梁文龍

（廣西綠墾建設(shè)工程有限公司，廣西 南寧 530024）

甘蔗一直以來都是我國(guó)非常重要的糖料作物之一，在甘蔗生產(chǎn)過程中，一般會(huì)選擇使用大量的化肥，長(zhǎng)此以往，甘蔗的產(chǎn)業(yè)發(fā)展會(huì)受到嚴(yán)重的限制。固氮菌在應(yīng)用時(shí)，有利于促使土壤當(dāng)中的營(yíng)養(yǎng)元素實(shí)現(xiàn)循環(huán)轉(zhuǎn)化。在經(jīng)過一系列的大量實(shí)踐研究結(jié)果分析后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)生固氮菌能夠定殖在植株的根系以及體內(nèi)，同時(shí)還可以分泌有機(jī)酸等各種不同類型的物質(zhì)，對(duì)土壤的養(yǎng)分也可以起到良好的活化作用，對(duì)土壤根際微生物群落可以起到良好的改善效果，以此來促使植物對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行合理的吸收和利用，以此來促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。

1 植物內(nèi)生固氮菌相關(guān)理論研究

植物的內(nèi)生固氮菌通?？梢苑譃榧嫘院蛯Ｐ詢煞N不同類型，兼性固氮內(nèi)生細(xì)菌通常是指根的內(nèi)外以及土壤當(dāng)中的生活狀態(tài)相對(duì)比較活躍地一種內(nèi)生菌，而專性則是僅定殖在根、葉的內(nèi)部，很難真正的生存在土壤當(dāng)中。植物內(nèi)生固氮菌可以被看作是內(nèi)生菌中的一種類型，其主要是指定殖在植物體內(nèi)，同時(shí)與宿主之間可以實(shí)現(xiàn)有效聯(lián)合，以此來實(shí)現(xiàn)固氮的微生物。植物內(nèi)生固氮菌不僅具有固氮的作用和價(jià)值，而且還可以對(duì)植物起到良好的促進(jìn)生長(zhǎng)作用。內(nèi)生固氮菌在應(yīng)用時(shí)，其可以被廣泛應(yīng)用在土壤當(dāng)中，尤其是在常溫條件下，能夠?qū)Ⅲw內(nèi)的固氮酶作用充分發(fā)揮出來，促使空氣當(dāng)中的氮?dú)庵苯庸潭ㄞD(zhuǎn)化成為對(duì)應(yīng)的氨，這樣能夠促使植物對(duì)氮素進(jìn)行有效吸收和利用，對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)可以起到非常重要的影響和作用[1]。一般固氮菌在促進(jìn)植物生長(zhǎng)時(shí)，自生固氮菌的利用有利于保證多種糧食作物產(chǎn)量得到有效提升。所以可以將其作為提高植物獲取氮素量的重要措施，盡可能減少農(nóng)作物氮肥的使用量，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染影響。

2 植物內(nèi)生固氮菌促生作用以及土壤活化作用

除了生物固氮的影響和作用之外，諸多內(nèi)生固氮細(xì)菌也會(huì)產(chǎn)生吲哚乙酸以及細(xì)胞分裂素等，這些對(duì)植物的生長(zhǎng)都可以產(chǎn)生一定的影響，是促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要激素。內(nèi)生細(xì)菌在作物促進(jìn)以及各不同類型元素吸收方面也具有實(shí)質(zhì)性意義，有利于保證作物產(chǎn)量得到有效提升。內(nèi)生固氮菌有利于促使土壤當(dāng)中礦物鉀的溶解，接種固氮菌促使土壤當(dāng)中的無效鉀得到有效控制，由此可以看出，內(nèi)生固氮菌對(duì)植株也可以起到良好的促進(jìn)效果，促使其在鉀元素吸收中的效果更加明顯。內(nèi)生固氮菌可以對(duì)生物固氮以及分泌植物激素等不同類型，促使礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收得到有效提升，以此來促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)。內(nèi)生固氮菌在實(shí)踐中還可以通過各種不同類型的作用機(jī)制，對(duì)其自身的根際土壤群落多樣性進(jìn)行轉(zhuǎn)變和優(yōu)化，對(duì)植物的根系代謝活動(dòng)也可以起到良好的刺激效果，通過直接或間接的方式，對(duì)根際的土壤以及植株產(chǎn)生良好的促進(jìn)作用[2]。植物的根部以及根際微生物相互之間的作用會(huì)直接對(duì)土壤肥力產(chǎn)生決定性影響，如圖1 所示。

圖1 植物—土壤微生物作用

現(xiàn)階段，內(nèi)生固氮菌在根際區(qū)域范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)大量的繁殖，其轉(zhuǎn)變成為相對(duì)比較優(yōu)勢(shì)的菌株之后，會(huì)直接定殖在植物的根系，后續(xù)通過產(chǎn)生植物的激素或者是對(duì)土壤當(dāng)中很難溶的富養(yǎng)圓等進(jìn)行處理，以此來促進(jìn)植物的生長(zhǎng)以及發(fā)育，或直接以間接誘導(dǎo)的方式，對(duì)系統(tǒng)抗性進(jìn)行合理利用，促使植物可以實(shí)現(xiàn)健康生長(zhǎng)。多種內(nèi)生固氮菌本身具有固氮及解鉀等一種、多種的功能作用，其可以對(duì)生物固氮作用進(jìn)行合理利用，對(duì)空氣當(dāng)中的氮進(jìn)行固定處理，而且還可以有效分泌有機(jī)酸等，促使環(huán)境中的pH得到有效控制，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤養(yǎng)分的活化處理，對(duì)植物的生長(zhǎng)可以起到良好的促進(jìn)效果。

3 較優(yōu)促生菌株組合篩選及對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的影響結(jié)果分析

3.1 較優(yōu)促生菌株組合篩選

3.1.1 不同接菌處理對(duì)土壤氮素的影響分析

一般土壤在整個(gè)接種組合菌液之后，土壤當(dāng)中的硝態(tài)氮、銨態(tài)氮等含量有明顯的上升趨勢(shì)，但是與空白差異性展開對(duì)比分析之后，發(fā)現(xiàn)不同處理對(duì)土壤氮元素含量帶來的影響具有明顯差異性，如表1 所示。菌株組合CN11+DX120E 在經(jīng)過處理之后，其自身的土壤硝態(tài)氮含量最高，在菌株組合CA1+DX120E 處理之后，土壤銨態(tài)的氮含量最高，與對(duì)照組相比，可以達(dá)到其5.29倍，由此可以看出，菌株處理有利于促使土壤氮素營(yíng)養(yǎng)得到有效提升。

表1 不同接菌處理對(duì)甘蔗土壤氮素的影響 單位：mg/kg

3.1.2 不同處理對(duì)土壤磷素的影響

結(jié)合表2 中不同菌株以及對(duì)應(yīng)組合菌液在處理之后，土壤當(dāng)中目前現(xiàn)有的有效磷以及無機(jī)磷的整個(gè)含量結(jié)果，由此可以看出，不同菌株在處理有效磷時(shí)的含量有所增加，最低也可以增加56.2%，無機(jī)磷的含量普遍有明顯的下降趨勢(shì)，降低27.2%以上，與對(duì)照組展開對(duì)比分析時(shí)的差異性相對(duì)比較明顯[3]。菌株DX120E 在經(jīng)過處理之后的土壤有效磷含量最高，其在空白對(duì)照中達(dá)到2.72 倍，菌株的PAL5 處理次之，其達(dá)到空白對(duì)照的2.62 倍。

表2 不同處理對(duì)甘蔗土壤磷素的影響 單位：mg/kg

3.1.3 不同處理對(duì)土壤鉀素的影響

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及研究結(jié)果，不同菌株以及對(duì)應(yīng)的組合菌液處理之后的土壤當(dāng)中速效鉀以及緩效鉀含量有明顯的上升趨勢(shì)。結(jié)合對(duì)照分析結(jié)果，菌株的處理基本上都可以對(duì)土壤當(dāng)中的鉀素進(jìn)行活化處理。比如CA1+DX120E+WZS021 的菌株處理后，土壤速效鉀的含量最高，被看作是空白對(duì)照4.67 倍。菌株CA1 在處理之后的土壤緩效鉀含量最高，為空白對(duì)照的2.22 倍。不同菌株組合對(duì)土壤速效鉀以及緩效鉀的含量提升效果之間具有非常明顯的差異性。

3.1.4 不同處理對(duì)土壤有機(jī)酸含量的影響

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及調(diào)查研究結(jié)果，不同的單菌株以及組合菌液在經(jīng)過處理之后，土壤當(dāng)中的有機(jī)酸含量有明顯的上升趨勢(shì)，各處理有機(jī)酸的總含量在整個(gè)空白對(duì)照當(dāng)中可以達(dá)到2.69 倍以上[4]。其中，菌株的DX120E 在處理之后，土壤當(dāng)中的有機(jī)酸含量最高，被看作是空白對(duì)照中的6.46 倍，PAL5 則是空白對(duì)照的6.25 倍。由于不同菌株的分泌有機(jī)酸種類、數(shù)量之間具有明顯的差異性，所以各處理之間也具有明顯不同。

3.2 菌株對(duì)甘蔗生長(zhǎng)以及代謝相關(guān)酶活的影響

3.2.1 不同接菌處理對(duì)甘蔗株高的影響

一般在接菌處理之后，植株的整個(gè)株高有明顯的上升趨勢(shì)，在針對(duì)30d、60d 以及90d 處理之后，B8 的品種株高以及對(duì)照相比，有明顯的上升趨勢(shì)。在90d 之后，各種不同類型的接菌處理，與對(duì)照相比要更高一些。各處理株高的排序，按照從大大小依次排列為PAL5＞DX120E＞CN11+DX120E＞CA1+DX120E+WZS021，與對(duì)照相比，分別提高54.21%、50.94%、48.43%、35.09%[5]。對(duì)于甘蔗品種ROC22 接菌處理30d、60d 之后，與對(duì)照處理相比，株高都有明顯上升趨勢(shì)，但是不同的接菌處理之間并沒有任何明顯的差異性。各種處理株高的排列，按照從大到小依次為PAL5＞CN11+DX120E＞DX120E＞CA1+DX120E+WZS021，與對(duì)照相比，分別提高31.56%、29.41%、28.15%、22.12%。

3.2.2 不同接菌處理對(duì)甘蔗莖徑的影響

在整個(gè)接菌處理之后，B8 品種的莖徑與空白對(duì)照相比，有明顯的上升趨勢(shì)。在90d 的時(shí)候，增加量可以達(dá)到20.73%，但是在處理過程中，各處理方式之間并沒有呈現(xiàn)任何的差異性。甘蔗品種ROC22 當(dāng)中，接菌處理之后的甘蔗莖徑與空白對(duì)照相比，均有明顯的提高，除了30d 之外，各處理時(shí)期的莖徑處理情況，按照從大到小的排列依次為PAL5＞DX120E＞CN11+DX120E＞CA1+DX120E+WZS021。在90d 的時(shí)候，與對(duì)照相比，其分別提高26.14%、19.07%、12.55%、7.82%。由此可以看出，ROC22 莖徑受到接菌處理的影響相對(duì)比較大。

3.2.3 不同接菌處理對(duì)甘蔗葉綠素含量的影響

葉綠素含量可以被看作是甘蔗植株自身光合能力強(qiáng)弱判斷時(shí)的重要依據(jù)和參考指標(biāo)，不同接菌在經(jīng)過處理之后，兩個(gè)甘蔗品種葉片當(dāng)中的葉綠素含量與對(duì)照相比，有明顯的提高，如圖2所示。甘蔗品種B8 葉綠素的含量最高是PAL5、DX120E 的處理，其在接菌90d 之后，各接菌處理與未接菌處理展開對(duì)比分析時(shí)，其有明顯的上升趨勢(shì)，但是各處理之間的差異性并不是很明顯。ROC22 品種的葉片葉綠素含量與對(duì)照相比，有明顯提高，由于受到時(shí)間的不斷變化而逐漸呈先增加后下降的狀態(tài)，30d、90d 的各菌株處理差異性并不是很明顯[6]。60d 時(shí)候葉綠素含量最高的分別是PAL5、CN11+DX120E 及DX120E 處理，對(duì)應(yīng)提高30.02%、29.63%和24.07%。

圖2 葉綠素指標(biāo)

3.3 接種固氮菌對(duì)甘蔗的促生長(zhǎng)作用

根據(jù)目前現(xiàn)有的一系列實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果不難看出，甘蔗接種固氮菌之后，固氮菌由于在整個(gè)甘蔗的根部會(huì)呈現(xiàn)有效定殖或侵入甘蔗植株體內(nèi)定殖等。后續(xù)通過其自身分泌有機(jī)酸等各種不同類型的方式，可以對(duì)土壤氮磷鉀進(jìn)行有效活化處理，對(duì)土壤肥力可以起到良好的改善效果，促使土壤酶的活性得到有效提升。這樣不僅有利于從根本上促使土壤養(yǎng)分的供給得到有效提升，而且還可以促使甘蔗的株高、莖徑等含量有所增加。除此之外，在整個(gè)代謝組學(xué)分析過程中，明顯看出DX120E 在經(jīng)過一系列的處理之后，差異代謝物主要以含氮化合物、有機(jī)酸等組合而成。更重要的是在接菌之后，甘蔗通過上調(diào)部分糖酵解以及TCA 循環(huán)中間產(chǎn)物，有利于促使糖酵解以及TCA 循環(huán)，促使植株自身的氮、碳代謝等得到有效促進(jìn)。在整個(gè)代謝通路富集分析過程中，不難看出氨基酸等相關(guān)通路之間的占比比較明顯，菌株在整個(gè)處理過程中，對(duì)植株的氨基酸代謝也可以起到良好的促進(jìn)效果。氨基酸不僅可以與糖酵解、TCA 循環(huán)之間建立密切的聯(lián)系，而且其被看作是植物代謝通路當(dāng)中，各種不同類型酶的重要基礎(chǔ)物質(zhì)，甘蔗當(dāng)中各種不同類型的氨基酸上調(diào)，對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)可以起到良好的促進(jìn)效果。

植株的地下以及地上部分會(huì)產(chǎn)生協(xié)調(diào)影響，地下部分呈現(xiàn)的一系列改變，勢(shì)必會(huì)引起地上的改變。所以，在接菌之后，對(duì)甘蔗土壤氮素活化作用相對(duì)比較明顯，有利于促使甘蔗莖葉當(dāng)中的氨基酸、碳水化合物合成，對(duì)糖類物質(zhì)的積累也可以起到一定的積極效果。這種形勢(shì)下，其與接菌之后的甘蔗可溶性糖含量等提升結(jié)果具有一致性。由此可以看出，接菌處理對(duì)甘蔗的碳、氮代謝都會(huì)產(chǎn)生一系列的影響，有利于促使相關(guān)酶活性的提升，促進(jìn)甘蔗干物質(zhì)含量的增加，以此來提高甘蔗產(chǎn)量。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過一系列的對(duì)比分析和深入探究，不同菌株以及其組合處理土壤時(shí)，土壤中的硝態(tài)氮、有機(jī)酸等含量都有明顯的上升趨勢(shì)，無機(jī)磷的含量下降，與空白對(duì)照之間的對(duì)比差異相對(duì)比較明顯?？偠灾?，固氮菌對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)可以起到良好的促進(jìn)作用，同時(shí)還可以對(duì)氮代謝進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，提高養(yǎng)分的整體利用率。