，每盆裝干土15kg，混入肥料：氮0.1g/kg干土，五氧化二磷0.1g/kg，氧化鉀0.09g/kg干土，將土壤和肥料充分混勻后裝盆，然后每盆種三粒玉米種子。試驗(yàn)共設(shè)六個(gè)處理，每個(gè)處理12個(gè)重復(fù)。T1：10g微生物肥溶于1.5L水中，平均澆到12個(gè)處理上；T2: 用10kg水溶解200mL氨基酸，每個(gè)處理200mL；T3: 每個(gè)處理100mL沼液；T4: 用10kg水溶解200mL腐殖酸，每個(gè)處理200mL；T5:稱取0.001886g復(fù)硝酚鈉，用10kg水稀釋，每個(gè)處理400mL；CK：不施任何液體肥料，作為試驗(yàn)對照。1.2 土樣采集每個(gè)處理分別選取長勢比較均勻的6盆植株，用卡尺量取莖圍，

10、卷尺量取植株高度、葉長、葉寬，然后鏟去表土，深挖1020cm，將根際土壤連同玉米根一同裝入無菌袋，編號。土樣帶回實(shí)驗(yàn)室后，輕輕抖動根系抖去較大土壤顆粒，然后取黏附根系上的較小土壤顆粒，用于根際微生物的數(shù)量分析。1.3 微生物培養(yǎng)測定微生物數(shù)量分析采用常規(guī)稀釋平板法,細(xì)菌采用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基;真菌采用馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基;放線菌采用高氏1號培養(yǎng)基。操作程序?yàn)?用1/100天秤稱取10g土樣,加入盛有100mL無菌水的500mL三角瓶中。將盛有10g土樣和100mL滅菌水的三角瓶放在振蕩機(jī)上振蕩10min,使土樣均勻地分散在稀釋液中，靜置1分鐘，制成10-1土壤懸浮液。土壤顆粒分散后,用1ml

11、無菌吸管吸取10-1土壤懸浮液1mL，移入裝有9mL無菌水的試管中,搖勻制成10-2稀釋液，依次按10倍法稀釋,通常稀釋到10- 7。根據(jù)各類微生物在土壤中的數(shù)量多少選擇經(jīng)過適當(dāng)稀釋的懸液接種。在本次試驗(yàn)中，細(xì)菌為10 4106，真菌采用的稀釋度為10- 2 10 - 4 ,放線菌為10 - 3 10 - 5 ,各重復(fù)3 次。土壤懸浮液采用平板接種培養(yǎng)，接種了土壤懸浮液的培養(yǎng)皿,待培養(yǎng)基凝固后倒置于恒溫箱中培養(yǎng)(細(xì)菌37培養(yǎng)23d ,真菌29培養(yǎng)35 d ,放線菌29培養(yǎng)57 d)后取出,選取出現(xiàn)菌落數(shù)在30300之間的培養(yǎng)皿,應(yīng)剔除被擴(kuò)散性細(xì)菌或真菌菌落占據(jù)瓊脂表面15%的培養(yǎng)皿,因?yàn)樗鼈円?/p>

12、制了其他菌落的正常發(fā)育,會造成誤差。結(jié)果計(jì)算:每克土中菌落數(shù)= 菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù)。2 結(jié)果與分析2.1根際微生物主要類群的初步分析鑒定 經(jīng)鑒定供試的土壤細(xì)菌主要為G+ ,有球狀的,也有桿狀的。放線菌主要類群為鏈霉菌屬,有粉紅色孢子類群、綠色類群、白色孢子類群、黃色類群、粉紅色孢群中的弗氏類群。真菌主要為曲霉屬,青霉屬、木霉屬、葡萄穗霉屬。以上這些類群均為土壤中的有益菌,它們對作物殘?bào)w的分解與養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化起很大的作用。2.2不同液體肥料對玉米不同生理期根際微生物數(shù)量影響不同液體肥料對玉米苗期根際微生物數(shù)量的影響表1 不同施肥處理對玉米苗期根際微生物的影響Table 1 Effects

13、 of diferent fertilizations on rhizospheremicroorganisms at seedling stage of maize處理細(xì)菌真菌放線菌總計(jì)*105 (個(gè)/g干土)*103 (個(gè)/g干土)*104 (個(gè)/g干土)*104 (個(gè)/g干土)T12013158271T2474379553T313119011260T4181755237T55740104678CK284465349玉米在苗期后期，莖稈迅速伸長，葉片順序展開，根系的數(shù)量和干重逐漸加，需要養(yǎng)分較多，而根際微生物大量聚集在植物根系周圍，它們旺盛的代謝作用加強(qiáng)了有機(jī)質(zhì)的分解，能夠促進(jìn)植物營養(yǎng)元素

14、的礦化，增加養(yǎng)分的供應(yīng)。由表1看出,不同種類液體肥料對土壤三大微生物種群數(shù)量影響:(1)施用肥料不一定就能增加根際微生物的數(shù)量，其中T3對細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量影響都很明顯，其他施肥處理對細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量影響程度各異。(2)各處理中微生物總量的排序：T5>T2 >CK> T1>T3>T4, T5和T2分別使微生物的總量增加了94%、58%，表明T5和T2對微生物的生長有明顯的促進(jìn)作用；T1、T3和T4分別使微生物的總量減少了22%、25%、32%，表明T1、T3和T4不能增加微生物的總數(shù)量。(3)細(xì)菌和放線菌數(shù)量的排序皆為：T5>T2>CK&

15、gt;T1 >T4> 沼液，T5、T2分別使細(xì)菌的數(shù)量增加了104%、68%，使放線菌的數(shù)量增加了60%、21%，表明T5和T2對細(xì)菌、放線菌的生長皆有明顯的促進(jìn)作用，而T1、T4、T3分別使細(xì)菌的數(shù)量減少了29%、36%、54%，使放線菌的數(shù)量減少了11%、15%、83%，表明T1、T4和T3對細(xì)菌、放線菌的生長皆有抑制作用；真菌數(shù)量的排序?yàn)椋篢3>T1>CK>T2>T5>T4，T3和T1分別使真菌的數(shù)量增加了2604%、198%，T2、T5和T4分別使真菌的數(shù)量減少了2%、9%、61%，表明T3和T1對真菌的生長有明顯的促進(jìn)作用，T4對真菌的生長有

16、抑制作用，T2和T5對真菌的生長無明顯的影響。從上述分析可以看出，玉米根際細(xì)菌對T5、T3的敏感度較強(qiáng)，玉米根際真菌對T3和T1的敏感度最為明顯，玉米根際放線菌對T3、T5的敏感度較強(qiáng)，總體來看，T3和T5對玉米根際微生物的數(shù)量有較為明顯的影響。不同液體肥料對玉米大喇叭口期根際微生物數(shù)量的影響拔節(jié)后，葉莖器官生長加速，吸收數(shù)量逐漸增多，吸收速度逐漸加快，并在大喇叭口期達(dá)到高峰，這一階段需要養(yǎng)分較多，而聚集在根際的微生物能夠促進(jìn)植物營養(yǎng)元素的礦化，增加對作物的養(yǎng)分供應(yīng)。 從表2可以看出，不同種類液體肥料對土壤三大微生物種群數(shù)量影響:（1）在六個(gè)施肥處理中，T2對細(xì)菌、真菌、放線菌的生長皆有促進(jìn)作

17、用，T4對細(xì)菌、真菌、放線菌的生長皆有抑制作用，其他施肥處理分別對細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量影程度各異，其中T3對細(xì)菌、真菌、放線菌的數(shù)量影響都很明顯。(2)各處理中微生物總量的排序：T5>T2>T1>CK>T4> T3,T5、T2、T2分別使微生物的總量增加了146%、106%、0.4%,表明T5和T2對微生物的生長繁育有明顯的促進(jìn)作用；T3、T4分別使微生物的總量減少了11%、29%，表明T3和T4對微生物的生長有抑制作用；而T1對微生物總量的影響不明顯。(3)細(xì)菌和放線菌數(shù)量的排序皆為：T5>T2>CK>T1>T4>T3，T5、T

18、2分別使細(xì)菌的數(shù)量增加了145%、104%，使放線菌的數(shù)量增加了252%、表2 不同液體肥料對玉米大喇叭口期根際微生物的影響Table 2 Effects of different liquid fertilizers on rhizospheremicroorganisms at Huge bellbottom period of maize處理細(xì)菌真菌放線菌總計(jì)*105 (個(gè)/g干土)*103 (個(gè)/g干土)*104 (個(gè)/g干土)*104 (個(gè)/g干土)T1119312221243T2247181682556T352570051095T4874111885T529781813059CK1

19、2189231242196%，表明T5和T2施用對細(xì)菌、放線菌的生長皆有明顯的促進(jìn)作用，而T1、T4、T3分別使細(xì)菌的數(shù)量減少了2%、39%、57%，使放線菌的數(shù)量減少了4%、52%、78%，表明T4和T3對細(xì)菌、放線菌的生長皆有抑制作用，T1對細(xì)菌、放線菌的生長無明顯影響；真菌數(shù)量的排序?yàn)椋篢3>T1>T2>CK>T5>T4，T3、T1和T2分別使真菌的數(shù)量增加了6380%、251%、103%，T5和T4分別使真菌的數(shù)量減少了9%、54%，表明T3、T1和T2對真菌的生長有明顯的促進(jìn)作用，而T4對真菌的生長有抑制作用，T5對真菌的生長無明顯的影響。從上述分析看出

20、，玉米根際細(xì)菌和放線菌對T5、T2的敏感度很強(qiáng)，玉米根際真菌對T3、T1和T2的敏感度很強(qiáng)，總體來說，T3、T2和T5對玉米根際微生物的數(shù)量影響很大。玉米苗期與大喇叭口期微生物數(shù)量的差異表3大喇叭口期的微生物數(shù)量較苗期的相應(yīng)增長量Table 3 Huge bellbottom microbial populations in the periodof the corresponding period is seedling stage growing玉米拔節(jié)至抽雄期間，是營養(yǎng)生長和生殖生長并進(jìn)的時(shí)期，需要養(yǎng)分較多，而聚集在根系周圍的大量微生物，它們旺盛的代謝作用加強(qiáng)了有機(jī)質(zhì)的分解，能夠促進(jìn)植物

21、營養(yǎng)元素的礦化，增加養(yǎng)分的供應(yīng)，同時(shí)隨著玉米生長發(fā)育進(jìn)程的增長,玉米地上部分的增長, 生物量的增加, 地下部根系日益發(fā)達(dá),也促進(jìn)了根際微生物的生長, 使根際微生物數(shù)量相應(yīng)增加,也表明了隨著氣溫的增高根際微生物繁衍量隨之增強(qiáng)。從表3可知,玉米在不同施肥條件下,苗期和大喇叭口期根際微生物數(shù)量的差異:(1)從三大微生物總量看,大喇叭口期隨著作物地上、地下部生物量的增大及氣溫的升高,各施肥處理的微生物總量明顯較苗期高,即使不施肥的對照處理,其微生物總量亦較七葉期增長250%以上。(2)從增長量看,細(xì)菌的增長量最大，其中T2的細(xì)菌增長量最大，T1的細(xì)菌增長量最低；真菌次之，其中T3的真菌增長量最大，T4

22、的真菌增長量最低；而放線菌的絕對增量最低，且出現(xiàn)負(fù)增長，這是否與放線菌的高溫效應(yīng)有關(guān),有待進(jìn)一步研究。從表3可以看出，隨著玉米的生殖生長，玉米地上和地下部逐漸增長，生物量增加，同時(shí)由于氣溫的增高，玉米根際微生物的繁衍量明顯增強(qiáng)，但是，放線菌的數(shù)量在逐漸減少，其原因有待進(jìn)一步研究。2.3 玉米生長強(qiáng)弱與微生物數(shù)量的關(guān)系不同施肥對玉米苗期植株長勢的影響表4 不同施肥對玉米苗期植株的影響Table 4 Effects of different fertilizations on plantgrowth at seedling stage of maize處理株高莖圍葉表面積地上部鮮重地下部鮮重（cm

23、）(cm）（cm2）（g）（g）T175.12.2307.981.775.0T260.91.88215.9106.780.0T364.72.02267.998.365.0T453.01.85238.048.361.7T561.31.97258.686.745.0CK46.01.55150.253.341.7 表4是不同施肥條件下玉米苗期生長的調(diào)查結(jié)果，看出玉米的株高與莖圍排序?yàn)椋篢I>T3>T5>T2>T4>CK，葉表面積的排序?yàn)椋篢1>T3>T5>T4>T2>CK,地上部鮮重的排序?yàn)椋篢2>T3>T5>T1>

24、CK>T4，地下部鮮重的排序?yàn)椋篢2>T1>T3>T4>T5>CK,表明株高、莖圍和葉表面積對不同的施肥表現(xiàn)出基本一致的生長趨勢，T1生長最好，其次為T3和T5，對于地上部和地下部，T2能明顯促進(jìn)地上部和地下部的生長，其次是T3和T1，總體來看，T3和T1的玉米植株生長最好，玉米施肥較不施肥的植株長勢好。玉米根際微生物與玉米各生理指標(biāo)的關(guān)系表5 玉米根際各微生物與各生理指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 5 maize rhizosphere microorganisms and the various physiological indexes of correl

25、ation analysis指標(biāo)株高莖圍葉表面積地上部鮮重地下部鮮重細(xì)菌0.029-0.085-0.1880.329 0.200真菌0.380 0.3370.3580.401* 0.219放線菌-0.117-0.184-0.201-0.072 -0.229微生物總數(shù)0.082-0.045-0.1430.382 0.206表5是不同施肥條件下玉米七葉期根際各微生物數(shù)量與各生理指標(biāo)的相關(guān)性分析，從表5可以看出，真菌與各生理指標(biāo)之間呈正相關(guān)關(guān)系，放線菌與各生理指標(biāo)之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，真菌較放線菌對生理指標(biāo)的相關(guān)性大，但總體來說，各微生物數(shù)量與生理指標(biāo)之間的相關(guān)性不明顯，表明根際微生物的數(shù)量變化對玉米生

26、長沒有明顯的促進(jìn)或抑制作用。2.4 玉米根際不同微生物種群之間的關(guān)系由表6可知，放線菌與細(xì)菌之間呈明顯的正相關(guān)性，與真菌之間呈明顯的負(fù)相關(guān)性，而根際的總微生物數(shù)量與細(xì)菌呈極明顯的正相關(guān)性，與放線菌呈明顯的正相關(guān)性，細(xì)菌與真菌之間呈負(fù)相關(guān)性但不明顯，表明玉米根際放線菌與細(xì)菌之間相互促進(jìn)生長，而放線菌與真菌之間相互抑制生長，細(xì)菌與真菌之間相抑制但作用不明顯；細(xì)菌是玉米根際的主要微生物種群。表6 玉米根際不同微生物種群之間的相關(guān)性Table 6 Different maize rhizosphere microorganismscorrelations between species細(xì)菌真菌放線菌真

27、菌-0.283放線菌0.608*-0.736*微生物總數(shù)0.993*-0.1850.578*3 結(jié)論與討論通過本次試驗(yàn)表明，在玉米苗期，根際細(xì)菌對沼液和復(fù)硝酚鈉的敏感度較強(qiáng)，真菌對微生物肥和沼液的敏感度最為明顯，放線菌對沼液和復(fù)硝酚鈉的敏感度較強(qiáng)，總體來看，沼液和復(fù)硝酚鈉對玉米根際微生物的數(shù)量有較為明顯的影響；在玉米大喇叭口期，玉米根際細(xì)菌和放線菌對氨基酸和復(fù)硝酚鈉的敏感度很強(qiáng)，真菌對微生物肥、氨基酸和沼液的敏感度很強(qiáng)，總體來說，氨基酸、沼液和復(fù)硝酚鈉對玉米根際微生物的數(shù)量影響很大。表明隨著玉米的生殖生長，玉米地上和地下部逐漸增長，生物量增加，同時(shí)由于氣溫的增高，玉米根際微生物的繁衍量明顯增強(qiáng)

28、，但是，放線菌的數(shù)量在逐漸減少?？傮w來看，玉米植株施肥較不施肥的長勢好，但通過相關(guān)性分析得知，各微生物數(shù)量與生理指標(biāo)之間的相關(guān)性卻不明顯，即根際微生物的數(shù)量變化對玉米生長沒有明顯的促進(jìn)或抑制作用；玉米根際放線菌與細(xì)菌之間相互促進(jìn)生長，而放線菌與真菌之間相互抑制生長，細(xì)菌與真菌之間相抑制但作用不明顯；細(xì)菌是玉米根際的主要微生物種群。本研究結(jié)論是在盆栽試驗(yàn)條件下得出的結(jié)論，試驗(yàn)數(shù)據(jù)有局限性，還有待于通過大田生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)。參考文獻(xiàn)1 張淑香,高子勤.連作障礙與根際微生態(tài)研究.根系分泌物與酚酸物質(zhì).應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2000,11 (1) : 152156.2 張淑香,高子勤,劉海玲. 連作障礙與根際微

29、生態(tài)研究.土壤酚酸物質(zhì)及其生物學(xué)效應(yīng). 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2000,11(5):741744.3 蘇德純.作物根際環(huán)境及其研究方法J.作物雜志,1991,(2):36-37.4 徐長倫,楊新平,王志方,等.哈密瓜根系與根際微生態(tài)分析研究.中國微生態(tài)學(xué)雜志, 1997, 9 (1) : 4547.5劉訓(xùn)理,王超,吳凡,等.煙草根際微生物研究.生態(tài)學(xué)報(bào), 2006, 26 (2) : 552557.6孫海新,劉訓(xùn)理.茶樹根際微生物研究.生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 24 (7) : 13531357.7Phili ppe Lemanceau, etal . Elect of Tiao Plant Species, Flax and Fomatoon the Wiversity of Soilpore Popu; ation of Fluorescent Pseudamonads .Applied and Enviromental Microbiology, 1995, (3) : 1004 - 1012.8范君華,劉明,黃偉.南疆溫室和菜地土壤微生物學(xué)特性比較.土壤肥料, 2003, 31 (3) :3133.9 章家恩,劉文高,胡剛.不同土地利用方式下土壤微生物數(shù)量與土壤肥力的關(guān)系.土壤與環(huán)境,2002, 11