拉巴豆優(yōu)良根瘤菌的篩選及接種效應(yīng)研究.pdf

1、拉巴豆(DolichoslablabL.)屬于豆科蝶形花亞科菜豆族扁豆屬，是國內(nèi)外熱帶和亞熱帶廣泛分布的優(yōu)良高產(chǎn)牧草和蔬菜，它們的根瘤菌可同時侵染同族的豇豆。目前，我國有關(guān)研究甚少，提高拉巴豆的產(chǎn)量品質(zhì)是亟待解決的科學(xué)和生產(chǎn)問題。論文作者首先自主分離了拉巴豆根瘤菌，研究它們的生物學(xué)特性，從中篩選出比較優(yōu)良的菌株，接種在大面積種植的拉巴豆(潤高)上，研究它們在不同土壤、施肥，以及叢枝菌根真菌與根瘤菌雙接種條件下，對拉巴豆的生長發(fā)育、營養(yǎng)特

2、征，以及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，為拉巴豆的科學(xué)種植，提高產(chǎn)量品質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1拉巴豆根瘤菌生物學(xué)特性及優(yōu)良菌株篩選
　　 本項研究從拉巴豆根瘤中分離獲得了9株根瘤菌，具有耐鹽、耐酸堿、耐高溫、耐染料和抗生素等特性。它們可耐0～6％NaCl，在pH4.0～11.0生長。這些菌株適宜生長的環(huán)境溫度為27～29℃，pH為6.0～8.0，鹽濃度為0～0.12％。其中，根瘤菌菌株R1和R2-2的固氮酶活性、生長素

3、分泌量、溶磷能力顯著高于其它菌株，可能具有較強的固氮促生效應(yīng)。此外，R2-3能溶解無機和有機磷，R2-6和R3-2可在pH11.0正常生長，R1、R2-4、R2-6在6％NaCl生長良好，且表現(xiàn)出較好的溶磷和抗鹽堿的效應(yīng)。
　　 2不同根瘤菌對拉巴豆的接種效應(yīng)研究
　　 以高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)牧草拉巴豆(品種：潤高)為材料(下同)，分別接種9株根瘤菌，觀測宿主植物生長、生理和養(yǎng)分吸收等指標(biāo)等變化。結(jié)果表明，9株根瘤菌都能形成根瘤，影

4、響拉巴豆生長和養(yǎng)分吸收等。其中，根瘤菌R1號和R2-2的促進(jìn)拉巴豆生長和提高植株養(yǎng)分含量的效果均最好，生物量比不接種者分別提高了71.05％和67.62％，氮、磷、鉀、鈣、鎂含量平均含量依次提高了2.21％、0.28％、1.37％、1.33％、0.16％。此外，9株根瘤菌還不同程度地提高了拉巴豆葉片的硝酸還原酶活性、葉綠素含量和根系活力。
　　 3拉巴豆根瘤菌對不同土壤的響應(yīng)
　　 試驗以重慶市典型、具有代表性的灰棕紫泥

5、、紅棕紫泥、灰?guī)r黃壤為供試土壤，接種促生根瘤菌R1，研究了拉巴豆的結(jié)瘤性能、生長情況、光合速率、營養(yǎng)品質(zhì)、礦質(zhì)養(yǎng)分等。結(jié)果表明，在微酸性和酸性灰棕紫泥土壤上，拉巴豆的生長、產(chǎn)量和品質(zhì)最好，顯著優(yōu)于灰?guī)r黃壤和紅棕紫泥，其原因可能是拉巴豆起源于熱帶和亞熱帶，長期適應(yīng)了酸性土壤。在微酸性灰棕紫泥(pH6.14)和灰?guī)r黃壤(pH6.45)中，接種根瘤菌能形成根瘤，但在酸性灰棕紫泥(pH4.09)和堿性紅棕紫泥(pH7.50)中，形成根瘤極少或不

6、形成根瘤，說明土壤酸堿度過高過低抑制根瘤形成。接種根瘤菌形成根瘤之后，不同程度地改善了拉巴豆氮、磷營養(yǎng)，提高了凈光合速率，促進(jìn)了生長，增加了生物量，改善了品質(zhì)。拉巴豆生物量，氮、磷吸收量，收后土壤有效氮、磷含量與根瘤重量呈顯著正相關(guān)，故根瘤重量可反映根瘤活性。此外，在微酸性灰棕紫泥土壤中，拉巴豆的根瘤數(shù)量比灰?guī)r黃壤少53.32％，但根瘤體積較大，根瘤重量為灰?guī)r黃壤的1.66倍，接種效應(yīng)總體上優(yōu)于灰?guī)r黃壤。所以，在重慶市的拉巴豆栽培過程中

7、，選擇微酸性和酸性灰棕紫泥，并接種根瘤菌有益于高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。
　　 4施氮量對拉巴豆生長及結(jié)瘤效應(yīng)的影響
　　 設(shè)置N0、N8、N40、N2004種施氮量(Ni=mg/kg干土)處理，接種根瘤菌，研究了氮肥對拉巴豆的生長、結(jié)瘤、養(yǎng)分吸收及根際微生物數(shù)量的影響。結(jié)果表明，施用氮肥后，根瘤的數(shù)量和重重均顯著高于空白對照：隨著施氮量的增加，根瘤的數(shù)量和重量表現(xiàn)出先增后降的趨勢，說明拉巴豆結(jié)瘤需要有一定的氮素營養(yǎng)，但濃度過高則產(chǎn)生抑

8、制作用。但是，施氮量越大，拉巴豆生物量和氮磷鉀吸收量越高，總生物量依次比不施氮肥增加了19.85％(N8)、47.60％(N40)、65.55％(N200)。此外，在高氮施用條件下，拉巴豆根際細(xì)菌和自生固氮菌數(shù)最多；在低氮條件下，根際真菌和放線菌數(shù)最多。拉巴豆結(jié)瘤與生長、硝酸還原酶活性、葉綠素含量、根系活力及養(yǎng)分吸收與細(xì)菌和自生固氮菌數(shù)呈顯著正相關(guān)。在本試驗中的高氮施肥條件下，拉巴豆依然保持較高的結(jié)瘤能力，并增加磷和鉀吸收，提高生物量，

9、所以拉巴豆需氮量較高，建議在拉巴豆栽培實踐中適量施用氮肥很有必要。
　　 5有機無機肥配施和根瘤菌接種對拉巴豆光合、營養(yǎng)和土壤酶的影響
　　 科學(xué)施肥是植物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)重要手段。通過盆栽試驗，研究施用化肥、有機肥，有機無機配合施用條件下，接種根瘤菌對拉巴豆結(jié)瘤、生長、生理、光合、飼料品質(zhì)、養(yǎng)分吸收、土壤酶活性及根際微生物數(shù)量的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)0.5M0.5(50％有機肥+50％無機肥)和F0.75M0.25(25％有機肥+

10、75％無機肥)施肥處理的拉巴豆生長最好，F(xiàn)(純施化肥)和F0.25M0.75(75％有機肥+25％無機肥)次之，M(純施有機肥)較差，CK(不施肥)最差，F(xiàn)0.5M0.5和F0.75M0.25處理比F分別增產(chǎn)19.46％和16.49％。F和CK結(jié)瘤數(shù)最少，瘤重也最低，但根瘤數(shù)和重量隨有機肥施用的比例增加而提高。施肥后拉巴豆葉片的硝酸還原酶活性、葉綠素含量及根系活力均高于對照。拉巴豆的光合特性指標(biāo)均呈典型的“單峰”曲線，峰值在10:30左

11、右，但施用有機肥處理的光合能力顯著高于單施化肥與對照處理。拉巴豆的光合能力與生長、生理及根瘤形成四者之間均有顯著正相關(guān)。此外，施用有機肥顯著改善拉巴豆飼用品質(zhì)，尤以F0.5M0.5和F0.75M0.25最佳。并且有機肥也顯著提高了土壤的過氧化氫酶、蔗糖酶、脲酶的活性，以及根際微生物數(shù)量。相關(guān)分析表明，拉巴豆根瘤重與地上部生物量、氮、磷、鉀吸收量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)依次為0.6758*、0.7269*、0.9759**、0.9488**

12、(n=36)，說明根瘤形成改善了拉巴豆的氮、磷、鉀營養(yǎng)，促進(jìn)了生長，提高了品質(zhì)。在重慶市的拉巴豆栽培實踐中，提倡接種根瘤菌和有機無機肥適量配施。
　　 6AM真菌對拉巴豆生長及養(yǎng)分吸收的影響
　　 研究4種叢枝菌根(Arbuscularmycorrhizal，AM)真菌(3株根內(nèi)球囊霉GlomusintraradiesSmith&Schenck，BEG-193、BEG-141、BEG-167，1株幼套球囊霉Glomuse

13、tunicatumBecker&Gerdemann，BEG-168)對拉巴豆生長、生理及養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明：供試AM真菌均可侵染拉巴豆根系，促進(jìn)拉巴豆生長和營養(yǎng)吸收等。其中，BEG-193和BEG-167的菌根效應(yīng)最強，侵染率、促進(jìn)生長和提高植株養(yǎng)分含量的效果均最好，生物量比不接種分別提高了40.19％和40.65％；氮、磷、鉀的平均養(yǎng)分吸收量依次比不接種提高了55.48％、86.94％、35.79％。此外，4株叢枝菌根還不同程度

14、地提高了拉巴豆葉片的硝酸還原酶活性、葉綠素含量及根系活力。
　　 7根瘤菌與AM真菌雙接種對拉巴豆生長及結(jié)瘤效應(yīng)的影響
　　 單接R1或BEG-193，及兩者混接的綜合效應(yīng)表明，混接的促生效果最好，優(yōu)于單接BEG193和R1，不接菌的對照最差。接種后拉巴豆葉片的硝酸還原酶活性、葉綠素含量、根系活力以及生物量均顯著高于對照(R1、BEG-193、混接的生物量分別比不接菌增加了21.30％、45.28％、64.65％)。R1