哈茨·枯草芽孢杆菌对兰州百合生长和鳞茎中活性物质积累的影响

2025-01-24陈雨欣党昕马祥臣靳磊

安徽农学通报 2025年1期

摘要" 为探究哈茨·枯草芽孢杆菌不同施用量对兰州百合生长发育以及鳞茎中活性物质积累的影响，以筛选兰州百合优质生产时哈茨·枯草芽孢杆菌的最佳施用量。本研究以兰州百合为材料，在固定鸡粪有机肥施用量的基础上，设置1个空白对照（CK）和5个哈茨·枯草芽孢杆菌施用量（15、30、45、60和75"kg/hm2）处理，通过测定其株高、茎粗等农艺性状，以及鳞茎中多糖、皂苷等活性物质含量，分析在不同处理下兰州百合生长发育情况和鳞茎活性物质的积累变化。结果表明，施用哈茨·枯草芽孢杆菌可促进该植物生长、提高其鳞茎活性物质的含量，在75"kg/hm2施用量时，其农艺性状表现较好，茎粗、叶片数、叶绿素含量和鳞茎周径分别较CK提高了22.21%、22.11%、18.16%和8.46%，株高是CK的1.37倍。鳞茎中活性物质含量方面，多糖、皂苷含量在75"kg/hm2施用量时最高，分别较CK增加了68.85%、59.80%，总酚含量在60"kg/hm2施用量时最高。综合来看，兰州百合种植中，哈茨·枯草芽孢杆菌施用量以75"kg/hm2最佳，研究结果为微生物菌剂在兰州百合优质栽培中的应用提供参考。

关键词" 兰州百合；哈茨·枯草芽孢杆菌；农艺性状；活性物质

中图分类号" S644.1"""""" 文献标识码" A"""""" 文章编号" 1007-7731（2025）01-0113-06

DOI号" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.01.022

Effects of Hartz-Bacillus subtilis on the growth and accumulation of active substances in the bulbs of Lilium davidii var. unicolor

Abstract" To explore the effects of different application rates of Hartz-Bacillus subtilis on the growth and development of Lilium davidii var. unicolor ， as well as the accumulation of active substances in the bulbs， and to screen for the optimum application rate of Hartz-Bacillus subtilis for the high-quality production of L. davidii var. unicolor. Regarded L. davidii var. unicolor was uesd as material， on the basis of a defined organic fertilizer application rate of chicken manure， 1 blank control （CK） and 5 treatments of Hartz-Bacillus subtilis （15， 30， 45， 60 and 75 kg/hm2） were constructed. The agronomic traits such as plant height and stem thickness of its and the content of polysaccharide， saponin， and other active substances in the bulb were analyzed by measuring the main agronomic traits of L. davidii var. unicolor and the content of active substances in the bulb under different treatments. The results showed that Hartz-Bacillus subtilis application accelerated the growth and increased the content of active substances of this plant. When applied at a rate of 75 kg/hm2， the agronomic traits showed good performance， with stem thickness， leaf number， chlorophyll content， and bulb circumference increasing by 22.21%， 22.11%， 18.16%， and 8.46%， respectively， compared to CK. The plant height was 1.37 times that of CK. In terms of the content of active substances in the bulbs， the polysaccharide and saponin content were highest when applied at a rate of 75 kg/hm2， increasing by 68.85% and 59.80% respectively compared to CK. The total phenolic content was highest when applied at a rate of 60 kg/hm2. Overall， in the cultivation of L. davidii var. unicolor， the optimal application rate of Hartz-Bacillus subtilis was 75 kg/hm2. The research results provide a reference for the application of microbial agents in high-quality cultivation of L. davidii var. unicolor.

Keywords" Lilium davidii var. unicolor; Hartz-Bacillus subtilis; agronomic traits; active substances

兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）为川百合（L. davidii）变种，是一种可食用百合，具有颜色洁白，口感细腻、甘甜和营养丰富等特点[1]，其鳞茎富含蛋白质、淀粉、维生素、氨基酸和微量元素等多种营养成分，同时还含有百合皂苷、秋水仙碱等多种药用成分，具有良好的营养保健功效[2]。经过较长时间的大规模栽培，其品种多样，部分品种品质有待进一步提高[3]。近年来，农用微生物菌剂被广泛应用于生态农业生产中，微生物菌剂是一类含有益活体微生物的肥料，可以丰富土壤微生物数量、种类和活性，有固氮、解磷和解钾的作用，可促进植物生长发育，改善其产量和品质[4]。哈茨木霉（Trichoderma harzianum）作为一种重要的生防菌，具有缓解拮抗作用和调节植物生长的作用[5]。枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）能够促进植物生长，是一种重要的根际细菌[6]，能够从多种植物组织中分离，具有抗旱、抗菌和促进生长的作用[7]。现阶段，微生物菌剂的应用研究集中在小麦、玉米和水稻等粮食作物上[8]，而对百合生长和品质的影响研究较少。本研究通过设置哈茨·枯草芽孢杆菌不同施用量，对规范化栽培中兰州百合生长及活性物质进行研究，测定不同浓度哈茨·枯草芽孢杆菌处理下，兰州百合的株高、茎粗等农艺性状及其鳞茎中总酚、多糖和皂苷等活性物质含量，筛选出能促进其植株生长及其鳞茎中活性物质积累的最佳施用量，为兰州百合优质栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为兰州百合种球，购自兰州市桐顺源农业发展有限公司，种球周径12～13"cm，根系健壮、无腐烂、色白、无分头且大小均匀。供试肥料为鸡粪有机肥（N+P2O5+K2O≥5%，有机质≥45%），购自中卫市禾丰生物肥有限公司。微生物菌剂为哈茨·枯草芽孢杆菌粉剂（有效活菌数≥100亿/g，枯草芽孢杆菌≥80亿/g，哈茨木霉菌≥20亿/g），购自山东苏柯汉生物工程股份有限公司。

1.2 试验地基本情况

试验在宁夏大学农科实训基地温室大棚内进行（38"°30′16″ N，106"°7′38″ E）。温室内平均温度24"℃，自然光照时长10"h以上，空气相对湿度70%～80%。温度高于30"℃时，采取开窗通风、打开遮阳网、风机和地面喷水等方式降温。

1.3 试验设计

采用单因素完全随机设计，在固定鸡粪有机肥用量的基础上，设5个不同用量的哈茨·枯草芽孢杆菌粉剂处理（表1），进行兰州百合盆栽试验，每个处理30盆，重复3次，共计180盆。将不同处理的花盆分别标记，依次摆放于地面上，2～3"d浇水1次，其余管理措施保持一致。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 农艺性状分别测定各处理百合幼苗期、现蕾期、开花期和采收期的株高、茎粗、叶片数、叶绿素含量和鳞茎周径等农艺性状。卷尺测量百合植株基部到顶部的距离为株高；游标卡尺测量植株茎基部节间最粗处为茎粗；计算鳞茎基部以上的叶片数；采用叶绿素仪测定植株中部叶片的叶绿素含量；鳞茎周茎用卷尺绕鳞茎外围一周测量。

1.4.2 活性物质称取1.00"g百合鳞茎干粉放入50"mL离心管中，加入15"mL甲醇溶液，封口后于50"℃下超声提取30nbsp;min，取出配平后离心5"min（10 000 r/min），将上清液收集于15"mL离心管中，置于4"℃冰箱中避光保存备用。采用硫酸—苯酚法测定多糖含量；采用香草醛—高氯酸比色法测定皂苷含量；采用福林-肖卡法测定总酚含量[9]。

1.5 数据处理

采用Excel 2016软件进行数据处理分析，采用SPSS 26.0软件进行方差分析，采用Origin 2018软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同用量哈茨·枯草芽孢杆菌处理对兰州百合农艺性状的影响

2.1.1 株高如图1所示，在幼苗期和开花期，兰州百合的株高整体随哈茨·枯草芽孢杆菌施用量的增加而升高，以开花期T5（75"kg/hm2）处理的株高最高，为35.33"cm，是CK处理的1.37倍。在整个生长期内，兰州百合株高整体先呈线性增长，在开花期达到峰值，在采收期略有下降。

2.1.2 茎粗由图2可知，哈茨·枯草芽孢杆菌对兰州百合幼苗期茎粗影响较小。在采收期，植株茎粗随哈茨·枯草芽孢杆菌施用量的增加而增加。开花期，当哈茨·枯草芽孢杆菌施用量超过45"kg/hm2（T3处理）时，对茎粗表现出抑制作用，T4（60"kg/hm2）、T5处理的茎粗较T3处理分别降低了0.92%、14.46%。以采收期T5处理的茎粗最粗，为8.71"mm，较CK、T1（15"kg/hm2）、T2（30"kg/hm2）、T3和T4处理分别提高了22.21%、40.01%、29.21%、22.72%和12.91%，差异均具有统计学意义（Plt;0.05）。综合来看，兰州百合生长期间，其茎粗整体呈先升高后降低的趋势。

2.1.3 叶片数如图3所示，在幼苗期，除T1处理外，兰州百合叶片数随着哈茨·枯草芽孢杆菌施用量的增加而上升；采收期T5处理的叶片数为194片，较CK处理增加了13.92%，T3处理与CK处理相近，其余处理均低于CK；以开花期T5处理的叶片数最多，为211片，较CK处理增加了22.11%，差异具有统计学意义（Plt;0.05）。综合来看，兰州百合叶片数从幼苗期开始增长，在开花期达到峰值，采收期有所下降。

2.1.4 叶绿素含量如图4所示，T1处理各时期的叶绿素含量与CK处理间差异无统计学意义（Pgt;0.05），表明T1处理对兰州百合叶绿素含量影响较小。以开花期T5处理的叶绿素含量达到峰值，为42.07"mg/g，较CK处理增加了18.16%，差异存在统计学意义（Plt;0.05）。综合来看，叶绿素含量整体呈先上升，在开花期达到峰值后逐渐下降的趋势。

2.1.5 鳞茎周径如图5所示，个体间鳞茎周径存在差异，以采收期T5处理的鳞茎周径最大，为14.50"cm，较CK、T1、T2、T3和T4处理分别增加了8.46%、14.44%、32.52%、3.07%和6.86%。综合来看，其鳞茎周径随着生长时期的变化呈现增加—减少—增加的趋势，其开花期减少的原因可能是干物质为兰州百合的营养生长和生殖生长提供营养。

2.2 不同哈茨·枯草芽孢杆菌处理对兰州百合鳞茎活性成分的影响

2.2.1 多糖含量如图6所示，采收期T5处理的兰州百合鳞茎中多糖含量最高，为170.90"mg/g，较CK处理提高了68.2%。综合来看，多糖含量从幼苗期开始积累，在开花期有所减少，可能原因是干物质为兰州百合的地上部生长发育提供营养；开花期后干物质向百合鳞茎运输，最终在采收期达到峰值。

2.2.2 皂苷含量不同时期兰州百合鳞茎中皂苷积累的变化如图7所示，皂苷含量从幼苗期开始积累，开花期有所下降，以采收期T5处理的皂苷含量最高，为121.62"mg/g，较CK、T1、T2、T3和 T4处理分别增加了59.80%、41.99%、37.32%、36.33%和20.00%，差异均存在统计学意义（Plt;0.05）。

2.2.3 总酚含量如图8所示，兰州百合生长期间，鳞茎总酚含量呈线性累积，在采收期达到峰值。以采收期T4处理的总酚含量最高，为0.22"mg/g，较CK处理增加了21.30%。

3 结论与讨论

农用微生物菌剂在生态农业中应用较广泛，其重要性日益凸显。此次试验结果表明，施用微生物菌剂对兰州百合生长发育的影响存在差异，一方面，其株高、茎粗、叶片数和鳞茎周径在施用适量哈茨·枯草芽孢杆菌的条件下表现较好，这与保善存等[10]、钱彩霞等[11]的研究结果一致。分析其原因，可能是哈茨·枯草芽孢杆菌能够有效提高土壤肥力、活化土壤中的难溶化合物[12]，进而促进植物对营养物质的吸收，促进其生长。另一方面，当哈茨·枯草芽孢杆菌施用量超过一定范围时，对基生根和茎生根的生长表现出一定抑制作用，这可能是因为微生物菌肥施用量过大，会使土壤盐分含量升高，土壤微生物活跃，消耗氧气，同时产生高浓度刺激素类物质[13-14]，在一定程度上抑制了兰州百合鳞茎生根。此外，哈茨·枯草芽孢杆菌微生物菌剂的施用对于叶绿素的积累具有促进作用。淡振荣等[15]研究指出，哈茨木霉与枯草芽孢杆菌混合接种可有效促进海红果幼苗生长，提高其叶绿素含量和光合作用，增强抗氧化酶活性。本试验结果表明，兰州百合叶绿素含量以开花期T5处理时最高，这可能是因为微生物菌剂增加了兰州百合叶面积，增加了叶片的叶绿素含量，使其光合速率提高[16]。

施用微生物菌剂不仅能够促进作物生长，还能有效改善作物品质。李宝庆等[17]研究表明，枯草芽孢杆菌能够增加草莓根际土壤中有益菌相对丰度，减少致病菌相对丰度，优化土壤真菌群落结构，有效防治草莓根腐病，有利于其健康生长。李婷等[18]研究指出，适时施用哈茨木霉菌剂有利于改善土壤微生物环境，增强网纹甜瓜植株根系活力，提升其果实的可溶性固形物、可溶性总糖含量。本试验结果表明，施用哈茨·枯草芽孢杆菌后，兰州百合鳞茎中的多糖、多酚含量明显提高，这与吕亮雨等[19]研究结果一致，这可能是因为哈茨木霉有助于提高土壤中有益微生物的丰度，枯草芽孢杆菌则更多作用于活化土壤养分，对土壤中难溶性磷、钾具有促进释放的作用[20]，在一定程度上影响了兰州百合鳞茎中活性物质的积累。施用适量的哈茨·枯草芽孢杆菌后，兰州百合皂苷的积累量明显提高，哈茨·枯草芽孢杆菌作为微生物菌剂，能够促进相关菌类在土壤中繁殖，从而有效改善土壤微生物的生态系统，活化土壤中酶的活性，加快有机物分解，增强土壤肥力的同时促进植物对营养元素的吸收利用，从而使作物在良好的环境中生长[21]；同时，微生物菌剂还含有多种腐殖质和微量元素，可有效改良土壤环境，促进植物吸收营养，进而提高兰州百合鳞茎的品质[22]。

综上，本研究探究哈茨·枯草芽孢杆菌不同施用量对兰州百合生长发育、鳞茎中活性物质积累的影响。结果表明，施用哈茨·枯草芽孢杆菌能促进兰州百合生长发育，增加其鳞茎活性物质的积累量。当哈茨·枯草芽孢杆菌施用量为75"kg/hm2时，兰州百合农艺性状整体水平优于其他处理，且鳞茎中活性物质的含量较高。哈茨·枯草芽孢杆菌可作为良好的微生物菌剂应用于兰州百合的优质栽培中，为食用百合产业发展提供参考。

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