枯草芽孢杆菌262XY2'菌肥对番茄幼苗生长及生理特性的影响

敖 远，杨成德，郭庄园，蔡锋锋，崔凌霄

（甘肃农业大学植物保护学院/甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室，兰州 730070）

0 引言

番茄(Solanum lycopersicum)是茄科番茄属一年生或多年生草本植物，果实厚而多汁液，是一种经济价值较高的农作物[1]。近年来，有研究表明施肥方式是提高番茄产量和果实品质的关键因素之一[2-3]。因此，改善传统施肥方式成为针对番茄栽培技术研究的重点内容。微生物菌肥是一种辅助性肥料，可分为微生物菌剂、复合微生物肥料和生物有机肥等类型[4-7]，具有无环境污染、应用潜力高等特点，可以显著改善植物根系土壤微生物结构和微生态环境，预防土传病害、增加土壤肥力并协助作物吸收养分，如曹恩巧等[8-9]报道微生物菌肥可以改变土壤理化性质，提高土壤酶活性；王孝涛等[10]报道微生物菌肥可以减少化学肥料施用量，加强植物根系活力；KHAN等[11]、阎淑珍等[12]报道微生物菌肥施加可促进作物生长，增强植株抗逆性和抗病虫害的能力。

枯草芽孢杆菌262XY2'是从东祁连山高寒草地线叶嵩草内生细菌中筛选得到的多抗菌，且具有固氮、溶磷和分泌IAA的功能；发酵液在盆栽试验中对番茄叶斑病防治效果在60%以上[13]，固体发酵菌剂显著增加马铃薯株高、根长和体内PAL活性且对马铃薯炭疽病具有良好的预防和治疗效果[14]，应用潜力大。因此，本试验以番茄为供试作物，施加枯草芽孢杆菌262XY2'固体菌肥，评价其对番茄幼苗的生长和生理特性影响，以期为枯草芽孢杆菌262XY2'固体菌肥应用提供依据，也为改善番茄传统施肥方式、提高产量和品质提供新的途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为‘中蔬四号’。供试菌肥为枯草芽孢杆菌262XY2'菌肥，由甘肃农业大学植物保护学院植物病原细菌及细菌多样性实验室提供，其活菌数7.13×1014CFU/g。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 试验于2021年6—10月在内蒙古巴彦淖尔市进行，共设置6个处理，分别为：CK：不添加微生物菌肥；T1：按照微生物菌肥占基质质量为0.5%的比例添加并充分混合；T2：按照微生物菌肥占基质质量为1%的比例添加并充分混合；T3：按照微生物菌肥占基质质量为2%的比例添加并充分混合；T4：按照微生物菌肥占基质质量为3%的比例添加并充分混合；T5：按照微生物菌肥占基质质量为4%的比例添加并充分混合。各处理基质土分别加入21穴育苗盘并进行育苗，3次重复，共育18盘。待番茄四叶一心后移栽到花盆（花盆规格：上口径17.5cm，下口径12.8cm，高16.4cm）。

1.2.2 生长特征指标的测定 番茄播种7天后观察出苗情况一直到第13天，统计出苗率。番茄移栽时各处理随机选取10株，分别用直尺测定株高；游标卡尺测定茎粗；坐标纸辅助测定叶面积。地上部和地下部鲜质量用电子天平测定；地上部和地下部干质量用烘箱105℃杀青15 min，80℃恒温干燥3 h后再用电子天平测定[15]。按公式(1)～(3)计算壮苗指数、生长函数（G值）和根冠比。

1.2.3 生理特性指标的测定 在始花期采用乙醇浸提法测定叶绿素含量[16-17]；采用甲烯蓝吸附法测定根系活力[18]；采用考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白含量[19]。采用电导率法测定番茄幼苗抗逆性[20]，共3次重复。将所需玻璃仪器用无离子水冲洗3～4遍自然干燥备用，选取植物叶片，用打孔器取3等份。第一份置于-20℃冰柜中20 min；第二份置于40℃恒温箱中处理0.5 h；第三份作为对照不进行处理。之后将材料用无离子水冲洗，滤纸吸干水分后置于烧杯中，各加20 mL无离子水放入真空装置抽去气体，抽气完成后浸提1～2 h，最后用电导率仪测定各处理电导率。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2010软件进行试验数据整理和绘制图表，SPSS 23.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 对番茄出苗率和幼苗茎叶生长的影响

由图1可知，T1和T2的出苗率均显著高于对照，其中T1处理对番茄出苗的促进效果最为显著，T3、T4和T5的出苗率与对照差异不明显，且T5出苗率低于对照，表明低浓度的菌肥对番茄出苗有较强的促进作用，高浓度的菌肥对于番茄出苗促生作用不明显；T1与T2的株高、茎粗和叶面积均显著高于对照，其中T1处理下的茎粗和叶面积最高，T2处理下的株高最高，T5处理下的株高、茎粗和叶面积均显著低于对照，表明低浓度菌肥对番茄株高、茎粗和叶面积均有较好的促进作用，而高浓度菌肥对番茄株高、茎粗和叶面积有抑制作用。

图1 262XY2'菌肥对番茄出苗和生长指标的影响

2.2 对番茄幼苗鲜干质量的影响

由图2可知，T1和T2的地上部鲜干质量均显著高于对照，其中T1处理下的地上部鲜干质量最高，T3的地上部鲜干质量与对照差异不明显，T5的地上部鲜干质量均低于对照，表明低浓度菌肥处理促进番茄幼苗地上部分生长，高浓度菌肥对地上部分生长有抑制作用。

由图2可知，T1、T2和T3的地下部鲜干质量均显著高于对照，其中T2处理下的地下部鲜干质量最高，T5处理下的地下部鲜干质量均与对照差异不显著，表明低浓度的菌肥处理对番茄幼苗地下部的鲜干质量有促进作用，但高浓度对番茄幼苗地下部的鲜干质量影响不明显。

图2 262XY2'菌肥对番茄幼苗鲜干质量的影响

2.3 对番茄幼苗壮苗指数、生长函数（G值）和根冠比的影响

由图3可知，T2和T3的壮苗指数、生长函数和根冠比均显著高于对照，其中T2处理下的番茄幼苗壮苗指数最高，T1处理下的番茄幼苗生长函数最高，T3处理下的番茄幼苗根冠比最高，T5处理下的番茄幼苗壮苗指数和根冠比与对照差异不显著、生长函数低于对照，表明低浓度的菌肥处理对番茄幼苗的壮苗指数、生长函数和根冠比均有促进作用，高浓度的菌肥处理对番茄幼苗的壮苗指数、生长函数和根冠比影响不明显甚至产生抑制效果。

图3 262XY2'菌肥对番茄幼苗壮苗指数、生长函数（G值）和根冠比的影响

2.4 对番茄植株叶绿素的影响

由表1可知，处理组的叶绿素a含量都显著高于对照，其中T2处理下的番茄幼苗叶绿素a含量最高；T1和T2的叶绿素b含量显著高于对照，其中T1处理下的番茄幼苗叶绿素b含量最高，T3、T4和T5的叶绿素b含量与对照差异不显著；T2和T3的类胡萝卜素含量显著高于对照，其中T2处理下的番茄幼苗类胡萝卜素含量最高，T5处理下的番茄幼苗的类胡萝卜素含量低于对照，表明低浓度的菌肥处理可显著增加番茄植株的叶绿素含量，高浓度的菌肥处理对番茄幼苗的叶绿素含量影响不明显甚至产生抑制作用。

表1 262XY2'菌肥对番茄叶绿素含量的影响

2.5 对番茄植株根系活力和可溶性蛋白含量的影响

由表2可知，处理组的根系活力都显著高于对照，其中T1处理下的番茄幼苗根系活力最高；T1、T2和T3的可溶性蛋白含量均显著高于对照，其中T1处理下的番茄幼苗可溶性蛋白含量最高，T4的可溶性蛋白含量与对照差异不显著，T5处理下的番茄幼苗的可溶性蛋白含量低于对照，表明低浓度的菌肥处理可显著增加番茄幼苗的根系活力和可溶性蛋白含量，高浓度的菌肥处理对番茄幼苗的根系活力和可溶性蛋白含量影响不明显甚至产生抑制作用。

表2 262XY2'菌肥对番茄根系活力和可溶性蛋白含量的影响

2.6 对番茄植株相对电导率的影响

由表3可知，在-20℃和40℃环境下，处理组的相对电导率均显著低于对照，其中T1处理下的番茄幼苗的相对电导率最低，表明262XY2'菌肥处理可显著降低极端条件下番茄植株的相对电导率；同时，T1、T2和T3的相对电导率均低于T4和T5，说明低浓度的菌肥处理更有利于番茄抗（耐）极端温度。

表3 262XY2'菌肥对番茄叶片相对电导率的影响

3 讨论

微生物菌肥是近年来兴起的一种新型肥料，主要通过大量有益微生物菌群在植株根系土壤间的活动，改善植株营养环境，产生植物激素，抑制病菌，如杨爽等[21]报道在硫磺熏蒸过程中用微生物菌肥灌根处理，显著影响草莓的水分利用效率和产量；于会丽等[22]报道微生物菌肥可以有效增加土壤微生物活性和功能多样性；谢东锋等[23-24]认为微生物菌肥在一定程度上能够诱导黄瓜的系统抗病性。由此可推测微生物菌肥在促进作物生长、诱导抗逆性方面具有显著效果。

金伊洙[25]、王东等[26]报道施加微生物菌肥对作物生长有促进作用，孙玉良等[27]报道微生物菌肥可显著增加植株鲜干质量，加强光合能力，本试验中施加低浓度枯草芽孢杆菌262XY2'菌肥可以提高植株叶绿素含量，提升植株根系活力，增加株高、茎粗、叶面积等作物生长指标，与以上文献结果一致。陈颍洁[28]报道微生物菌肥最佳施用浓度为稀释750～1000倍，过低或过高浓度的微生物菌肥对植物的促生作用不明显，与本试验中番茄幼苗的生长生理指标随浓度升高呈先升后降趋势的结果相一致。同时枯草芽孢杆菌262XY2'菌肥可增加渗透调节物质的含量，降低膜的氧化程度，进而增强植株抗逆性，并且使植株应对低温环境的胁迫效果更加显著。

本试验1%菌肥处理下的番茄幼苗各项指标均显著优于对照，4%菌肥的处理下的番茄幼苗的各项指标均低于对照，表明低浓度的微生物菌肥对番茄生长有促进的作用，高浓度的微生物菌肥对番茄生长有抑制作用。而杨陶陶等[29]报道低浓度的链霉菌JD211固体菌剂能够促进水稻秧苗生长，提高秧苗的综合素质，最佳接种量为1 g/kg；何文等[30]报道施用1%浓度的黄赭色链霉菌SN16菌剂的小麦幼苗的生长指标显著高于对照；顾志光等[31]报道黄赭色链霉菌菌剂用量为0.1 g/kg土时对苋菜的促生效果最优，继续提高施用量会抑制苋菜生长。试验结果与以上报道类似，高浓度菌肥表现抑制效果的主要原因可能是定殖于植株根系的262XY2'菌株产生竞争作用，使根系吸收的一部分营养供给该菌株，进而抑制植株生长。

当前的施肥模式下，微生物菌肥主要配合化学肥料和有机肥料共同施用，单施微生物肥料的效果不够稳固，具体表现为促生作用不显著等情况，但不可否认的是微生物菌肥在农作物防病促生和农业生态环境保护方面具有巨大的应用潜力，其应用范围十分广泛。本试验中262XY2'菌肥具有良好的促生功能，具体表现为对番茄幼苗形态指标和生理指标的显著促进，但促生作用机制及与化学肥料联合施用的用量和模式还需进一步研究。

4 结论

本试验中，0.5%菌肥处理组的番茄出苗率、茎粗、叶面积、地上部鲜干质量、生长函数、叶绿素b含量、根系活力和可溶性蛋白含量最高，分别比CK高11.115%、35.616%、91.704%、49.369%、48.330%、50.000%、156.827%、7.035%和54.294%，相对电导率最低，-20℃和40℃处理后，分别比CK低6.483%和3.116%。1%菌肥处理组的番茄株高、地下部鲜干质量、壮苗指数、叶绿素a含量和类胡萝卜素含量最高，分别比CK高14.589%、86.634%、85.714%、71.429%、86.887%和10.589%。2%菌肥处理组的根冠比最高，比CK高59.164%，且各项指标均与CK差异显著(P＜0.05)。综合来看番茄生长情况和生理指标随菌肥浓度升高呈现先升后降的趋势，而施用0.5%～2%枯草芽孢杆菌262XY2'菌肥均可促进番茄生长，且0.5%菌肥处理组对番茄的促生效果最为显著。