張坤鵬,侯長明,翟浩,馬亞男,余賢美*
(1.山東省果樹研究所,山東泰安271000;2.山東省農(nóng)業(yè)科學院)
植物激素又稱植物生長物質、植物天然激素或植物內源激素,是指具有調控植物生長發(fā)育功能的生物活性物質[1],包括吲哚-3-乙酸、赤霉素、細胞分裂素、脫落酸、乙烯、油菜素甾醇、水楊酸、茉莉酸等多種化學物質[2]。研究發(fā)現(xiàn),植物自身可以合成植物激素,與植物共生的有益微生物在自身物質代謝過程中也可生成植物激素[3]。多年來,研究人員分別從核桃[4]、蘋果[5]、冬棗[6]、櫻桃[7]等根際土壤中篩選出具有良好應用潛力的植物激素產(chǎn)生菌,并將這些有益微生物制成生物菌肥,應用于果樹生產(chǎn)。筆者總結了近年來果樹根際植物激素產(chǎn)生菌對果樹促生方面的研究工作和應用實踐,為其科學、合理、安全、高效地使用提供理論支持。
陳波等[7,8]從櫻桃根際土壤中篩選出短小芽孢桿菌(Bacilluspumilus)AI5(YT1)和AI21(YT2)、假單胞菌屬(Pseudomonassp) PII17(YT3)、腸桿菌屬(Enterobactersp.) PI7(YT4),其中,AI5(YT1)和PII17(YT3)產(chǎn)吲哚-3-乙酸和細胞分裂素(反式玉米素和激動素),AI21(YT2)和PI7(YT4)產(chǎn)細胞分裂素。4株菌株,尤其是PII17(YT3)顯著促進櫻桃根系生長,提高地上部生物量, 對櫻桃生長有明顯的促進作用。劉方春等[9]按照乳酸菌DY4∶酵母菌DY3∶PII17(YT3)=1∶1∶2的比例復合到發(fā)酵好的雞糞中(0.5億CFU/g)制成的生物菌肥,能促進櫻桃毛細根數(shù)量增加,提高了櫻桃根系的活力,增加了櫻桃根系的重量。
胡炳福等[10]分離篩選出類產(chǎn)堿假單胞菌(Pseudomonaspseudoalcaligenes)P751和蠟狀芽孢桿菌(Bacilluscereus)BC752,其中BC752可產(chǎn)吲哚-3-乙酸和赤霉素。楊春華等[11]將兩菌株制劑按1∶1混合配置成“農(nóng)豐菌”復配菌劑對核桃苗進行沾根和噴施,苗高和地徑顯著增加。
劉方春等[4]從干旱環(huán)境的核桃根際土壤中篩選出4株根際促生細菌,鑒定X60為短波單胞菌屬(Brevundimonassp),X123為假單胞菌屬(Pseudomonassp),X128為不動桿菌屬(Acinetobactersp),L90為芽孢桿菌屬(Bacillussp),4株根際促生菌均可產(chǎn)吲哚-3-乙酸和細胞分裂素。其中X60產(chǎn)生的細胞分裂素僅含有反式玉米素,其余3株根際促生細菌含有反式玉米素和激動素。在干旱環(huán)境下接種L90可提高核桃葉片的相對含水量、光合速率和水分利用效率,降低相對電導率,其余3株根際促生細菌可顯著提高核桃葉片的光合速率和蒸騰速率。王君等[12]發(fā)現(xiàn)X128能夠增加核桃苗的地徑和根冠比,促進植株增高,加快根系生長速度,提升根系活力,增加各分級根系及總根系重量。且能提高核桃苗葉片葉綠素含量,顯著提高光合速率和蒸騰速率,增加胞間CO2濃度。劉方春等[13]進一步研究發(fā)現(xiàn),在干旱環(huán)境下接種L90根際促生細菌可抑制核桃葉片凈光合速率、氣孔導度和葉綠素含量的降低,延緩水分脅迫下非氣孔因素對核桃葉片凈光合速率的限制,恢復供水后葉片光合功能部分恢復。
孫運杰等[14]從藍莓根際土壤中篩選出植物根際促生細菌L13菌株,鑒定為紡錘芽孢桿菌(Bacillusfusiformis),可產(chǎn)吲哚-3-乙酸和細胞分裂素,以乳酸菌DY4∶酵母菌DY3∶L13 = 1∶1∶2的比例復合到發(fā)酵好的雞糞中(0.5億CFU/g),制成生物菌肥。施用結果表明,L13生物有機肥顯著提高藍莓葉片光合速率,降低葉片蒸騰速率,同時提高了葉片實際光化學效率和光化學猝滅系數(shù)。L13生物有機肥和L13液體單菌劑可顯著降低葉片非光化學猝滅系數(shù)。L13生物有機肥提高了葉片過氧化氫酶活性,降低了藍莓葉片的丙二醛含量,提高藍莓的抗氧化和防御能力。L13生物有機肥和L13液體單菌劑可顯著降低果實可滴定酸含量,顯著提高果實花青苷含量, L13生物有機肥顯著提高了果實糖酸比,L13液體單菌劑可降低果實維生素C含量。植物根際促生細菌L13可提高藍莓的光合性能和藍莓的抗氧化能力,顯著改善藍莓的品質。
王君等[15]對葉片抗氧化酶活性分析研究結果與孫運杰稍有不同,L13生物有機肥顯著增加過氧化氫酶活性和丙二醛含量,L13液體單菌劑顯著降低了葉片超氧化物酶活性和丙二醛含量。 果實品質分析結果相似。L13生物有機肥和L13液體單菌劑可顯著增加植株全氮、全磷、全鉀含量。
馬海林等[16]從冬棗根際土壤中篩選出枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis) DZ1、DZ2和芽孢桿菌屬(Bacillussp) DZ3,3株根際促生菌均可產(chǎn)細胞分裂素,DZ1、DZ2也產(chǎn)吲哚-3-乙酸。DZ1、DZ2和DZ3對冬棗細根的生長及地上部干物質積累有積極作用。
Erturk Y等[17]研究發(fā)現(xiàn),芽孢桿菌(Bacillus)RC23、多粘類芽孢桿菌(Paenibacilluspolymyxa)RC05、枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)OSU142、芽孢桿菌(Bacillus)RC03、食酸叢毛單胞菌(Comamonasacidovorans)RC41、巨大芽胞桿菌(Bacillusmegaterium) RC01、簡單芽孢桿菌(Bacillussimplex)RC19均產(chǎn)吲哚-3-乙酸,能夠提高海沃德嫩枝扦插苗和硬枝扦插苗生根率,顯著增加根數(shù)量和根干重,顯著增粗根平均直徑。
生物菌肥是指含有細菌、真菌等有益微生物的微生物制劑,以微生物生命活動或其代謝產(chǎn)物應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中獲得特定的肥料效應[18,19],也叫微生物肥料、生物菌劑、接種劑。施用生物菌肥見效快,效益高、對環(huán)境和產(chǎn)品安全,可通過沾根、噴施、灌施等方式用于櫻桃、核桃、藍莓、棗等果樹,以促進樹苗根系生長,提高根系活力及葉片光合特性,改善果實品質等[12,14]。
果樹根際植物激素產(chǎn)生菌對果樹的促生作用雖有報道,但研究和應用相對較少。果樹生長周期長,理論上更有利于果樹根際植物激素產(chǎn)生菌長期穩(wěn)定定殖于果樹根際并發(fā)揮作用,但是,與所有土壤微生物一樣,果樹根際植物激素產(chǎn)生菌對環(huán)境條件仍較為敏感,很大程度上限制了其推廣和應用。因此,篩選具有較強環(huán)境條件適應能力的果樹根際植物激素產(chǎn)生菌并應用于果樹生產(chǎn),可提升果樹根際植物激素產(chǎn)生菌對果樹促生方面的應用價值。