两种微生物菌种处理对盆栽辣椒的促生作用研究
2022-03-14柳慧静
柳慧静
[1.河北昱鼎生物科技有限公司,河北保定 071000;2.河北省(保定)农用微生物菌种产业技术研究院,河北保定071000]
随着生活水平的提高,人们对蔬菜的需求量越来越大,对蔬菜品质的要求越来越高。改善生态环境、农业高质量发展等国家政策的相继出台,均要求农业生产的化肥农药减量增效,以确保农产品质量安全。辣椒是一种味辛、性热、刺激性强的食物,得到很多人的喜爱,是餐桌上的常见食材。研究绿色高产高效的辣椒种植技术,对实现农业可持续发展、保障“舌尖上的安全”具有重要的现实意义。
胶冻样芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)是一种能分解硅酸盐矿物的细菌(也称硅酸盐细菌),具有分解硅酸盐矿物、溶磷、解钾、固氮等作用[1],不仅可提高土壤中可溶性磷、钾含量,还可通过分泌植物生长调节剂及多种酶来促进植物的生长、提高抗病性,相关研究也表明胶冻样芽孢杆菌是一种根际促生菌(PGPR)[2-4]。众多学者对解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的研究倾向于抗菌特性分析、生物防治病原菌等方面,也有研究表明解淀粉芽孢杆菌具有固氮、解磷、解钾的能力,对作物生长有促生作用[5-13]。本文所用的胶冻样芽孢杆菌(GTBM002)和解淀粉芽孢杆菌(GT-BA003)均为河北省(保定)农用微生物菌种产业技术研究院的微生物肥料技术研究推广中心(以下简称推广中心)自有菌种,已有成熟的发酵生产工艺。研究这2 种微生物菌种的促生作用,对技术成果转化具有促进作用。
1 材料与方法
1.1 试验材料
辣椒种子从农资市场购买。
供试胶冻样芽孢杆菌(GT-BM002)和解淀粉芽孢杆菌(GT-BA003)均由推广中心提供,以试管斜面冷藏保存。
供试土壤取自推广中心满城种植基地。
1.2 试验方法
1.2.1 菌液制备
将GT-BM002菌株和GT-BA003菌株接种到装有液体培养基的300 mL三角瓶中,放在30 ℃、150 rad·min-1的恒温摇床培养48 h,获得培养发酵液。
1.2.2 上清液制备
将1.2.1 中得到的菌液在20 ℃、8 000 rad·min-1下离心30 min,获取上清液。
1.2.3 种子萌发处理
将供试种子用蒸馏水浸种24 h 之后,放到铺有滤纸的培养皿中,置于温度28 ℃、湿度80%、循环光照时间12 h的培养箱中进行种子萌发。
1.2.4 相关指标检测
生长指标:株高用精确到0.10 cm 的直尺测量植株基部到最顶部的长度;植株全重用精确到0.01 g 的天平称量整个植株(包括根部)的重量;基茎粗用精确到0.01 mm 的电子游标卡尺测量植株基部的直径;茎粗用精确到0.01 mm 的电子游标卡尺测量植株正中间部位的直径。
生产指标:平均单果鲜重用精确到0.01 g 的天平称量每株辣椒上结的成熟果实的单个重量,并求取平均值;单株果实鲜重采用每株辣椒上结的成熟果实的彩椒重量之和计算。
品质指标:维生素C 含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定;可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定;硝酸盐含量采用紫外分光光度法测定。
1.3 试验设计
将发芽的辣椒种子移栽至装有2.5 kg 供试土壤的口径18 cm×高15 cm 的花盆中,共设5 个处理,分别为蒸馏水(CK)、GT-BM002发酵液(T1)、GTBM002 上清液(T2)、GT-BA003 发酵液(T3)、GTBA003 上清液(T4),每个处理3 个重复。在推广中心3楼栽培室中进行辣椒生长试验。
1.4 数据统计分析
利用Excel、SPSS 19.0 软件进行试验数据的处理和分析,采用LSD 和沃勒-邓肯(W)法检验数据的差异显著性。
2 结果与分析
2.1 两种菌株对辣椒生长指标的影响
两种菌株GT-BM002 和GT-BA003 对辣椒生长指标的影响见表1。可以看出,处理T1、T2、T3、T4的辣椒株高、全株重、基茎粗和茎粗均高于对照CK,其中T2处理的株高最大,为65.33 cm;T1的全株重、基茎粗和茎粗均高于其他处理,分别为156.70 g、14.32 mm、13.61 mm。根据SPSS数据处理软件的分析结果,就株高而言,T1、T2、T4处理相对于CK 均表现出显著性差异,并且三者之间没有表现出显著差异;T1、T2、T3、T4处理与CK 之间的全株重、基茎粗、茎粗均存在显著性差异。综合分析,T1、T2、T3、T4处理对辣椒植株的生长均有促进作用,其中GT-BM002 发酵液(T1处理)的促进作用最大。
表1 两种菌株对辣椒生长指标的影响
2.2 两种菌株对辣椒生产指标的影响
2种菌株GT-BM002和GT-BA003的发酵液和上清液对辣椒生产指标的影响见表2。可以看出,2种菌株对平均单果鲜重均有增加效果,其增加效果表现为处理T1>T2>T3>T4>CK,T1、T2、T3、T4相对于CK 在平均单果鲜重和单株果实鲜重方面表现出了显著差异;其中GT-BM002 的发酵液对平均单果鲜重的增加量最大,比CK 处理增加75.10%;T1与T2处理的平均单果鲜重没有表现出显著差异,说明GT-BM002 菌株的代谢产物对辣椒有促生效果。T1、T2、T3、T4处理对单株果实鲜重的影响没有表现出明显差异,但与CK 相比均表现出显著差异,说明2 种菌株的发酵液和上清液均可以增加辣椒产量。
表2 两种菌株对辣椒生产指标的影响
2.3 两种菌株对辣椒品质指标的影响
维生素C和可溶性糖含量是蔬菜的主要营养指标,硝酸盐含量高低是蔬菜安全指数的重要指标,因而本研究设计的辣椒品质指标主要包括维生素C 含量、可溶性糖含量及硝酸盐含量。2 种菌株GT-BM002 和GT-BA003 的发酵液和上清液对辣椒品质的影响见表3。可以看出,采用发酵液和上清液处理的辣椒VC含量、可溶性糖含量都较对照处理有明显增加,而硝酸盐含量均有所减少,并表现出了显著差异。其中T1处理的辣椒VC含量和可溶性糖含量均为最高,分别为254.96 mg·(100 g)-1、17.63%;与CK 处理相比,T1处理的VC含量和可溶性糖含量分别增加了119.28%和97.65%,硝酸盐含量减少了36.67%。综合分析得出,T1处理(GT-BM002 发酵液)对辣椒品质的改善效果最显著。
表3 两种菌株对辣椒品质指标的影响
3 小结与讨论
本试验采用盆栽方式种植辣椒,在室内环境下进行,观察2 种菌株胶冻样芽孢杆菌(GT-BM002)和解淀粉芽孢杆菌(GT-BA003)的发酵液和上清液对辣椒生长、生产及品质指标的影响。试验结果表明,在含菌量等量条件下,T1、T2、T3和T4各处理对辣椒的生长有促进作用,能增加辣椒的产量,还能提高辣椒果实的品质。其中胶冻样芽孢杆菌(GT-BM002)的发酵液促生效果最明显,与其他处理相比,表现出了显著差异,这是由于胶冻样芽孢杆菌在发酵过程中会产生生长素、赤霉素等生长调节剂类代谢产物,可以促进作物的生长发育,还与发酵液中含有大量菌体有关,因为菌体可以促进土壤中难溶解的钾、磷的释放,钾、磷元素可以有效改善果实的品质,提高产量,这与众多研究者的结果相一致。解淀粉芽孢杆菌也具有促生效果,众多研究都表明解淀粉芽孢杆菌还有生防作用。因此,胶冻样芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌可以配合使用,作为微生物肥料用于农业生产,有助于化肥农药减量增效工作的顺利推进。