PGPB菌剂对5种红树小苗的野外接菌效应1)

王荣丽 廖宝文 何雪香 李玫 管伟 张晓君

(中国林业科学研究院热带林业研究所，广州，510520) (广东省林业科学研究院) (中国林业科学研究院热带林业研究所)

PGPB菌剂对5种红树小苗的野外接菌效应1)

王荣丽 廖宝文 何雪香 李玫 管伟 张晓君

(中国林业科学研究院热带林业研究所，广州，510520) (广东省林业科学研究院) (中国林业科学研究院热带林业研究所)

在湛江雷州附城镇红树林苗圃进行试验，研究了PGPB菌剂对5种红树小苗的野外接菌效应。接菌后1 a，对供试小苗进行了生长指标及叶片氮、磷质量分数的测定。结果表明：固氮菌(NGWB-y1)和溶磷菌(P7)以(1∶1)混合并按1∶10兑水的比例对苗床进行接菌后明显促进了5种红树小苗的苗高、地径、叶片数、生物量的生长；与对照相比，5种红树叶片的氮、磷质量分数明显升高。综合看，PGPB对桐花(Aegicerascorniculatum)和秋茄(Kandeliacandel)的促生作用明显大于拉关木(Lagunculariaracemosa)、红海榄(Rhizophorastylosa)和白骨壤(Avicenniamarina)，对桐花的促进作用主要表现在苗高、地径、生物量的增加，对秋茄的促进作用主要表现在叶片数、叶片全氮、全磷质量分数的增加。PGPB接种5种红树小苗后，其土壤化学性质的变化无规律。

PGPB；红树小苗；野外接菌

By the field experiment, we studied the inoculation effects on five species of mangrove plants in Zhanjiang. After one-year inoculation, we tested the growth index of seedlings. Mixed inoculation of nitrogen-fixing bacteria (NGWB-y1) and phosphate-solubilizing bacteria (P7) (1∶1) with the water of 1∶10 significantly promoted the increase of height, ground diameter, leaf number and biomass of five species of mangrove seedlings. The contents of nitrogen and phosphorus in leaves of five species of mangrove seedlings were obviously improved compared with the control group. PGPG inoculation inAegicerascorniculatumandKandeliacandelhas a geater promoting effect thanAvicenniamarina,RhizophorastylosaandLagunculariaracemosa. For Aegiceras corniculatum, PGPB inoculation has a significant effect on its height, ground diameter and biomass. The effects of PGPB inoculation onK.candelare: the number of blades has a big increase, and the content of total nitrogen and total phosphorus also increase.

红树林是生长于热带亚热带海滩的一种特殊植物群落，是陆地生态系统向海洋生态系统过渡的一种独特的森林生态系统[1]。由于生态系统交界处属于生态环境脆弱带，生物链简单、易断裂、容易发生生态破坏、系统恢复力和抵抗力较差，种群可被替代概率大，自然干扰及人为干扰均能改变其功能[2]。红树林毁坏和退化普遍存在。就广东湛江市红树林来说，2005年调查发现，湛江市天然及引种红树及半红树植物种类较多，形成的群落类型达30多种，但保存较好的原始群落类型不多，群落受人为干扰和破坏严重。红树林造林引起人们极大关注。但就目前来说，湛江市红树林造林还存在很多困难。政府投入大量资金进行造林，但效果不佳。造林成活率低不仅有台风、海潮等自然原因，造林技术更是一个摆在造林人员面前的一个难题。接种植物促生菌PGPB被认为是一种有效促进植物生长，提高植物抗逆能力，提高小苗造林成活率的有效途径之一。因此，微生物制剂在农林业提高植物生产力方面逐渐受到很多研究者的关注。20世纪50年代，原苏联就报道了采用有益微生物促进作物增产。20世纪80年代后期加拿大西部Saskatchewan的Philom Bios公司成功推广的解磷菌剂、固氮菌剂和解磷固氮混合菌剂，主要应用作物有小麦、油菜、豌豆和牧草，平均增产10%～15%[3]。吉云秀等[4]就将从翅碱蓬(Suaedaheteroptera)根际土分离得到的4种菌接种于燕麦和黑麦草幼苗，结果表明，4种菌均能不同程度缓解盐胁迫对燕麦和黑麦草幼苗的影响。姚如斌等[5]研究表明高效解磷细菌对杨树的生长有明显的促进作用。张辉等[6]研究表明促生菌对桉树人工林地土壤肥力的提升有明显的效果。国外对红树林生态系统中PGPB研究始于20世纪90年代初，并指出利用PGPB接种能有效促进红树林幼苗和胚轴的生长，而我国在该研究领域尚处于起步阶段[7-8]。李玫等[3，9]、何雪香等[10]对红树植物木榄(Bruguieragymnoihiza)、秋茄(Kandeliacandel)、红海榄(Rhizophorastylosa)接种溶磷固氮菌的研究也证实了促生菌对红树植物的促生效应。我国对于红树植物促生菌促生效应集中于室内研究，在野外受潮汐等扰动作用较大的环境下，促生菌的促生效果有待进一步研究。因此，本研究对湛江雷州的一个苗圃的5种红树植物进行PGPB接菌试验并在接菌1 a后监测其生长状况。

1 研究区概况

广东湛江位于北纬20°13′～21°40′，东经109°35′～112°19′，是广东省红树林分布最广、面积最大、红树林物种分布最为丰富的地级市。红树林主要分布在徐闻县五里镇(20°13′N)和廉江高桥(21°33′N)之间的东西沿海地区，其中西段的红树林生长最为繁盛。湛江市红树林分布区属于北热带气候区，年均温28.3 ℃，最冷月均温17.2 ℃，海水表面均温23.7 ℃，盐度2.97%～3.20%，年降水量约1 500 mm，终年几乎无霜[11]。潮汐为混合全日潮，平均潮差2.53 m，最大潮差6.25 m。湛江市红树林分布区土壤多为滨海沙土和滨海盐土，其中滨海盐土多为浅海沉积或河流冲积物发育而成，形成淤泥深厚、肥沃的最适宜红树林生长的土壤之一[12]。

2 研究方法

菌株介绍：固氮菌(NGWB-y1)和溶磷菌(P7)均是从红树植物根际分离的菌株。NGWB-y1分离提取自湛江高桥的无瓣海桑(Sonneratiaapetala)，经Biolog系统鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)，属芽孢杆菌科、地衣芽胞杆菌属，具有较高的固氮酶活性；P7提取自湛江高桥的红海榄根际，经Biolog系统鉴定、16 S rDNA序列测定为枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)，属芽孢杆菌科，枯草芽孢杆菌属，具有很强的溶磷能力。

试验设置：试验点设在湛江雷州附城的一块红树林苗圃地，苗木培育采用营养袋育苗法，供试植物为拉关木(Lagunculariaracemosa)、秋茄、桐花、白骨壤、红海榄小苗。将培养好的NGWB-y1和P7按1∶1容积比均匀混合，混合菌与水以1∶10的比例稀释，选择小潮期间(潮水2～3 d内不会涨上苗圃地)对供试植物进行接菌。试验结束时(约1 a)，测定小苗的苗高、地径、叶片数及叶片全氮、全磷、全钾的质量分数，对照为空白不接菌。取每种红树幼苗下生长的土壤，测定土壤的pH值、碱解氮、有效磷、速效钾质量分数。

3 结果与分析

3.1 PGPB接菌对5种红树小苗生长的影响

3.1.1 对苗高、地径、叶片数的影响

PGPB接菌对红树小苗生长的影响见表1。从苗高看，PGPB接菌和未接菌5种红树小苗苗高有极显著差异，其中，桐花苗高增长率最高，为80.80%。说明PGPB接菌对苗高有明显的促进作用。从地径看，PGPB接菌后5种红树小苗比对照均有一定的增加。秋茄和桐花PGPB接菌和未接菌的小苗地径差异极显著，拉关木、红海榄、白骨壤PGPB接菌和未接菌小苗地径差异不显著。从叶片数看，5种红树小苗在接种菌种后叶片数量相比对照来说均有一定增加。除红海榄差异不显著外，桐花、秋茄、拉关木、白骨壤接菌和未接菌的小苗叶片数呈极显著差异。秋茄叶片数增加最多，增长量是未接菌的2倍，叶片数增长率由大到小依次为秋茄(226.79%)、拉关木(141.08%)、桐花(83.43%)、白骨壤(81.68%)、红海榄(31.78%)。

表1 PGPB接菌对红树小苗生长的影响

注：表中数据为平均数±标准差。经邓肯多重检验，同列小写字母不同表示差异显著(p<0.05)，大写字母不同表示差异极显著(p<0.01)。

3.1.2 对生物量的影响

从表2可以看出，除白骨壤、红海榄接菌和不接菌地上生物量差异不显著外，桐花、秋茄、拉关木接菌和未接菌小苗地上生物量均呈现极显著差异。桐花根生物量接菌和对照差异极显著，秋茄、拉关木、红海榄、白骨壤根生物量接菌和对照差异不显著。桐花接菌和未接菌小苗的总生物量有极显著差异，接菌和未接菌秋茄小苗总生物量呈显著差异，拉关木、红海榄、白骨壤接菌和未接菌小苗总生物量差异不显著。从同一树种接菌后的生物量增长幅度看，除桐花外，PGPB接菌对供试红树小苗地上生物量的促进作用明显大于地下生物量。总的来说，PGPB接菌对5种红树植物小苗(除白骨壤根生物量外)的地上生物量、地下生物量和总生物量有明显的促进作用，对于桐花促进效果最为明显。

表2 PGPB接菌对红树小苗生物量的影响

注：表中数据为平均数±标准差。经邓肯多重检验，同列小写字母不同表示差异显著(p<0.05)，大写字母不同表示差异极显著(p<0.01)。

3.2 PGPB接菌对对植物叶片营养元素的影响

5种红树小苗接种PGPB菌种1 a后，全株小苗叶片全氮质量分数有明显的增高(表3)。其中接菌和未接菌桐花、秋茄全株叶片氮质量分数差异极显著，拉关木全株叶片氮质量分数差异显著，红海榄、白骨壤差异不显著。接菌后5种红树植物叶片氮质量分数相比对照增长率从大到小依次为：秋茄(263.16%)、桐花(181.08%)、拉关木(131.58%)、红海榄(111.11%)、白骨壤(75.00%)。

表3 PGPB接菌对红树小苗全株叶片营养元素的影响

注：表中数据为平均数±标准差。经邓肯多重检验，同列小写字母不同表示差异显著(p<0.05)，大写字母不同表示差异极显著(p<0.01)。

与未接菌的小苗相比，接菌的小苗全株叶片全磷质量分数明显增高(表3)。桐花、秋茄、拉关木接菌和未接菌全株叶片磷质量分数差异极显著，红海榄差异显著，白骨壤差异不显著。磷质量分数增长率从大到小依次为：秋茄(312.50%)、拉关木(284.61%)、桐花(185.00%)、红海榄(136.84%)、白骨壤(111.11%)。由此可见，PGPB接菌明显增加了5种红树小苗叶片氮磷质量分数，其中对桐花和秋茄的促进效果最为显著。

3.3 PGPB接菌对土壤化学性质的影响

由表4可见，桐花、红海榄接种菌株的土壤pH与未接种菌株的差异不显著，秋茄、拉关木、白骨壤差异极显著。接菌后土壤pH下降，一方面是由于固氮菌的固氮作用使土壤酸性增加；另一方面由于溶磷菌在溶解难溶性磷酸盐时在代谢过程中分泌多种有机酸，从而使接种菌株后的土壤pH变小，酸度增加；而接菌后土壤pH不变或有少量升高，可能是由于野外潮汐雨水冲刷造成的。除拉关木接菌与未接菌的土壤碱解氮差异不显著外，桐花、秋茄、红海榄差异极显著，白骨壤差异显著。另外，对于土壤中的有效磷来说，除秋茄接菌和未接菌土壤有效磷差异极显著外，其他树种差异不显著，除白骨壤外，接菌土壤中的有效磷质量分数均比未接菌的少，这可能是由于固氮菌的固氮作用使土壤中的氮质量分数增加，使生物产量提高，对磷素吸收过快造成的[13]。对土壤速效钾质量分数来说，桐花、秋茄、红海榄土壤速效钾质量分数差异显著，拉关木、白骨壤土壤速效钾质量分数差异极显著。总的来说，5种红树植物接菌和不接菌土壤化学性质的变化无规律性。

4 结论与讨论

野外红树林造林成活率低，在湛江雷州附城野外苗圃，固氮菌(NGWB-y1)和溶磷菌(P7)对5种红树小苗进行混合接种可显著促进小苗的生长。接菌1 a后苗高、地径、叶片数、地上地下生物量明显增加，与目前已做的有关植物促生菌对植物的促生效应研究结果[9，14-16]相一致。

PGPB接菌明显改善雷州附城苗圃内拉关木、秋茄、桐花、白骨壤、红海榄5种红树叶片中的氮磷营养。接菌和未接菌桐花、秋茄全株叶片氮质量分数差异极显著，拉关木全株叶片氮质量分数差异显著，秋茄接菌后叶片氮质量分数增长率最大，桐花次之。桐花、秋茄、拉关木接菌和未接菌全株叶片磷质量分数差异极显著，红海榄差异显著，白骨壤差异不显著。

表4 PGPB接菌对土壤化学性质的影响

注：表中数据为平均值±标准差。经邓肯多重检验，同列小写字母不同表示差异显著(p<0.05)，大写字母不同表示差异极显著(p<0.01)。

Puente等[17]在墨西哥拉巴斯红树林恢复工程中，用红树林固氮蓝藻(Microcoleuschthonoplastes)接种红树苗木，用N15示踪研究表明，由M.chthonoplastes固定的氮存在于其他组织中，但主要是被叶片吸收。因此，针对湛江红树林造林建议使用PGPB接菌技术，以培育健壮、抗逆性强的苗木，提高造林成活率。

植物促生菌接菌后可明显提升土壤肥力，土壤微生物和营养元素含量明显增加[18]。但PGPB混合接种5种红树后的土壤化学性质无明显规律，这可能是由土壤表面潮汐、雨水的冲刷扰动作用造成的。

PGPB的接菌对红树林恢复方面有很明显的促进作用。本研究中，PGPB接菌对桐花、秋茄的促进效果在5种红树中最佳，桐花主要表现为苗高、地径、地上地下生物量的增加；秋茄主要表现在叶量的增多，叶片全氮、全磷质量分数的增加，说明PGPB可以明显促进秋茄对氮、磷元素的吸收。由于我国在红树林领域内关于促生菌的研究还处于起步阶段，以后还有很多工作要做，如PGPB制剂的剂型稳定性是其应用的一个主要障碍[19]。何雪香等[10]利用不同溶磷固氮菌组合对红树小苗盆栽混合接种表明不同的菌种组合对不同的红树有不同的促进作用。因此，有必要对专一红树植物的最适固氮菌和溶磷菌进行更进一步的筛选。不同接菌量对红树小苗的促生效应、提高田间PGPB的野外定植能力、固氮溶磷基质的研究及高效多功能复合菌的生产、混合接菌的整个研究过程完整评价体系的建立等都是今后要研究的方向。

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Effects of PGPB Inoculation on Five Species of Mangrove Seedlings in the Field

Wang Rongli, Liao Baowen(Tropical Forestry Institute of China Academy of Forestry, Guangzhou 510520, P. R. China); He Xuexiang(Guangdong Academy of Forestry); Li Mei, Guan Wei, Zhang Xiaojun(Tropical Forestry Institute of China Academy of Forestry)//Journal of Northeast Forestry University，2015,43(1)：103-106.

PGPB; Mangrove seedling; Inoculation

1) 农业科技成果转化资金项目(2012GB24320582)；国家自然科学基金面上项目(41176084)。

王荣丽，女，1989年10月生，中国林业科学研究院热带林业研究所，硕士研究生。E-mail：504778851@qq.com。

廖宝文，中国林业科学研究院热带林业研究所，研究员。E-mail:baowenliao@ritf.ac.cn。

2014年7月11日。

S144.1

责任编辑：程 红。