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黄志浩，王学虎，吴广利，苑 莹，刘 赛，张丽光
(河北萌帮水溶肥料股份有限公司研发部，河北石家庄 050000)
近年来，随着生态农业的发展和人们环保意识的加强，微生物肥料的研究和使用在农业领域得到了广泛应用[1]。微生物肥料对农业增产、农产品质量的提高、培肥土壤和化肥用量减少方面均有显著作用[2-6]。有研究报道显示，微生物肥料可以溶解土壤中难溶性磷酸盐，减少土壤对磷的固定，提高磷的有效性[7]，且微生物肥料中所含微生物活动产生的植物激素、柠檬酸酸性物质及维生素等功能性物质能不同程度地刺激和调节植物的生长[8]。许多研究人员报道了微生物肥料对作物生长有一定的促进作用，微生物肥料可以促进种子的萌发，提高种子发芽率和幼苗成活率，还有助于植株的生长发育和提高作物的产量和品质[9-13]。
为了获得对作物生长发育有益的微生物菌株，研究人员对全国十几个省份的土样进行了大量的筛选，发现了以MB35-5为代表的多株具有较强促生能力的菌株。经农业农村部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心依据标准NY/T 1736—2009进行16S rDNA序列分析，结果表明菌株MB35-5的16S rDNA序列与阿氏芽孢杆菌(Bacillusaryabhattai)的序列同源性为99%，根据分析结果将菌株MB35-5鉴定为阿式芽孢杆菌(Bacillusaryabhattai)。为明确阿氏芽孢杆菌MB35-5处理对玉米种子发芽及生长的影响，笔者通过室内玉米盆栽试验和发芽试验研究阿氏芽孢杆菌MB35-5处理对玉米种子发芽及生长的影响。
1.1 试验地概况供试土壤为褐土，土壤基本理化性状为：pH 7.91，有机质22.35 g/kg，全氮0.87 g/kg，碱解氮50.12 mg/kg，有效磷13.29 mg/kg，速效钾162.67 mg/kg。
1.2 供试材料供试肥料为微生物菌MB35-5粉剂(菌数≥250亿/g)。供试玉米种子品种为“坤玉2号”。
1.3 试验设计玉米盆栽试验共设4个处理，S0处理为300 mL蒸馏水+1.60 kg土壤；
S1处理为0.15 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水+1.60 kg土壤；
S2处理为0.30 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水+1.60 kg土壤；
S3处理为0.60 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水+1.60 kg土壤。每个处理3次重复，共12个处理。
参照国家标准《农作物种子检验规程》(GB/T 3543.3—1995)的方法进行玉米种子净度分析测定后，用75%乙醇消毒5 min后用蒸馏水冲洗干净，风干备用。微生物菌剂溶于300 mL蒸馏水中，玉米种子浸种4 h后种子播种于盆中，每盆里面播种10粒玉米种子，并将300 mL溶液浇灌盆中，在室温条件(室温20 ℃左右且培养过程不再浇水)下培养，培养14 d后测定相关指标。
玉米种子发芽试验共设4个处理，T0处理为300.0 mL蒸馏水+50粒玉米种子；
T1处理为0.15 g MB35-5菌剂+300.0 mL蒸馏水+50粒玉米种子；
T2处理为0.30 g MB35-5菌剂+300.0 mL蒸馏水+50粒玉米种子；
T3处理为0.60 g MB35-5菌剂+300.0 mL蒸馏水+50粒玉米种子。每个处理3次重复，共12个处理。
参照国家标准《农作物种子检验规程》(GB/T 3543.4—1995)的方法进行发芽试验。采用纸床，3次重复，每重复50粒种子，种子在各处理的溶液中浸泡8 h后，置于温度25 ℃、湿度90%的恒温恒湿箱(TEMI1300)中培养。以后每个处理用相对应浓度的微生物MB35-5菌剂溶液保持种子湿润。种子发芽以露白(胚根突破种皮)为标准，每24 h记录1次发芽种子数量，连续调查7 d，第3天统计发芽势，第7天统计发芽率。
1.4 形态及生理指标测定盆栽试验完成后剪下发芽种子的胚芽和胚根，测量胚芽、胚根的长度。分别用信封将胚芽、胚根和种子残体包好，105 ℃烘箱中杀青5 min后，置于85 ℃恒温烘箱中烘干至恒重，称重。
种子发芽率=(最终发芽种子粒数/供试种籽粒数)×100%
种子发芽势=(前3天的发芽数/供试种籽粒数)×100%
贮藏物质转运率=(芽+根)质量/(芽+根+籽粒)质量×100%
1.5 统计方法
采用Excel 2007和DPS 7.05进行数据处理和统计分析。
2.1 不同处理对玉米发芽期胚根和胚芽长度的影响由表1可知，在室温条件下，经过微生物MB35-5菌剂处理过的种子的胚根和胚芽长度均比S0处理长，均达到显著差异水平，S1、S2和S3处理玉米胚芽的长度分别为5.33、6.47和6.20 cm，较S0处理玉米胚芽长度分别长1.19、2.33和2.06 cm，其中以S2处理最长。S1、S2和S3处理玉米胚根长较S0处理玉米胚根长度分别长3.00、3.90和2.72 cm，其中以S2处理胚根最长。这说明在该试验条件下，S2处理为玉米的胚根和胚芽生长提供了适宜的养分条件，刺激了玉米胚芽和胚根的生长，而S3处理较S2处理有抑制胚芽和胚根生长的现象，这可能是因为S3处理超过了菌剂最佳用量。在S2处理条件下，胚根扎的越深，吸收的水分和养分越多，使地上部生长越旺盛，植物本身抗旱等抗逆性越强。
表1 不同处理对玉米发芽期胚芽和胚根长度的影响
2.2 不同处理对玉米发芽期贮藏转运率的影响由表2可知，玉米种子萌发生长14 d后，经过微生物MB35-5菌剂处理过的种子的胚根和胚芽的干重均比S0处理重，均达到显著差异水平，S1、S2和S3处理玉米胚芽的干重较S0处理玉米胚芽干重分别重0.003 2、0.004 2和0.003 8 g/株；
S1和S2处理玉米胚根干重较S0处理分别重0.001 4和0.002 3 g/株，而S3处理的玉米胚根干重较S0处理减少0.007 2 g/株，说明菌剂用量的增大反而抑制了玉米胚根的生长。S1、S2和S3处理的玉米种子残体干重均低于S0处理。而S1、S2和S3处理贮藏转运率均高于S0处理，高出3.50～8.93百分点，其中以S2处理(29.25%)最高，说明在该试验条件下，S2处理下菌剂浓度最适宜。微生物菌剂处理促进了种子胚体中营养向胚根和胚芽的转化和运输，促进了作物的地上部生长和地下部扎根生长。
表2 不同处理对玉米发芽期贮藏转运率的影响
2.3 不同处理对玉米发芽势和发芽率的影响发芽势不同是影响种子出苗的整齐程度的重要因素。从表3可以看出，适宜浓度的微生物菌剂MB35-5能够提高种子发芽势，促进种子提前发芽，且不同浓度对发芽势的作用不同。与T0处理相比，微生物菌剂MB35-5在T1和T2处理时玉米种子发芽势高于T0处理，分别比T0处理升高了3.7和9.6百分点。T3处理的发芽势出现下降，相比T0处理降低了5.5百分点，说明较高浓度的微生物菌剂溶液不利于种子发芽。
发芽率是衡量种子质量优劣的重要指标之一。由表3可知，经不同浓度的微生物MB35-5菌剂处理后，种子的发芽率呈先升高后降低的趋势。微生物菌剂MB35-5在T1和T2处理时玉米种子发芽率高于T0处理，分别比T0升高了1.0和3.4百分点。T3浓度处理时，发芽率最低，比T0处理降低了6.9百分点，说明微生物菌剂在适宜浓度时可以促进种子的发芽，而在较高浓度则会抑制发芽。
表3 不同处理对玉米种子发芽势和发芽率的影响
许多研究表明，微生物菌剂对植物有促生作用[14-15]。该研究中，低浓度的微生物菌剂对种子的萌发有明显促进作用，随着浓度的增加，发芽受到抑制。低浓度下发芽速度快，表明微生物菌剂处理促发了胚芽的生长，这与郑明燕等[16]研究微生物肥液处理小辣椒种子后低浓度微生物肥液可提高种子发芽率结果相符，可能是由于微生物菌剂中的有机酸、 酶等物质对玉米根系有促生作用。在该试验条件下，当盆栽用量为0.30 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水时，促进了玉米种子胚芽胚根的生长，且与对照达到显著差异水平，这与孙国波[17]研究结果相一致，可能是因为微生物在作物根系周围不断繁殖，分泌植物激素、柠檬酸酸性物质及维生素等功能性物质，持续向根系提供营养，从而促进种子胚芽和胚根的生长。
微生物菌肥在土壤中的施用量是影响种子发芽、幼苗生长的关键因素。微生物菌肥施用量过大，可能使土壤盐分含量升高，使土壤微生物活动活跃，消耗氧气，同时产生高浓度刺激素类物质，从而导致种子发芽率低、烧苗等现象。微生物菌肥施用量过小，则起不到应有的效果。在该试验中，当盆栽用量为0.30 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水时，玉米中的发芽率等指标均与对照间有显著差异，用量为0.60 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水时，各项指标较则出现明显抑制作用，这与杨军伟等[18]研究结果相一致。微生物菌剂处理促进了种子胚体中营养向胚根和胚芽的转化和运输，促进了作物的胚芽生长和胚根的向下生长。发芽率方面，较高浓度的微生物菌剂处理发芽率较低，这可能是因为菌剂浓度过高，抑制了种子的发芽露白，所以在浸、拌种施用中要注意浓度和用量。
适宜用量下微生物菌剂处理玉米种子，促进了玉米种子的发芽及生长，且玉米发芽生长后的胚芽和胚根的长度、干重等指标都得到提升，当盆栽用量为0.30 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水+1.6 kg土壤培养时，较对照处理玉米种子的胚芽长度、胚根长度、胚芽干重、胚根干重和贮藏物质转运率分别提高56.28%、50.13%、33.60%、9.54%和43.95%；
当用量为0.30 g MB35-5菌剂+300 mL蒸馏水浸种时，较对照处理玉米种子的发芽势、发芽率分别提高9.6和3.4百分点，当增加微生物菌剂用量时，玉米种子发芽率等各项指标均出现降低现象。在玉米浸、拌种施用中要注意浓度和用量。
