不同苧麻品種根際微生物的變化及其對產(chǎn)量影響的初步研究

朱四元，湯清明，劉頭明，周建霞，唐守偉

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所，湖南 長沙 410205）

苧麻是我國極具特色的經(jīng)濟(jì)作物，其產(chǎn)量和面積均占全世界的90%以上。土壤微生物是土壤生物化學(xué)特性的重要組成部分，是評價土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[1]。在生態(tài)系統(tǒng)中土壤微生物群體組成了一個強(qiáng)大的動力資源庫，它們在植物殘體降解、腐殖質(zhì)形成及養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與循環(huán)中起著重要作用[2-4]。植物根際是植物和土壤進(jìn)行物質(zhì)、能量交換的場所，土壤微生物的數(shù)量直接影響土壤的生物化學(xué)活性及土壤養(yǎng)分的組成與轉(zhuǎn)化，是土壤肥力的重要指標(biāo)之一[5]。植物可以為微生物提供一部分生長物質(zhì)滿足微生物生長，微生物也可以產(chǎn)生影響植物生長的生長因子。已報道的有關(guān)苧麻的研究主要集中產(chǎn)量、品質(zhì)等方面的研究[6-7]，而有關(guān)苧麻不同品種間土壤微生物的研究還很少見。本文以6個不同苧麻品種（系）、土壤為研究對象，對不同品種的根際和非根際微生物進(jìn)行研究，并探討根際微生物與品種產(chǎn)量的相關(guān)性，旨在探討苧麻不同品種間主要微生物的變化情況與產(chǎn)量的關(guān)系，為苧麻創(chuàng)造良好的土壤生態(tài)環(huán)境、建立高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培模式提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

6個品種由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所、華中農(nóng)大等四個單位提供，具體的品種特性及來源見表1。

表1 供試材料名稱及來源Table 1 The ramie varieties and their sources

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

6個品種采用隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積20m2，共18個小區(qū)，種苗全部采用統(tǒng)一繁殖的嫩梢扦插苗。

根際土壤取樣采用“抖根法”，將土壤表面5cm以上的土壤扒掉，將植株根系從土壤中挖出（5～30cm范圍內(nèi)），抖掉與根系松散結(jié)合的土體，然后將與根系緊密結(jié)合在0～4 mm范圍內(nèi)的土壤用刷子刷下來作為根際土樣。根際以外的土為非根際土壤。每小區(qū)按“蛇形法”于苧麻纖維收獲期，隨機(jī)選5個點(diǎn)采集根際和非根際混合樣品，裝袋迅速帶回實(shí)驗(yàn)室于4℃冰箱保存，測定微生物的數(shù)量。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 微生物計數(shù)[5]稱取土樣10g，置于盛有90mL無菌水的三角瓶中，放在200次／min的振蕩機(jī)上振蕩10min，使土粒均勻分散成為土壤懸液，然后靜置10min，在超凈工作臺上，吸取1mL土壤懸液放入9mL無菌水試管中，吹吸3次混勻，即得10-2稀釋液，依次用10倍法稀釋到10-7成一系列稀釋液。土壤懸液的接種采用平板涂抹接種法，吸取100uL土壤懸液于平板的中央，隨即用無菌玻璃刮刀，將接種物均勻涂抹開。

細(xì)菌培養(yǎng)用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基（100μL 10-6～10-5稀釋度懸液），每稀釋度3個重復(fù)，28℃培養(yǎng)2d后計算菌落數(shù)；真菌用馬丁氏培養(yǎng)基（100μL10-3～10-4稀釋度懸液），每稀釋度3個重復(fù)，28℃培養(yǎng)4d后計算菌落數(shù)；放線菌用改良高氏1號培養(yǎng)基（100μL 10-3～10-4稀釋度懸液），每稀釋度3個重復(fù)，28℃培養(yǎng)5d后計算菌落數(shù)。

1.3.2 苧麻經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與產(chǎn)量的測定 測定6個品種三季麻每個小區(qū)的經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)、纖維產(chǎn)量，3個重復(fù)取平均值，然后將平均值折算為kg/667m2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種間根際微生物數(shù)量

對不同苧麻品種土壤根際主要微生物的測定結(jié)果表明，不同品種之間主要微生物數(shù)量變化趨勢不明顯，其中細(xì)菌微生物量在品種CZ0601有較小的增長趨勢，真菌、放線菌變化趨勢基本一致；從主要微生物的種類來看，其中細(xì)菌的數(shù)量是真菌、放線菌的約10倍；進(jìn)一步的方差分析標(biāo)明，在不同品種之間細(xì)菌數(shù)量差異不大，僅品種CZ0601與其它五個品種間差異達(dá)到5%的顯著水平，其他品種間差異不顯著；不同品種間真菌數(shù)量在部分品種間存在顯著差異；放線菌數(shù)量只有品種D801與其他4個品種存在顯著差異，其他品種間差異不明顯；通過方差分析表明了不同品種間主要微生物總量的變化在少部分品種間有顯著差異，主要體現(xiàn)在品種CZ0601與其他品種間差異顯著，這可能與品種CZ0601根系屬于深根型有關(guān)。

表2 不同品種5～30cm土層根際微生物數(shù)量Table 2 Microorganismquantityofsixramie varieties in the 5～30cmrhizosphere

2.2 不同品種間非根際微生物數(shù)量

從表3可以看出，6個不同苧麻品種非根際土壤的主要微生物中，細(xì)菌的數(shù)量最多，是真菌、放線菌數(shù)量的10倍左右；方差分析表明，6個不同品種間非根際土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌在品種間的差異均不顯著，非根際主要微生物的總量在非根際土壤中差異不顯著，這說明，不同苧麻品種間非根際主要微生物總量差異不明顯。

表3 不同品種5～30cm土層非根際微生物數(shù)量Table 3 Microorganismquantityofsixramie varieties in the 5～30cmnon-rhizosphere

2.3 不同品種間根際和非根際微生物的比較

由表4可以看出，不同品種間根際、非根際細(xì)菌數(shù)量變化有所不同，品種圓葉青的根際細(xì)菌數(shù)量最多，為4.85×106Cfu/g干土，非根際細(xì)菌中以品種D801數(shù)量最多，為3.48×106Cfu/g干土；真菌、放線菌的數(shù)量在根際和非根際差異不是很大，兩種微生物數(shù)量明顯比細(xì)菌數(shù)量少；從總量來看，根際的微生物數(shù)量明顯比非根際的高，表現(xiàn)出了明顯的根際效應(yīng)。

表4 不同品種根際、非根際微生物差異Table 4 Microorganismquantitative difference ofsixramie varieties between the rhizosphere and non-rhizosphere

2.4 不同品種經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)與纖維產(chǎn)量結(jié)果

由表5可以看出，株高、莖粗等經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)在品種間差異不大；不同品種間纖維產(chǎn)量存在差異，三季麻全年總產(chǎn)中苧2號產(chǎn)量最高，為246.1kg/667m2，比對照圓葉青增產(chǎn)19.5%，品種D801產(chǎn)量最低，為182.4 kg/667m2，比對照圓葉青減產(chǎn)11.4%，其他三個品種均有小幅增長，排名依次為中苧2號＞華苧4號＞96-1-2＞CZ0601＞圓葉青＞D801。

表5 不同品種經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)與纖維產(chǎn)量Table 5 Fiber yields and other economic traits ofdifferent varieties

2.5 經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)、纖維產(chǎn)量與各微生物數(shù)量的相關(guān)分析

以整個試驗(yàn)期間的數(shù)據(jù)為依據(jù)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)、產(chǎn)量與微生物數(shù)量間的相關(guān)分析表明（表6），經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)與主要微生物數(shù)量不存在顯著相關(guān)性，苧麻纖維產(chǎn)量與微生物總量存在負(fù)相關(guān)，但不顯著；苧麻纖維總產(chǎn)量與真菌數(shù)量的相關(guān)性最大，成正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達(dá)到r=0.623，皮厚與微生物的數(shù)量相關(guān)性最小，株高與微生物數(shù)量相關(guān)性較大，但都未達(dá)到顯著相關(guān)水平。

表6 土壤微生物量與苧麻經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)、纖維產(chǎn)量相關(guān)分析Table 6 Correlations analysis on microorganismquantityofsoil with fiber field and economic traits oframie

3 小結(jié)與討論

3.1 土壤微生物是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的成分，擔(dān)負(fù)著分解動物、植物殘體的重要使命，推動著生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)[8]，決定著植被的生長狀況和土壤肥力。研究苧麻土壤微生物的組成和數(shù)量，為苧麻的移栽、土壤改良和生態(tài)恢復(fù)提供科學(xué)依據(jù)，從而找到適合苧麻生長的最佳土壤微生境。

3.2 本文對不同苧麻品種間微生物進(jìn)行了初步研究，探討品種間主要微生物的種類與數(shù)量，各品種主要微生物的數(shù)量仍以細(xì)菌數(shù)量最多，是真菌、放線菌的10倍左右，可能是由于細(xì)菌適應(yīng)不良環(huán)境的能力較強(qiáng)，這與其他作物的研究結(jié)果類似[9]。有研究表明，在植物根際，根際微生物與根系組成了一個特殊的生態(tài)系統(tǒng)，微生物繁殖速度快、數(shù)量多[10]。從微生物的數(shù)量看，苧麻根際土壤微生物的數(shù)量多于非根際土壤，部分品種間根際微生物存在明顯差異，而非根際微生物差異不顯著，這可能是由于根際效應(yīng)的影響。

3.3 通過苧麻經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)、產(chǎn)量與主要微生物的相關(guān)的初步分析，微生物的數(shù)量與苧麻產(chǎn)量存在相關(guān)性，但相關(guān)性不顯著，這可能表明微生物的數(shù)量變化對苧麻經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)、產(chǎn)量有一定的影響，更深入的研究還在進(jìn)行中。

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