2種土壤微生物產IAA能力和促生功能的測定

陸妍吉 滕菲 姜姝 鄭垚湘 嚴雪燕 王芳

摘 要：以特基拉芽孢桿菌（Bacillus tequilensis）、阿耶波多氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai）和“北京新三號”大白菜為試驗材料，通過菌株產IAA能力的定性、定量測定和大白菜促生效應測定來驗證其產IAA能力和促生功能。結果表明，2種菌株均能產生IAA，對大白菜幼苗的出苗率、株高、葉片數、葉面積、莖粗和主根長均有顯著的促進作用，能顯著提高大白菜幼苗地上部干質量、地上部鮮質量、地下部干質量和地下部鮮質量，能顯著提高土壤中IAA、速效磷、速效鉀和礦質氮的含量，能夠增加大白菜葉片中葉綠素含量。由此可見，特基拉芽孢桿菌和阿耶波多氏芽孢桿菌對植物生長具有一定的促生功能。

關鍵詞：菌株;IAA;大白菜;促生功能

中圖分類號 Q949.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）01-0022-03

大白菜（Brassica rapa L.ssp.pekinensis）屬于十字花科（Brassicaceae burnett）蕓薹屬（Brassica）作物，在我國每年播種面積約266.7hm2[1]，是我國播種面積第二大的蔬菜作物[2]，約占全國蔬菜總播種面積的15%[3]。近些年來，隨著我國設施蔬菜的快速發展，大白菜的種植呈現高度集約化、復種指數高等特點，該種植模式導致了土壤理化性質改變、鹽堿化嚴重、病害頻發、品質變劣、產量下降等連作問題[4-5]。針對大白菜連作中產生的問題可以通過水利、農業、物理和化學等措施進行改良，但水利措施治標不治本，農業措施見效慢，物理和化學措施易產生二次污染。近些年來，隨著微生物肥料的快速發展，其在改良連作土壤質量上已取得了較好的成效[6]。運用微生物肥料進行無公害蔬菜的培育成為當下研究的重要課題，已列為國家發展戰略產業和重要生物產品[7]。本課題以特基拉芽孢桿菌、阿耶波多氏芽孢桿菌和“北京新三號”大白菜為試驗材料，通過菌株產IAA能力的定性、定量測定和大白菜促生效應測定來驗證其產IAA能力和促生功能，為該2種菌株在微生物肥料生產中的應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 菌株1：特基拉芽孢桿菌（Bacillus tequilensis）、菌株2：阿耶波多氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai），由宿遷學院園林實驗室提供，分離自大白菜實施栽培連作土壤;大白菜品種為“北京新三號”，從京研益農（北京）種業科技有限公司購買;基質由草炭、珍珠巖和蛭石按照3∶1∶1比例混合而成;穴盤規格為50孔。

1.2 菌株產IAA能力測定

1.2.1 定性測定 參考張東艷等[8]的方法稍作修改，將菌株1和菌株2分別接種于LB液體培養基中（含100mg/L的L-色氨酸），置于37℃、180r/min的搖床上振蕩培養1d，取經過8000r/min離心后的菌懸浮液上清液50μL，加入50μL Salkowski比色液，滴在白瓷板上避光顯色30min后，若出現粉紅色則為陽性，表示該菌株能夠分泌IAA，顏色越深表示分泌的強度越大，不變色為陰性，表示不能分泌IAA。

1.2.2 定量測定 取離心后陽性菌株的上清液與等體積Salkowski比色液避光顯色30min，測定在530nm的吸光度，對照標準曲線，計算單位體積發酵液中IAA的含量[9]。

1.3 盆栽促生效應測定 將基質裝于穴盤中，大白菜種子播種在穴盤中，每穴1粒，每處理重復10次。播種后在種子上層蓋1層基質，并澆水。2d后澆灌濃度為106 CFU/mL菌株發酵液，每穴盤200mL，以澆灌同體積的無菌株的液體培養基為對照。常規養護管理，出苗后統計出苗率。出苗后將白菜幼苗移栽至苗床上，澆灌濃度為106 CFU/mL菌株發酵液，每棵50mL。常規養護管理，1個月后測量白菜株高、葉片數、葉面積、莖粗、主根長及地上部干質量、地上部鮮質量、地下部干質量、地下部鮮質量。參照鮑士旦[10]的方法測定土壤IAA、速效磷、速效鉀和礦質氮的含量，參照舒展等[11]方法測定大白菜葉片中葉綠素的含量。

2 結果與分析

2.1 菌株產IAA的能力 由菌株產IAA定性初篩測定結果（圖1）可知，菌株1和菌株2避光顯色后均為粉色且顏色較深，說明菌株1和菌株2均能產生IAA。由菌株產IAA定量測定結果（圖2）可知，菌株1產生IAA含量為51.72mg/L，顯著高于菌株2產生IAA含量47.3mg/L。

2.2 不同菌株對大白菜幼苗生長指標的影響 由表1可知，菌株1和菌株2處理后大白菜幼苗的出苗率顯著高于對照，但菌株1和菌株2處理后的出苗率之間無顯著差異。菌株1處理后大白菜株高最高（5.67cm），顯著高于菌株2和CK，且菌株2處理后的大白菜高度顯著高于CK。菌株1處理后大白菜葉片數最多（5.10片），其次為菌株2處理（5.00片），CK處理最少（4.70片），且菌株1處理顯著高于菌株2和CK。菌株1和菌株2處理葉面積之間無顯著差異，但均顯著高于CK的葉面積。菌株2處理大白菜莖粗最大（2.07mm），與菌株1處理間無差異顯著性，但顯著高于CK。菌株1處理大白菜主根長為6.42cm，顯著高于菌株2和CK，且菌株2處理的主根長也顯著大于CK。

2.3 不同菌株對大白菜幼苗物質積累及分配的影響 由表2可知，菌株1和菌株2處理后大白菜地上部干質量、地上部鮮質量、地下部干質量和地下部鮮質量均顯著高于CK，但菌株1與菌株2處理的各物質積累間無差異顯著性。

2.4 不同菌株對土壤養分含量的影響 由表3可知，菌株1和菌株2處理后土壤中IAA的含量顯著高于CK，但菌株1和菌株2處理間無顯著差異。菌株1處理土壤中速效磷和速效鉀含量最高，分別為3.86mg/kg和29.37mg/kg，顯著高于CK，但與菌株2處理間無顯著差異。菌株1處理礦質氮含量最高（9.25mg/kg），顯著高于菌株2和CK，且菌株2和CK之間無顯著差異。

2.5 不同菌株對大白菜葉片葉綠素含量的影響 由圖3可知，菌株1處理后大白菜葉片中的葉綠素含量最高，為2.53mg/kg，顯著高于CK;菌株2處理后大白菜葉片中葉綠素含量為2.25mg/kg，與菌株1、CK處理間均無顯著差異。

3 結論與討論

研究結果顯示，分離自大白菜實施栽培連作土壤的特基拉芽孢桿菌和阿耶波多氏芽孢桿菌均能分泌IAA，對“北京新三號”大白菜幼苗的出苗率、幼苗的生長、物質的積累和分配、葉片中葉綠素含量均有不同程度的促進作用，還能顯著提高土壤養分含量，該結果與張東艷[8]和李培根[9]的研究結果一致。本研究為微生物肥料的研發提供了菌種資源。

IAA是植物體內天然生長素存在的最主要形式，能夠增加植物根系，并促進根系的伸長，從而增加植物對土壤中養分的吸收，促進植株生長[12]。近年來，許多學者研究發現不同微生物具有分泌IAA的功能，楊豆等[13]發現Burkholderia lata和Enterobacter ludwigii能分泌IAA促進毛竹實生苗的生長;彭玉龍等[14]研究發現Bacillus toyonensis和Bacillus mobilis能分泌IAA促進煙草種子萌發;劉國強等[15]從黑果枸杞根際土壤中發現4株菌株能夠分泌IAA，不僅能夠促進黑果枸杞幼苗的根長、株高，增加葉片中葉綠素的含量，還能緩解鹽脅迫對黑果枸杞幼苗生長的抑制作用。

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（責編：徐世紅）