優(yōu)化短短芽孢桿菌施用技術對番茄和辣椒幼苗生長的影響_車建美.pdf

優(yōu)化短短芽孢桿菌施用技術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，并研究其對番茄和辣椒幼苗的施用效果。結果表明，短短芽孢桿菌葉面噴施和灌根結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 etal.，2016；Islametal.，2016；Meng etal.，2016；Xu etal.，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)境適應力強，具有較強與土著微生物的競爭力等（Panwaretal.，2000），在環(huán)保、生防、化工、食品等方面得到了很好的應用（黃學 等，2006；葛慈斌 等，2009；Che etal.，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 的施用技術及最適施用效果，以期為其田間的施用提供技術指導。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（Correspondingauthor）：劉波，男，博士，研究員，博士生導師，專業(yè)方向：微生物生物技術與農(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、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，包括細菌類肥料、放線菌類肥料以及真菌類肥料等，其中細菌類肥料中以芽孢桿菌居多（葛均青 等，2003；Kloepperetal.，2004；Ortízcastro etal.，2008；張艷群 等，2013；Goswami etal.，2014；Cherif-Silini etal.，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 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES2018（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) 24h。用滅菌牙簽挑取單菌落于 50mL 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 2.8×108cfu·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（1×108cfu·mL-1）稀釋 100 倍施用。共設 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。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（1×108cfu·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。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 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。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氏新復極差法進行多重比較，以 P 0.05作為差異顯著性判斷標準。2 結果與分析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到 20.00 cm，莖粗凈增長達到 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±0.27b 0.29±0.07a 37.50±0.95a 66.70±0.19a 26.58±0.27aCK1 20.75±0.11a 0.25±0.06a 34.50±0.31b 47.23±1.25b 17.52±0.18b灌根 19.25±0.30a 0.28±0.04a 35.75±0.82a 53.35±0.16a 19.37±0.16aCK2 19.75±0.84a 0.19±0.05a 32.25±0.17b 52.40±0.12b 19.44±0.16a葉面噴施 + 灌根 20.00±0.92a 0.16±0.03a 32.50±0.11a 55.64±0.22a 18.73±0.11aCK3 12.50±0.69b 0.06±0.02b 22.50±0.11b 50.06±0.33b 18.89±0.13a注：表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著（ P 0.05），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 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 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES進葉片長度的增長。總體來看，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 21.25 cm，莖粗的凈增長達 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 54.40 cm，葉片寬度和長度凈增長也最大，分別達 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，分別達到1.28mm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/mm10 18.00±1.23b 0.45±0.05c 5.57±0.11c 3.14±0.06b 2.29±0.06a100 20.29±0.14a 0.56±0.02b 6.57±0.27b 2.43±0.12d 2.00±0.05b500 19.71±0.41a 0.74±0.03a 7.00±0.21a 2.86±0.04c 2.00±0.06b1000 17.43±0.08b 0.21±0.04e 5.57±0.06c 3.29±0.06a 1.86±0.05c10000 17.43±0.52b 0.46±0.03c 5.43±0.09c 2.14±0.04e 1.43±0.06dCK 14.86±0.03c 0.38±0.03d 4.86±0.06d 2.14±0.03e 2.29±0.11a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/mm10 21.25±0.12a 0.37±0.05b 28.50±0.26a 59.88±0.21a 25.58±0.09b100 20.25±0.10b 0.44±0.02a 23.25±0.21c 53.35±0.12b 22.09±0.11e500 18.50±0.15c 0.37±0.03b 25.50±0.19b 53.10±0.04bc 24.24±0.11c1000 18.00±0.18d 0.33±0.01b 17.25±0.34e 59.78±0.19a 27.62±0.09a10000 17.76±0.07e 0.34±0.04b 22.50±0.14d 51.37±0.18d 21.62±0.09fCK 15.50±0.08f 0.22±0.03c 22.50±0.09d 42.98±0.17c 23.78±0.03d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/mmT1 47.80±0.03b 0.85±0.07b 11.90±0.05c 5.70±0.08ab 4.10±0.03abT2 53.10±0.03a 1.28±0.07a 13.80±0.10a 4.70±0.04bc 4.44±0.07aT3 54.40±0.03a 1.24±0.06a 13.30±0.08a 6.60±0.06a 4.50±0.10aT4 52.40±0.05ab 0.82±0.06b 12.90±0.06ab 5.70±0.20ab 3.10±0.21bCK 41.80±0.14c 0.79±0.05b 12.10±0.06bc 4.20±0.03c 3.20±0.14b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/mmT1 29.17±0.13a 0.26±0.06c 24.17±0.10d 53.99±0.12b 19.88±0.11bT2 30.67±0.11a 0.50±0.05a 47.67±0.07a 66.84±0.02a 25.73±0.08aT3 34.67±0.13a 0.52±0.10a 44.17±0.04ab 58.97±0.05ab 22.30±0.08abT4 30.33±0.20a 0.42±0.05b 32.83±0.08cd 59.69±0.05ab 20.02±0.17bCK 33.83±0.13a 0.33±0.03c 36.55±0.16bc 63.18±0.26ab 19.69±0.09b45新優(yōu)品種栽培管理本期視點產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 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 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 47.67 片、66.84mm 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）?？莶菅挎邨U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（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。康少輝等（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6×105cfu·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）的研究結果相似。本試驗結果表明，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能力，建議田間應用時，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 促生相關的基因，驗證和研究這些基因的促生相關功能。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，30（6）：601-602曹鳳明，沈德龍，李俊，關大偉，姜昕，李力，馮瑞華，楊小紅，陳慧君，葛一凡2008應用多重 PCR 鑒定微生物肥料常用芽孢桿菌微生物學報，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)學報，30（5）：498-503葛誠，吳薇1994我國微生物肥料的生產(chǎn)、應用及問題中國農(nóng)學通報，（3）：24-28葛慈斌，劉波，藍江林，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)學報，24（1）： 29-34葛均青，于賢昌，王竹紅2003微生物肥料效應及其應用展望中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，11（3）：87-88黃學，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報，27（5）：92-95回云靜，吳長寶，徐小明，蔡金艷，朱峰，任躍英2011枯草芽孢桿菌生物菌劑對五味子白粉病防效及生長的影響菌物研究，9（2）：100-104康少輝，蘇浴源，栗淑芳，申領艷，閆鳳岐，劉曉婕，呂麗霞2014不同濃度枯草芽孢桿菌對黃瓜秧苗長勢和質(zhì)量的影響河北農(nóng)業(yè)科學，（3）：52-53劉拴成，楊進成，馬麗華，張翠英，何月秋，普莉華2010解淀粉芽孢桿菌 B96.1-Y2 提高玉米生長和產(chǎn)量效應玉米科學，18（6）：78-82，85劉勇，柯紹英，黃小琴，劉林2008枯草芽孢桿菌 Bs2004 菌株的防病促生效果中國生物防治學報，（s1）：46-49孫中華，趙鉑錘，陳仕紅，紀明山2017枯草芽孢桿菌 B67 對黃46新優(yōu)品種栽培管理本期視點產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES瓜幼苗生長發(fā)育的影響中國瓜菜，（2）：15-18王美琴，劉慧平，韓巨才2011內(nèi)生枯草芽孢桿菌 Thhy1 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and Pepper Seedling Growth of Brevibacillus brevis FJAT-0809-GLXCHEJian-mei，LIUBo*，LIUGuo-hong，CHENQian-qian，ZHANGHai-feng（ AgriculturalBio-resourcesResearchInstitute， FujianAcademyofAgriculturalSciences， Fuzhou350003， Fujian，China）Abstract：Differentapplicationmethods，differentconcentrationanddifferentapplyingtimeswerestudiedinthispapertooptimizetheapplyingtechnologyofBrevibacillus brevis FJAT-0809-GLX.Andthegrowthpromotioneffectontomatoandpepperseedlingswasalsostudied.Theresultsshowedthatthecombinationofleafsurfacesprayingandrootirrigationcouldsignificanylyincreasetheplantheightandstemdiameterofpepperseedlings.Thenetincreasingofplantheightandstemdiameterreached20.00cmand0.16mmafter14daystreatment，respectively.DifferentconcentrationsofB. brevis FJAT-0809-GLXcouldincreasethegrowthoftomatoandpepperseedlings.Amongalltreatments， B. brevis FJAT-0809-GLX，diluted by500times，had thebestgrowthpromotioneffectontomatoseedlings；and dilutedby10timeshadthebesteffectonpepperseedlings.Differentrootirrigationtimeshaddifferenteffectsonthegrowthoftomatoandpepperseedlings.Twoorthreetimeshadbettereffectsontomatoseedlinggrowth.While，2timeshadthebesteffectsonpepperseedlinggrowth.Key words： Brevibacillus brevis FJAT-0809-GLX；Tomato；Pepper；Seedlinggrowth47新優(yōu)品種栽培管理本期視點產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES