普城沙雷菌对黄瓜生长品质、根际土壤微生物数量的影响(一)
植物根际促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria,简称PGPR)是指自由存在于植物根际范围中的一类可促进植物生长、防治病害、增加产量的细菌的统称。PGPR菌株可通过溶磷、解钾、固氮、产生植物激素等作用,直接促进植物生长,提高产量;还可以通过产生嗜铁素和抗生素等抑制病原物的生存与繁殖,进而减轻作物病害,改善植物根际土壤微生态环境,间接促进植物生长。如:从辣椒根际分离得到的具有产生IAA能力的枯草芽孢杆菌NJAU-G10能显著促进辣椒幼苗的生长和根系发育;枯草芽孢杆菌QM3能显著增加番茄植株叶片数,促进番茄株高及根系发育,且有效防治番茄早疫病;在大豆根际同时接种慢生大豆根瘤菌和胶质类芽孢杆菌后,土壤酶活性显著提高。由于PGPR具有促进植物生长、防治植物病害和改善植物根际土壤微生态环境的优良特性,因此,很多学者都积极投入到PGPR的开发、应用研究中。邱勤等研究指出,将PGPR菌剂施于土壤后,能显著促进苜蓿的生长,同时增加土壤中细菌、真菌、放线菌等微生物的数量,进而提高土壤养分。普城沙雷菌(Serratia plymuthica)A21-4是从洋葱根际土壤中分离出的辣椒疫病生防菌,能有效定殖在辣椒根系及根际土壤,抑制辣椒疫病的发生,同时,能显著促进辣椒生长,改善辣椒根际土壤微生态环境。
在前期普城沙雷菌对辣椒的促生作用研究的基础上,本试验探究了普城沙雷菌对黄瓜生长及根际土壤微生态环境的影响,以期为普城沙雷菌在黄瓜实际生产中的应用提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料
普城沙雷菌的利福平标记菌株(100μL·mL-1)由河南农业大学植物病害生物防治研究室在-80℃超低温冰箱保存备用;黄瓜品种为寒育6号(河南豫艺种业科技发展有限公司选育);供试培养基为TSA培养基(Tryptic Soy Broth Difco.30 g,琼脂18 g,蒸馏水1 000 mL)、AIA培养基(Actinomycete Isolation Agar Difco.22 g,蒸馏水1 000 mL)和PDA培养基(Potato Dextrose Broth Difco.24 g,琼脂18 g,蒸馏水1 000 mL)。
1.2试验方法
本试验于2017年1~6月在河南省郑州市毛庄绿园蔬菜基地进行。1月17日在日光温室穴盘播种育苗,2月17日移栽到大棚,施肥按照蔬菜基地常规管理进行,6月15日拉秧结束。
1.2.1 普城沙雷菌菌悬液的配制及处理
将普城沙雷菌在TSA培养基上培养48 h后,用0.1 mol·L-1MgSO4无菌溶液配制成108cfu·mL-1的普城沙雷菌菌悬液。黄瓜育苗期和田间生育期分别用普城沙雷菌菌悬液处理,在育苗期,第1片真叶展开时,用普城沙雷菌菌悬液进行灌根处理(50 mL·株-1);移栽10 d后再用普城沙雷菌菌悬液进行灌根处理(200 mL·株-1),以清水处理为对照,每个处理设3次重复,每个重复150株(6行·重复-1,25株·行-1)。
1.2.2黄瓜生育指标和生理指标的测定
2月17日,即黄瓜播种后30 d,每个重复选9株,每个处理3次重复,测定黄瓜苗期株高、茎粗、地上部鲜质量、根鲜质量和第3片真叶的叶绿素含量;3月19日,即移栽后30 d,每个重复取5株,每个处理3次重复,测定黄瓜开花期株高、茎粗、叶片数、叶面积和开花数;在黄瓜苗期(2月17日)、开花期(3月19日)、初果期(4月7日)、盛果期(5月2日)和采收后期(6月7日)分别测定根系活力。叶绿素含量的测定采用分光光度法,根系活力的测定采用氯化三苯基四氮唑法。
1.2.3黄瓜产量和品质相关指标的测定
黄瓜采收期,每个重复选取30株(6行·重复-1,5株·行-1),每个处理3次重复,采集黄瓜果实,采用称重法测定单株黄瓜果实质量,直至结果期完结后,计算单株产量和每667 m2产量。黄瓜初果期、盛果期和采收后期分别测定品质相关指标,VC含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定,蛋白质含量采用考马斯亮蓝G250法测定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定。
1.2.4黄瓜根际土壤酶活性的测定
在黄瓜开花期、初果期、盛果期和采收后期分别测定根际土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性。黄瓜根际土壤样品的采集:轻轻拨开黄瓜表层土壤,收集黄瓜根际土壤,过60目筛,每处理3次重复。脲酶活性采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定,磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定,过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定,蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水杨酸比色法测定。
1.2.5黄瓜根际土壤微生物数量的测定
在黄瓜开花期、初果期、盛果期和采收后期分别测定黄瓜根际土壤细菌、真菌和放线菌的数量。土壤样品的采集方法同1.2.4,根际土壤微生物的测定采用稀释平板涂布法。称取1 g土样,倒入装有100 mL无菌水的三角瓶中,充分振荡,然后用无菌水进行梯度稀释,配制成一系列浓度梯度的稀释液,将0.1 mL的稀释液均匀涂布在含PCNB的TSA平板上,置于28℃恒温箱中培养3 d后调查细菌数量;将0.1 mL的稀释液均匀涂布在含乳酸的PDA平板上,置于26℃恒温箱中培养5 d后调查真菌数量;将0.1 mL的稀释液均匀涂布在含乳酸的AIA平板上,置于28℃恒温箱中培养7 d后调查放线菌数量。调查细菌和真菌采用新鲜土样,调查放线菌采用自然风干的土样。
1.2.6黄瓜根际土壤速效氮、磷、钾的测定
在黄瓜开花期、初果期、盛果期和采收后期分别测定黄瓜根际土壤速效氮、磷和钾的含量。土壤样品的采集方法同1.2.4,速效氮含量的测定采用碱解扩散法,速效磷含量的测定采用碳酸氢钠法,速效钾含量的测定采用乙酸铵浸提,火焰光度法。
1.3数据处理与分析
采用Excel 2003和SPSS 13.0软件进行数据分析,采用Duncan氏新复极差法(SSR法)进行显著性检验。