液体复合微生物菌剂对小麦萌发及生长的影响

秦亚芬，张 杰

（山西师范大学生命科学学院，临汾041000）



液体复合微生物菌剂对小麦萌发及生长的影响

秦亚芬，张 杰*

（山西师范大学生命科学学院，临汾041000）

摘 要：以‘晋麦97号’为试验材料，采用水培法，研究了稀释10倍、100倍、1 000倍的液体复合微生物菌剂对小麦萌发及生长的影响。结果表明：在萌发方面，稀释1 000倍的菌剂效果最好，发芽率、发芽势和发芽指数分别增加8" 30％、8" 30％和5" 94％，但稀释10倍的菌剂抑制显著；在生长发育方面，稀释100倍的菌剂显著促进小麦幼苗的株高、两侧根长和根系活力，分别增加9" 78％、21" 59％和56" 60％；稀释100倍、1 000倍的菌剂均能提高其干重、鲜重、可溶性总糖和叶绿素含量，其中1 000倍的效果更好。

关键词：小麦；萌发；生长；微生物菌剂

小麦作为世界上的第二大粮食作物［1］，历来备受关注，随着人们生活水平的提高，人们在追求产量的同时，对粮食的品质及安全也提出了更高的要求［2］。长期以来化肥的大量使用虽然极大地提高了小麦的产量，随之也带来一系列问题，譬如土壤理化性质的改变，土壤生物种类的减少以及生物活性的降低，这使得土壤的可持续利用受到了限制［3］，从而直接影响到小麦等农作物的产量及品质。

微生物肥料中含有大量的高活性的微生物，这些微生物有的可以固氮，有的可以将土壤中植物难以吸收的磷元素、钾元素转变为植物可以直接吸收利用的磷、钾，从而提高了化肥的利用率［4］，减少化肥的施用量，大量活的微生物通过在土壤中活动还可以改善土壤理化性质，提高土壤生物多样性，吸收土壤中残留农药、抑制病害菌等等，因此在提高食品安全及品质方面发挥着积极的作用［5］。

近年来，微生物肥料以其绿色、安全、有机等特色越来越受到重视［6］，特别是微生物菌剂正受到农民朋友的热捧。微生物在作物上的肥效研究大多数集中在单一的微生物对农作物的肥效，复合微生物对小麦生长的影响这方面研究还较少，本试验选取了7种农用微生物，按一定的比例复合发酵，得到了一款液体复合微生物菌剂，研究其对小麦萌发、小麦幼苗生长发育的影响，为复合微生物菌剂的推广使用提供一定的理论基础，为提高小麦萌发、增产开阔新的思路［7］。

1 材料与方法

1．1 供试材料

小麦种子：‘晋麦97号’。

液体复合微生物菌剂：由枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、嗜酸乳杆菌、酿酒酵母菌、固氮菌和细黄链霉菌7种菌按一定的比例复合发酵而成，其有效活菌数≥2×108cfu/mL。上述7种菌全部购买于中国农业微生物菌种保藏管理中心（ACCC）。

1．2 试验方法

1" 2" 1 菌剂对小麦种子萌发的影响

分别用稀释了10倍、100倍和1 000倍的菌剂（蒸馏水稀释）浸种12 h；完毕后，取各稀释倍数下的种子40粒放置于不同的培养皿中，种子上下各用两层纱布覆盖［8］，每皿加入相应稀释倍数的菌剂10 mL，每组重复3次，置于27℃的恒温培养箱中培养。

1" 2" 2 菌剂对小麦生理生长的影响

用蒸馏水浸种12 h；完毕后，将种子放置于培养皿中，每皿40粒，加入蒸馏水刚好浸没种子的一半，最后放置于27℃的恒温培养箱中。其中每日光照处理14 h、黑暗处理10 h，光照强度为3 000—3 500 lx；培养48 h后，试验组各取10倍、100倍和1 000倍的菌剂1 mL加入相应的培养皿中，对照组加蒸馏水，每组重复3次。此后连续3 d每隔24 h加入相应稀释倍数的菌剂3 mL。水分不足时用蒸馏水补充，保证水分浸没种子的一半。

1．3 测定指标

1" 3" 1 小麦种子萌发指标

每隔24 h观察并记录萌发种子的数目，种子萌发以露白为标准［8］。

发芽率＝（发芽种子数/总的种子数）×100％；

发芽势＝（2 d内发芽种子数/总的种子数）×100％（该小麦种子发芽多集中在2 d内）；

发芽指数＝∑每天种子发芽数/相应天数。

1" 3" 2 小麦幼苗生长生理指标

7 d后，随机选取15株小麦幼苗测定并记录每株幼苗株高（基部到最长叶长末端）、两侧根长、最长根长、根系分蘖数和鲜重；测定并记录15株幼苗的总干重，另测定幼根、幼叶的可溶性总糖含量（蒽酮比色法）、光合作用强度（改良半叶法）、根系活力（TTC法）以及叶绿素含量［9-10］。

2 结果与分析

2．1 液体复合微生物菌剂对小麦种子萌发的影响

从表1可知：对于小麦种子发芽率来说，各稀释菌剂均具有促进作用，在一定范围内稀释倍数越大，发芽率越高，稀释了1 000倍的菌剂其发芽率最高为95" 00％，比对照组的86" 70％高出8" 30％，但差异不显著。

表1　各稀释菌剂对小麦种子萌发的影响Table 1 Effect of dilution rate of microbial agent on seed germination

对于小麦种子发芽势来说，在27℃下，不同稀释倍数的菌剂处理小麦种子时，1 000倍下最好，为88" 30％，比对照组的80" 00％高出8" 30％，但差异不显著；稀释10倍的菌剂抑制小麦种子发芽势，与对照组相比差异显著，与100倍和1 000倍相比差异显著。说明在一定范围内，发芽势与稀释倍数呈正相关。

各稀释菌剂处理小麦种子时，1 000倍下发芽指数最好为31" 20，比对照组的29" 45高出5" 94％，但差异不显著；稀释10倍的菌剂抑制小麦种子发芽指数，与对照组相比差异显著，与100倍和1 000倍差异显著。说明在一定范围内，小麦种子发芽指数与稀释倍数呈正相关。

2．2 液体复合微生物菌剂对小麦幼苗生长的影响

从表2可知：经过7 d的生长发育，不同稀释倍数的液体微生物菌剂对小麦幼苗的株高都有一定的促进作用，与对照组相比添加有10倍、100倍和1 000倍菌剂的小麦幼苗的株高其平均值分别增加5" 43％、9" 78％和4" 35％，其中100倍与对照组相比差异显著，10倍和1 000倍与对照组相比差异不显著，由此说明对于小麦幼苗株高，稀释100倍的菌剂对其促进效果比较好。

表2　液体复合微生物菌剂对小麦幼苗生长的影响Table 2 Effect of dilution rate of microbial agent on seedling growth

稀释10倍和100倍的微生物菌剂均促进了小麦幼苗两侧根长的生长，分别比对照增加了4" 85％和21" 59％，其中100倍与对照间存在显著差异，而10倍和1 000倍与对照差异不显著。由此说明对于小麦幼苗两侧根长，100倍菌剂对其促进效果比较好。

与对照组相比，稀释100倍和1 000倍微生物菌剂均促进了小麦幼苗最长根的生长，分别增加了6" 91％和2" 21％，10倍下的小麦幼苗最长根长减少了0" 29％；与对照组相比，三个稀释倍数的液体微生物菌剂差异均不显著；总体上，对于小麦幼苗最长根长的均值，稀释了100倍的菌剂对其促进效果比较好。

不同稀释倍数的液体微生物菌剂对小麦幼苗根系的分蘖数也都有一定的促进作用，与对照组相比添加有10倍、100倍和1 000倍菌剂的小麦幼苗根系的分蘖数其平均值分别增加5" 39％、2" 51％和7" 72％，但差异不显著。由此说明液体微生物菌剂对于小麦幼苗根系分蘖数影响不大。

1 000倍菌剂增加小麦幼苗鲜重，比对照组提高5" 56％，但差异不显著，10倍、100倍与对照组相比差异也不显著；总体来说，对于小麦幼苗鲜重，稀释1 000倍的菌剂对其促进效果比较好。

液体微生物菌剂能够提高小麦幼苗的干重，与对照组相比添加有100倍、1 000倍菌剂的小麦幼苗其干重分别增加了3" 77％、9" 43％，但10倍菌剂使其减少了3" 77％；由此说明，对于小麦幼苗的干重，在一定范围内，菌剂稀释倍数越大干物质积累越多，1 000倍的菌剂对其干物质的积累效果比较好。

2．3 液体复合微生物菌剂对小麦幼苗生理的影响

2" 3" 1 菌剂对小麦幼根和幼叶可溶性总糖的影响

各稀释倍数的菌剂均促进小麦幼根、幼叶可溶性总糖含量提高，其中1 000倍下小麦幼根、幼叶可溶性总糖含量均最高，分别占幼根、幼叶干重的4" 03％和4" 00％，比对照组高0" 02％和0" 04％，但各组处理下的小麦幼根间、小麦幼叶间以及幼根和幼叶间可溶性总糖含量差异均不显著。在一定范围内，菌剂稀释倍数与小麦幼根和幼叶的可溶性总糖含量呈正相关。

2" 3" 2 菌剂对小麦CO2同化量和光合作用的影响

从图1可知：不同稀释倍数的菌剂均增加小麦幼苗的CO2同化量，其中10倍下CO2同化量最大为8" 25 mg·dm－2·h－1，比对照组的6" 75 mg·dm－2·h－1高出22" 20％；10倍、100倍下的小麦幼苗CO2同化量与对照组差异显著，而1 000倍差异不显著。说明在一定范围内，小麦幼苗CO2同化量与菌剂稀释倍数呈负相关。

各稀释菌剂均提高小麦幼苗的光合作用，其中10倍下的光合作用强度最大为5" 50 mg·dm－2·h－1，比对照组的4" 50 mg·dm－2·h－1高出22" 20％；10倍和100倍下的小麦幼苗的光合作用强度与对照组差异显著，而1 000倍差异不显著。说明在一定范围内，小麦幼苗光合作用强度与菌剂稀释倍数呈负相关。

2" 3" 3 菌剂对小麦叶绿素含量、TTC还原强度的影响

从图2可知：不同稀释倍数的液体微生物菌剂对小麦幼苗叶绿素a、b含量及a和b总含量影响均小，各稀释菌剂间差异不显著，但均以1 000倍的效果最好，与对照相比分别增加了0" 53％，2" 94％，1" 09％。TTC还原强度反应了根系活力，还原强度越大根系活力越大，试验表明各稀释菌剂均增加小麦幼苗根系活力，其中100倍下小麦根系活力最强为0" 02，比对照组的0" 01高出50" 00％；10倍、100倍处理下的小麦幼苗根系活力与对照组差异显著，而1 000倍与对照组差异不显著。菌剂主要作用于根部，所以在一定范围内菌剂均能促进小麦幼苗根系活力，其中以稀释100倍的菌剂效果最显著。

图1　各稀释菌剂对CO2同化量和光合作用的影响Fig．1 Effects of dilution rate of microbial agent on CO2assimilation and photosynthesis

图2　各稀释菌剂对叶绿素含量和TTC还原强度的影响Fig．2 Effects of dilution rate of microbial agent on chlorophyll content and TTC deoxidizing ability

3 讨论与结论

微生物菌剂含有大量高活菌，这些活菌在发酵的过程中可产生各种有利于植物生长的代谢产物，如：赤霉素（GA）、细胞分裂素（CTK）、吲哚乙酸（IAA）等促进植株生长的物质，有的菌还可产生各类维生素、氨基酸以及各类有机酸等，这些代谢产物对植株的生长发育均起到一定的调节作用；菌体也可以直接作用于植物根部，调节植物的生长发育［11-12］。

本试验中将7种农用微生物复合，制得一款液体复合微生物菌剂，通过水培法，研究了不同稀释倍数的菌剂对小麦幼苗生长发育的影响，结果表明：（1）在小麦萌发方面，适宜的稀释倍数即1 000倍菌剂促进小麦萌发效果最好，小麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数分别比对照提高8" 30％、8" 30％、5" 94％。刘金秋等［13］用微生物制剂包衣小麦种子后其发芽率提高仅为3" 80％，这可能是因为本试验所用的是复合微生物菌剂，各类菌种复合更能提高小麦的萌发［14］。但低稀释倍数的菌剂对小麦种子的发芽势、发芽指数有显著的抑制作用，这可能是因为高浓度的活菌进入种皮后，活菌附着在胚上，破坏了胚的完整性，胚受损伤活力降低，表现为发芽势和发芽指数的降低，但仍能够发芽，所以发芽率与对照组相比差异不显著；（2）在小麦幼苗生长方面，适宜的稀释倍数促进小麦的株高、两侧根长、最长根长、根系分蘖数、鲜重、干重；提高可溶性总糖含量、光合作用强度、叶绿素a、b含量、根系活力（TTC）；尤其是稀释100倍的菌剂对小麦株高、两侧根长、根系活力有显著的促进作用，分别提高9" 78％、21" 59％、56" 60％，根系活力与刘金秋等［13］的研究效果基本一致，这可能是因为微生物或其代谢产物直接作用于根系，使得两侧根长、根系活力显著提高，进而促进小麦根系吸收营养物质能力，最终使得小麦株高显著提高。

总体来说，该液体复合微生物菌剂对小麦萌发和幼苗的生长发育均有促进作用，小麦萌发方面，稀释1 000倍的菌剂效果最好；生长发育方面，稀释100倍的菌剂效果最显著。

参 考 文 献

［1］张杰，吴颖，骞蕾阳"液体微生物菌剂拌种对小麦萌发和幼苗生长的影响［J］"农业与技术，2014，34（9）：5-7"

［2］褚义红"不同微生物菌肥对温室生菜生长、品质、产量及氮素积累的影响［D］"呼和浩特：内蒙古农业大学，2014"

［3］李俊，姜昕，李力，等"微生物肥料的发展与土壤生物肥力的维持［J］"中国土壤与肥料，2006（4）：1-5"

［4］孟瑶，徐凤花，孟庆有，等"中国微生物肥料研究及应用进展［J］"中国农学通报，2008，24（6）：276-283"

［5］刘健，李俊，葛诚"微生物肥料作用机理的研究新进展［J］"微生物学杂志，2001，21（1）：33-36"

［6］褚义红，崔世茂，付崇毅，等"不同微生物菌肥对生菜生长及品质的影响［J］"蔬菜，2014（3）：20-24"

［7］洪坚平，谢英荷，Guenter N，等"两种微生物菌剂对小麦幼苗生长和磷吸收机理的影响研究［J］"中国生态农业学报，2008，16（1）：105-108"

［8］陈艳丽，范飞，刘建，等"不同生长调节剂与温度处理对生菜种子萌发的影响［J］"种子，2014，33（10）：24-27"

［9］雷先德，李金文，徐秀玲，等"微生物菌剂对菠菜生长特性及土壤微生物多样性的影响［J］"中国生态农业学报，2012，20（4）：488-494"

［10］张志良，瞿伟菁，李小芳"植物生理学实验指导［M］"北京：高等教育出版社，2009"

［11］陈慧君"微生物肥料菌种应用与效果分析［D］"北京：中国农业科学院，2013"

［12］Vessey J K" Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers［J］" Plant Soil，2003，255（2）：571-586"

［13］刘金秋，赵风华，姜雨萌，等"微生物制剂包衣对冬小麦生长发育的影响［J］"作物杂志，2015，20（4）：116-119"

［14］尹显慧，简芳，龙友华"微生物菌剂仙丰168对番茄种子萌发及早期幼苗生长的影响［J］"广东农业科学，2013（19）：28-31"

（责任编辑：程智强）

Effects of liquid compound microbial agent on wheat seed germination and seedling growth

QIN Ya-fen，ZHANG Jie*
（College of Life Science，Shanxi Normal University，Linfen 041000，China）

Abstract：The wheat cultivar‘Jinmai 97’was used as a test material，and water culture experiments of wheat seed germination and seedling growth were carried out by applying a liquid compound microbial agent diluted respectively to 10 times，100 times and 1 000 times" The results showed that the agent diluted to 1 000 times had the best effect on the germination and made the germination rate，germination vigor and germination index increase by 8" 30％，8" 30％and 5" 94％respectively，but the agent diluted to 10 times significantly inhibited the germination；The agent diluted to 100 times significantly improved the plant height，length of both side roots and root activity and made them increase by 9" 78％，21" 59％and 56" 60％respectively；The agent diluted to 100 times and 1 000 times could improve the dry weight，fresh weight，and soluble sugar and chlorophyll contents，and the agent diluted to 1 000 times had a better effect"

Key words：Wheat；Germination；Growth；Microbial agent

*通信作者，张杰（1978—），男，博士，副教授，主要从事微生物肥料的研发工作。E-mail：zchy＿2006＠126" com

作者简介：秦亚芬（1990—），女，在读硕士，从事微生物肥料研发。E-mail：m15035799168＠163" com

基金项目：山西省高校高新技术产业化项目（20120017）

收稿日期：2015-10-14

文章编号：1000-3924（2016）01-047-05

中图分类号：S512" 1

文献标识码：A