几种菌株对水稻的促生能力测定

王恒煦 刘泽平 徐伟慧

摘要：水稻在我国粮食生产中占有重要的地位，植物根际促生菌（PGPR）是促进植物生长和提高土壤肥力的关键因素。采用盆栽育苗试验、MS半固体培养基育苗试验以及田间试验，验证东北寒地水稻根际促生菌对水稻生长的促生效果。应用9株水稻根际促生菌，研究其对水稻生长的影响，9株根际促生菌可以在土壤中促进水稻植株的生长，其中Bacillus aryabhattai（LZP01）、Bacillus pumilus（LZP02）、Bacillus megaterium（LZP03）促生效果最好，在水稻株高、茎粗、地上质量和根表面积等指标上均有显著促生效果。MS半固体培养基育苗试验结果可以发现，3株优势根际促生菌对水稻生长指标和根系指标具有促生作用。于黑龙江省二九零农场进行LZP01、LZP02、LZP03复合菌株的田间试验，加入复合菌株的土壤生长出来的水稻与对照相比盘根能力较好，更加适合田间环境生长。结果将对水稻微生物肥料开发利用产生推动作用，在农业生产实践中产生经济效益、社会效益和生态效益。

关键词：根际促生菌;根系;水稻;微生物菌肥

中图分类号：S511.06   文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）11-0094-06

水稻是我国产量最高和种植面积最广的作物，在我国粮食生产中占有重要的地位[1]，优化水稻生长环境，寻求新的化肥农药替代品来减少化学农药使用量已受到人们的广泛关注[2]。植物根际促生菌（PGPR）是由Kloepper等定义的[3]，描述一类接种到植物上来促进植物生长的土壤细菌[4]。微生物肥料是通过微生物的生命活动使作物得到所需养分的一种新型生物制品，具有环保、对人体无害等优点[5]。由于PGPR可以单独作為一个单元在生物圈中发挥作用，菌株间的相互作用关系非常复杂[6]，且可促进植物生长和提高土壤肥力[7-8]，已有多种PGPR被商品化应用，其对作物生长的促进活性已在多种方面得到证明[9-10]。因此水稻等作物的根际促生菌被认为是适应可持续发展农业的微生物肥料资源。目前，已有研究表明，PGPR微生物肥料可通过增加营养供应来促进水稻等植物的生长，促进根部生长以及增加产量[11];水稻根际促生菌可以促进水稻根的生长，使水稻单株分蘖数提高，同时增加产量[12]。但目前对东北寒地水稻促生菌的深入研究较少[13]，因此本试验选取此前由笔者所在实验室筛选出的几株水稻根际促生菌来研究其对水稻生长的影响，并开展田间试验，验证东北寒地水稻根际促生菌的促生效果，使理论与实际结合，以期为今后东北水稻根际促生菌研究和微生物肥料的生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用土取自齐齐哈尔嫩江大坝，土壤类型为沙土，晾干过筛备用。土壤基本理化性质为有机质含量20.35 g/kg，有效磷含量26.52 mg/kg，速效钾含量79.00 mg/kg，pH值 6.49，电导率（EC值）0.76 mS/cm。试验所用水稻品种为龙粳46，由黑龙江省农业科学院水稻研究所提供。供试菌株为由齐齐哈尔大学生命科学与农林学院微生物实验室分离保存的水稻根际促生菌[14]，菌株名称及编号见表1。

1.2 培养基配方

LB培养基（1 000.0 mL）：酵母5.0 g，NaCl 8.0 g，琼脂20.0 g，蛋白胨10.0 g，pH值7.0（液体培养基不加琼脂）。

MS培养基半固体（1 000.0 mL）：大量元素100.0 mL，铁盐10.0 mL，有机物10.0 mL，微量元素10.0 mL，蔗糖30.0 g，琼脂9.5 g，pH值5.4。

大量元素（1 000.0 mL）：KNO3 19.0 g，KH2PO4 1.7 g，NH4NO3 16.5 g，CaCl2·2H2O 4.4 g，MgSO4·7H2O 3.7 g。

微量元素（1 000.0 mL）：KI 0.083 0 g，H3BO3 0.620 0 g，MnSO4·7H2O 1.600 0 g，ZnSO4·7H2O 0.860 0 g，CuSO4·5H2O 0.002 5 g，Na2MoO4·2H2O 0.025 0 g，CoCl2·6H2O 0.002 5 g。

铁盐（1 000.0 mL）：FeSO4·7H2O 2.785 g，乙二胺四乙酸二钠3.725 g。

有机物（500.0 mL）：甘氨酸0.050 0 g，盐酸硫胺素 0.010 0 g，盐酸吡哆醇0.012 5 g，烟酸0.012 5 g，肌醇 2.500 0 g。

1.3 盆栽促生试验

1.3.1 菌株培养及种子处理 采用盐水漂浮法挑选水稻种子，挑选后用清水淘洗3次，清除水稻外壳盐分，将水稻种子放入烧杯中于30 ℃条件下用无菌水浸种催芽。将筛选得到的9种根际促生菌分别划线至LB固体培养基上，30 ℃培养24 h进行活化，将活化后的菌株分别接种于LB液体培养基中，30 ℃、140 r/min 培养至浓度为D600 nm=0.5。

1.3.2 育苗试验 分别取30.0 mL菌液加入到含有223.0 g盆栽育苗土的圆柱形营养钵（直径为10 cm，高为10 cm）中，待水稻种子胚芽长至0.5 cm左右时，挑选长势一致的种子分别播种到营养钵中，每钵播种5粒，设置对照组为加入 30.0 mL 无菌LB培养基的营养钵，共10个处理，每个处理重复3次。试验期间向营养钵内浇无菌水，把种好水稻的营养钵放入智能人工气候培养箱内，光照时间12 h，设置光照等级为3级;黑暗时间12 h，设置光照等级为0，温度均为30 ℃，湿度均为30%。育苗20 d后，挑选对水稻生长促进效果较好的优势促生菌[15]。

1.4 优势菌株MS培养基促生试验