不同苎麻品种根际微生物的变化及其对产量影响的初步研究

朱四元，汤清明，刘头明，周建霞，唐守伟

（中国农业科学院麻类研究所，湖南 长沙 410205）

苎麻是我国极具特色的经济作物，其产量和面积均占全世界的90%以上。土壤微生物是土壤生物化学特性的重要组成部分，是评价土壤质量的重要指标之一[1]。在生态系统中土壤微生物群体组成了一个强大的动力资源库，它们在植物残体降解、腐殖质形成及养分转化与循环中起着重要作用[2-4]。植物根际是植物和土壤进行物质、能量交换的场所，土壤微生物的数量直接影响土壤的生物化学活性及土壤养分的组成与转化，是土壤肥力的重要指标之一[5]。植物可以为微生物提供一部分生长物质满足微生物生长，微生物也可以产生影响植物生长的生长因子。已报道的有关苎麻的研究主要集中产量、品质等方面的研究[6-7]，而有关苎麻不同品种间土壤微生物的研究还很少见。本文以6个不同苎麻品种（系）、土壤为研究对象，对不同品种的根际和非根际微生物进行研究，并探讨根际微生物与品种产量的相关性，旨在探讨苎麻不同品种间主要微生物的变化情况与产量的关系，为苎麻创造良好的土壤生态环境、建立高产优质栽培模式提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

6个品种由中国农业科学院麻类研究所、华中农大等四个单位提供，具体的品种特性及来源见表1。

表1 供试材料名称及来源Table 1 The ramie varieties and their sources

1.2 试验设计

6个品种采用随机区组排列，3次重复，小区面积20m2，共18个小区，种苗全部采用统一繁殖的嫩梢扦插苗。

根际土壤取样采用“抖根法”，将土壤表面5cm以上的土壤扒掉，将植株根系从土壤中挖出（5～30cm范围内），抖掉与根系松散结合的土体，然后将与根系紧密结合在0～4 mm范围内的土壤用刷子刷下来作为根际土样。根际以外的土为非根际土壤。每小区按“蛇形法”于苎麻纤维收获期，随机选5个点采集根际和非根际混合样品，装袋迅速带回实验室于4℃冰箱保存，测定微生物的数量。

1.3 试验方法

1.3.1 微生物计数[5]称取土样10g，置于盛有90mL无菌水的三角瓶中，放在200次／min的振荡机上振荡10min，使土粒均匀分散成为土壤悬液，然后静置10min，在超净工作台上，吸取1mL土壤悬液放入9mL无菌水试管中，吹吸3次混匀，即得10-2稀释液，依次用10倍法稀释到10-7成一系列稀释液。土壤悬液的接种采用平板涂抹接种法，吸取100uL土壤悬液于平板的中央，随即用无菌玻璃刮刀，将接种物均匀涂抹开。

细菌培养用牛肉膏蛋白胨培养基（100μL 10-6～10-5稀释度悬液），每稀释度3个重复，28℃培养2d后计算菌落数；真菌用马丁氏培养基（100μL10-3～10-4稀释度悬液），每稀释度3个重复，28℃培养4d后计算菌落数；放线菌用改良高氏1号培养基（100μL 10-3～10-4稀释度悬液），每稀释度3个重复，28℃培养5d后计算菌落数。

1.3.2 苎麻经济指标与产量的测定 测定6个品种三季麻每个小区的经济性状指标、纤维产量，3个重复取平均值，然后将平均值折算为kg/667m2。

2 结果与分析

2.1 不同品种间根际微生物数量

对不同苎麻品种土壤根际主要微生物的测定结果表明，不同品种之间主要微生物数量变化趋势不明显，其中细菌微生物量在品种CZ0601有较小的增长趋势，真菌、放线菌变化趋势基本一致；从主要微生物的种类来看，其中细菌的数量是真菌、放线菌的约10倍；进一步的方差分析标明，在不同品种之间细菌数量差异不大，仅品种CZ0601与其它五个品种间差异达到5%的显著水平，其他品种间差异不显著；不同品种间真菌数量在部分品种间存在显著差异；放线菌数量只有品种D801与其他4个品种存在显著差异，其他品种间差异不明显；通过方差分析表明了不同品种间主要微生物总量的变化在少部分品种间有显著差异，主要体现在品种CZ0601与其他品种间差异显著，这可能与品种CZ0601根系属于深根型有关。

表2 不同品种5～30cm土层根际微生物数量Table 2 Microorganismquantityofsixramie varieties in the 5～30cmrhizosphere

2.2 不同品种间非根际微生物数量

从表3可以看出，6个不同苎麻品种非根际土壤的主要微生物中，细菌的数量最多，是真菌、放线菌数量的10倍左右；方差分析表明，6个不同品种间非根际土壤中细菌、真菌、放线菌在品种间的差异均不显著，非根际主要微生物的总量在非根际土壤中差异不显著，这说明，不同苎麻品种间非根际主要微生物总量差异不明显。

表3 不同品种5～30cm土层非根际微生物数量Table 3 Microorganismquantityofsixramie varieties in the 5～30cmnon-rhizosphere

2.3 不同品种间根际和非根际微生物的比较

由表4可以看出，不同品种间根际、非根际细菌数量变化有所不同，品种圆叶青的根际细菌数量最多，为4.85×106Cfu/g干土，非根际细菌中以品种D801数量最多，为3.48×106Cfu/g干土；真菌、放线菌的数量在根际和非根际差异不是很大，两种微生物数量明显比细菌数量少；从总量来看，根际的微生物数量明显比非根际的高，表现出了明显的根际效应。

表4 不同品种根际、非根际微生物差异Table 4 Microorganismquantitative difference ofsixramie varieties between the rhizosphere and non-rhizosphere

2.4 不同品种经济性状指标与纤维产量结果

由表5可以看出，株高、茎粗等经济性状指标在品种间差异不大；不同品种间纤维产量存在差异，三季麻全年总产中苎2号产量最高，为246.1kg/667m2，比对照圆叶青增产19.5%，品种D801产量最低，为182.4 kg/667m2，比对照圆叶青减产11.4%，其他三个品种均有小幅增长，排名依次为中苎2号＞华苎4号＞96-1-2＞CZ0601＞圆叶青＞D801。

表5 不同品种经济性状指标与纤维产量Table 5 Fiber yields and other economic traits ofdifferent varieties

2.5 经济性状指标、纤维产量与各微生物数量的相关分析

以整个试验期间的数据为依据，进行经济性状指标、产量与微生物数量间的相关分析表明（表6），经济性状指标与主要微生物数量不存在显著相关性，苎麻纤维产量与微生物总量存在负相关，但不显著；苎麻纤维总产量与真菌数量的相关性最大，成正相关，相关系数达到r=0.623，皮厚与微生物的数量相关性最小，株高与微生物数量相关性较大，但都未达到显著相关水平。

表6 土壤微生物量与苎麻经济性状指标、纤维产量相关分析Table 6 Correlations analysis on microorganismquantityofsoil with fiber field and economic traits oframie

3 小结与讨论

3.1 土壤微生物是陆地生态系统中最活跃的成分，担负着分解动物、植物残体的重要使命，推动着生态系统的能量流动和物质循环[8]，决定着植被的生长状况和土壤肥力。研究苎麻土壤微生物的组成和数量，为苎麻的移栽、土壤改良和生态恢复提供科学依据，从而找到适合苎麻生长的最佳土壤微生境。

3.2 本文对不同苎麻品种间微生物进行了初步研究，探讨品种间主要微生物的种类与数量，各品种主要微生物的数量仍以细菌数量最多，是真菌、放线菌的10倍左右，可能是由于细菌适应不良环境的能力较强，这与其他作物的研究结果类似[9]。有研究表明，在植物根际，根际微生物与根系组成了一个特殊的生态系统，微生物繁殖速度快、数量多[10]。从微生物的数量看，苎麻根际土壤微生物的数量多于非根际土壤，部分品种间根际微生物存在明显差异，而非根际微生物差异不显著，这可能是由于根际效应的影响。

3.3 通过苎麻经济性状指标、产量与主要微生物的相关的初步分析，微生物的数量与苎麻产量存在相关性，但相关性不显著，这可能表明微生物的数量变化对苎麻经济性状指标、产量有一定的影响，更深入的研究还在进行中。

[1]Bums RG.Enzyme activity in soil：location and a possible role in microbial ecology[J].Soil Biology&Biochemistry，1982，14，423-427.

[2]HuangPM，BollagJM，Senesi N.Interactions Between Soil Particles and Microorganisms-Impact on the Terrestrial Ecosystem[M].Marcel Dekker，NewYork，2002，307-379.

[3]Kennydy AC，Smith KL.Soil microbial diversity index and the sustainability of agricultural soils[J].Plant and Soil，1995，170，75-86.

[4]Schutter M，Sandeno J，Dick R.Seasonal，soil type，alternative management influences on microbial communities of vegetable croppingsystems[J].Biology and Fertility of Soils，2001，34，397-410.

[5]中国科学院南京土壤研究所微生物实验.土壤微生物研究法[M].北京：科学出版社，1985，40-59，90-179，263-269.

[6]熊和平，喻春明，唐守伟，等.苎麻新品种“中苎2号”的选育[J].中国麻业科学，2010，32（2）69-72.

[7]熊和平.麻类作物育种学[M].北京：中国农业出版社，2008.

[8]张萍，郭辉军，刀志灵，等.高黎贡山土壤微生物生化活性的初步探讨[J].土壤学报，2000，5（2）：275—279.

[9]孙秀山，封海胜，万书波，等.连作花生田主要微生物类群与土壤酶活性变化及其交互作用[J].作物学报，2001，27（5）：617-621.

[10]肖春玲，贺晖，廖信军，等.井冈山植物根际土壤微生物的初步研究[J].安徽农业科学，2008，36（8）：3296-3297，3303.