现代农业科技2020年第2期 微生物菌剂在育苗基质中的应用与研究进展 周建 河南科技学院园艺园林学院,河南新乡453003) 摘要综述了微生物菌剂在轻型基质中的应用与研究,从有机质降解、调控基质理化性状、促进植物生长与发育等方面展开论述,分 析了微生物菌剂在基质中的作用机制与存在的问題。最后,根据问題提出了微生物菌剂在基质应用中的发展方向,为新型菌剂基质的开发 提供了指导 关键词微生物菌剂;育苗基质;应用;作用机制 中图分类号S144文献标识码A 文章编号1007-5739(2020)02-0058-03 开放科学(资源服务)标识码 馨器 Application and Research Progress of Microbial Agents in Seedling Substrate ZHoU Jia School of Horticulture and Landscape Architecture, Henan Institute of Seience and Technology, Xinxiang Henan 453003) Abstract Application and research of microbial agent in light substrate were summarized, and its mechanism in substrate and existing problems were analyzed from three aspects of the degradation of organic matter, regulation on physical and chemical properties of matrix and promotion to plant growth and development in this paper. Finally, according to the problems, the development direction of microbial agents in the application of substrate was proposed, which provided guidance for the development of new microbial agent substrate. Key words microbial agent; seedling substrate; application; mechanism 育苗基质是种苗生产的基础物质,为植物提供良好的生件下发酵需要较长的时间,无法满足育苗基质的生产需求 长环境,可为幼苗提供稳定协调的水、气、肥,成为幼苗根系为了提髙基质材料的发酵速度,缩短发酵时间,部分专性微 营养库,保证根系从中按需选择吸收养分和水分叫育苗基生物菌剂被应用到基质材料的腐熟发酵试验·,摸索各类 质质量直接决定了幼苗生长发育与成苗质量。育苗基质大多基质降解的最佳菌剂配方,便于促进育苗基质的生产速度、 采用草炭或腐熟降解的农业生产废弃物配制而成,目前大扩大育苗基质生产规模 部分育苗基质存在有效氮、有效磷、有效钾转化率低以及灰李光义等研究发现,嗜热菌、有机废物发酵菌均可加 分偏高、酸性大、肥力较差、后劲不强、有机质降解速度慢等快木薯杆基质的腐熟,在处理第5天温度就达到峰值,其中 问题。因此部分优良的育苗基质需进行人为调节,例如添以嗜热菌优势更加明显;2种菌剂对基质质量的影响相差不 加营养驱动剂与保水剂。 大,基质中总碳、总氮等性状指标良好,表明两者在木薯杆 针对育苗基质的缺陷,研究者大多考虑增加基质的肥降解中具有一定的应用价值。对于枸杞枝条而言,粗纤维复 料,注重基质材料选择及各组分的配比调节,而对于基质作合益菌、锯末专用复合菌则比较适合进行基质化降解处理 用机理却鲜有逆向思维,主要以被动调节为主。随着我国微两者在第5天可促进枸杞枝条基质进入高温分解期,且高于 生物技术研究的不断深入,微生物菌剂得到广泛应用,少数55℃的时间分别达到9d和5d,均加快了腐熟进度;腐熟 研究者尝试加人一些专性生物菌剂等生物驱动剂,以提高后,接种2种菌剂的基质碳氮比值分别降低748、699,其 有机质的腐熟降解速度,增强植物收肥料的能力提髙基他指标基本符合栽培标准与栒杞枝条类似,粗纤维降解菌 质中有效肥料的利用效率,从而达到对育苗基质和植物进比较适合苦参枝条的腐熟降解处理,快速进入高温期,且高 行主动改造的目的。 温期较长,其中50℃以上高温达到5d,堆腐降解效果最好; 微生物菌剂是经过生产扩繁所得的活性制剂,形态多为20d后,苦参枝条基质接近环境温度,其理化性质适合育苗 溶液、粉状、固体。活性制剂中微生物主要分为固氮菌菌与栽培η 剂、光合细菌菌剂、促生菌剂、细菌菌剂、真菌菌剂、放线菌 然而,上述研究主要关注筛选适合基质腐熟的菌剂种 菌剂等;按所含微生物种类多寡分为单一微生物菌剂、复混类,但对于菌剂的最佳使用剂量则研究较少。尚秀华等在 微生物菌剂大量试验证明,通过添加微生物菌剂,可以有稻壳基质中添加不同质量浓度的CMIo1发酵菌剂发现基 效提高有机质的腐熟降解速度改善基质理化性质与植物质添加1%发酵菌的综合效果最好,其腐熟温度最高(52℃) 生长环η,显著促进育苗植株的生长与发育,加大生物量高温持续期最长,40℃以上高温达到ld,且基质腐熟效果 累积,提高植株的经济产品产量与质量。 最好,培育幼苗质量最佳。因此,该菌剂及其浓度在稻壳基 1微生物菌剂的应用与研 质实践生产上具有重要的参考意义 L.1腐熟降解育苗基质 2改善育苗基质理化性状 秸秆等农业废弃物作为育苗基质的主要材料,在自然条 在育苗基质中,添加微生物可加强有机质降解,增加基 基金项目河南省教育厅自然科学项目(14B2010028)。 质中有效元素,并通过分泌活性物质进一步改善育苗基质结 作者简介周建(1977-),男,湖南汉寿人,博士,副教授。研究方向:植 物逆境生理生态。 构与理化性质吗侯乐梅等在鸡粪基质和牛粪基质中分别 收稿日期2019-09-19 添加地福来(北京地福来科技发展有限公司生产)、酵素菌
园艺学 现代农业科技 圆园20 年第 2 期 摘要 综述了微生物菌剂在轻型基质中的应用与研究袁从有机质降解尧调控基质理化性状尧促进植物生长与发育等方面展开论述袁分 析了微生物菌剂在基质中的作用机制与存在的问题遥最后袁根据问题提出了微生物菌剂在基质应用中的发展方向袁为新型菌剂基质的开发 提供了指导遥 关键词 微生物菌剂曰育苗基质曰应用曰作用机制 中图分类号 S144 文献标识码 A 文章编号 1007-5739渊2020冤02-0058-03 开放科学渊资源服务冤标识码渊OSID冤 Application and Research Progress of Microbial Agents in Seedling Substrate ZHOU Jian 渊School of Horticulture and Landscape Architecture袁Henan Institute of Science and Technology袁Xinxiang Henan 453003冤 Abstract Application and research of microbial agent in light substrate were summarized袁and its mechanism in substrate and existing problems were analyzed from three aspects of the degradation of organic matter袁regulation on physical and chemical properties of matrix and promotion to plant growth and development in this paper.Finally袁according to the problems袁the development direction of microbial agents in the application of substrate was proposed袁which provided guidance for the development of new microbial agent substrate. Key words microbial agent曰seedling substrate曰application曰mechanism 微生物菌剂在育苗基质中的应用与研究进展 周 建 渊河南科技学院园艺园林学院袁河南新乡 453003冤 育苗基质是种苗生产的基础物质袁为植物提供良好的生 长环境袁可为幼苗提供稳定协调的水尧气尧肥袁成为幼苗根系 营养库袁保证根系从中按需选择吸收养分和水分[1]遥育苗基 质质量直接决定了幼苗生长发育与成苗质量遥育苗基质大多 采用草炭或腐熟降解的农业生产废弃物配制而成袁目前大 部分育苗基质存在有效氮尧有效磷尧有效钾转化率低以及灰 分偏高尧酸性大尧肥力较差尧后劲不强尧有机质降解速度慢等 问题[2]遥因此袁部分优良的育苗基质需进行人为调节袁例如添 加营养驱动剂与保水剂遥 针对育苗基质的缺陷袁研究者大多考虑增加基质的肥 料袁注重基质材料选择及各组分的配比调节袁而对于基质作 用机理却鲜有逆向思维袁主要以被动调节为主遥随着我国微 生物技术研究的不断深入袁微生物菌剂得到广泛应用袁少数 研究者尝试加入一些专性生物菌剂等生物驱动剂[3]袁以提高 有机质的腐熟降解速度袁增强植物吸收肥料的能力袁提高基 质中有效肥料的利用效率袁从而达到对育苗基质和植物进 行主动改造的目的遥 微生物菌剂是经过生产扩繁所得的活性制剂袁形态多为 溶液尧粉状尧固体[4]遥活性制剂中微生物主要分为固氮菌菌 剂尧光合细菌菌剂尧促生菌剂尧细菌菌剂尧真菌菌剂尧放线菌 菌剂等曰按所含微生物种类多寡分为单一微生物菌剂尧复混 微生物菌剂[5]遥大量试验证明袁通过添加微生物菌剂袁可以有 效提高有机质的腐熟降解速度袁改善基质理化性质与植物 生长环境[6-7]袁显著促进育苗植株的生长与发育袁加大生物量 累积袁提高植株的经济产品产量与质量[8-10] 遥 1 微生物菌剂的应用与研究 1.1 腐熟降解育苗基质 秸秆等农业废弃物作为育苗基质的主要材料袁在自然条 件下发酵需要较长的时间袁无法满足育苗基质的生产需求遥 为了提高基质材料的发酵速度袁缩短发酵时间袁部分专性微 生物菌剂被应用到基质材料的腐熟发酵试验[6-7袁11]袁摸索各类 基质降解的最佳菌剂配方袁便于促进育苗基质的生产速度尧 扩大育苗基质生产规模遥 李光义等[11]研究发现袁嗜热菌尧有机废物发酵菌均可加 快木薯杆基质的腐熟袁在处理第 5 天温度就达到峰值袁其中 以嗜热菌优势更加明显曰2 种菌剂对基质质量的影响相差不 大袁基质中总碳尧总氮等性状指标良好袁表明两者在木薯杆 降解中具有一定的应用价值遥对于枸杞枝条而言袁粗纤维复 合益菌尧锯末专用复合菌则比较适合进行基质化降解处理袁 两者在第 5 天可促进枸杞枝条基质进入高温分解期袁且高于 55 益的时间分别达到 9 d 和 5 d袁均加快了腐熟进度曰腐熟 后袁接种 2 种菌剂的基质碳氮比值分别降低 7.48尧6.99袁其 他指标基本符合栽培标准[6]遥与枸杞枝条类似袁粗纤维降解菌 比较适合苦参枝条的腐熟降解处理袁快速进入高温期袁且高 温期较长袁其中 50 益以上高温达到 5 d袁堆腐降解效果最好曰 20 d 后袁苦参枝条基质接近环境温度袁其理化性质适合育苗 与栽培[7] 遥 然而袁上述研究主要关注筛选适合基质腐熟的菌剂种 类袁但对于菌剂的最佳使用剂量则研究较少遥尚秀华等[12]在 稻壳基质中添加不同质量浓度的 CM101 发酵菌剂袁发现基 质添加 1%发酵菌的综合效果最好袁其腐熟温度最高渊52 益冤袁 高温持续期最长袁40 益以上高温达到 11 d袁且基质腐熟效果 最好袁培育幼苗质量最佳遥因此袁该菌剂及其浓度在稻壳基 质实践生产上具有重要的参考意义遥 1.2 改善育苗基质理化性状 在育苗基质中袁添加微生物可加强有机质降解袁增加基 质中有效元素袁并通过分泌活性物质进一步改善育苗基质结 构与理化性质[13]遥侯乐梅等[13]在鸡粪基质和牛粪基质中分别 添加地福来渊北京地福来科技发展有限公司生产冤尧酵素菌尧 基金项目 河南省教育厅自然科学项目渊14B2010028冤遥 作者简介 周建渊1977-冤袁男袁湖南汉寿人袁博士袁副教授遥研究方向院植 物逆境生理生态遥 收稿日期 2019-09-19 58
周建:微生物菌剂在育苗基质中的应用与研究进展 EM菌及枯草芽孢杄菌等生物菌剂,研究其对基质性状的影株的根长、根表面积及根体积得到显著提高,使黄瓜3茬单 响,结果表明,处理40d后,基质脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸株产量分别提高1.290、1.792、1.843kg。在栽培过程中,黄瓜 酶活性均显著提髙,其中添加地福来的基质的酶活最髙,分幼苗接种淀粉降解枯草芽孢杄菌后,其叶绿素含量上升 别高于对照120.0%、71.0%、141.0%在酸性煤矸石基质与能保持较高的光合效率,而且经历低温后光合功能恢复正 碱性粉煤灰基质中添加菌根菌(摩西球囊菌)、固氮菌,经常历时较短啰。接种淀粉降解枯草芽孢杄菌能显著提髙黄 研究发现,菌剂能显著调控煤矸石基质酸碱值,使其μH值瓜幼苗的抗寒性和低温贮藏能力,摩西球囊霉功能次之, 由563上升为7.0,但碱减性基质的pH值下调不明显;双接低温处理12d时幼苗光合功能与对照无显著性差异由 摩西球囊菌与固氮菌可显著提髙基质中有效氮和有效磷此表眀,淀粉降解枯草芽孢杄菌能増强黄瓜基质栽培幼苗 含量,显著改善了植物生长环叫 对低温逆境的适应性,在黄瓜基质栽培生产中具有较大的 在泥炭、珍珠岩、蛭石、椰糠等组成的混合基质中加入应用潜力。 混合菌剂(包含固氮、解磷、解钾等多种微生物)、圆褐固氮 赵佳等叫在牛粪基质中加入降解淀粉芽孢杄菌,发现 菌剂,处理90d后,发现混合菌剂可显著改善基质理化性添加菌剂显著降低了甜瓜幼苗枯萎病、根腐病等病害的发 状,综合表现最佳,其有机质、速效磷、速效钾的含量分别达病率,使其产量增加455kg/hm2。与甜瓜相似,在鸡粪基质和 到5617g/kg、17669mg/kg、295.24mgkg吗。与此类似,在稻牛粪基质中添加地福来(北京地福来科技发展有限公司)、 草育秧苗基质中添加复合菌(黑曲霉、韦氏芽孢杄菌、解淀酵素菌、玊M菌及枯草芽孢杆菌后,番茄产量与质量得到显著 粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、葡萄球菌、氧化木糖无色杆菌提升,其中地福来综合效果最好,单株产量分别比各自的对照 基质水分含量、持水孔隙度等指标上升,碱解氮、速效高147%和40%,果实V含量分别提高222%和397%。 及速效钾高于非加菌对照13.16%、13.41%、12.2%,而碳添加菌根菌后,辣椒幼苗质量得到明显提高,菌剂显著提髙 氮比值低于对照14.88%,更利于水稻秧苗生长。因此,复了幼苗株高、茎粗、干质量和鲜质量,植株光合作用增强。究 合生物菌剂是育苗基质发展的一个重要方向。 其原因是菌根菌与植株共生的菌根增加了根系的吸收范 买买提吐逊·肉孜等叩在黄瓜栽培基质(草炭蛭石=21)围与吸收能力,从而有效促进了辣椒基质幼苗的生长与光 中添加淀粉降解枯草芽孢杄菌、摩西球囊霉等菌剂,经过连合功能∽。 3茬种植,发现摩西球囊霉菌剂能保持基质酸碱度稳定,2育苗基质微生物菌剂的作用机制 改善基质营养环境;淀粉降解枯草芽孢杄菌剂能显著减少2.促进无效元素冋有效元素的转化,提高植物的元素利 基质中细菌等病原菌数量,增加放线菌等有益微生物数量。用率 此外,添加益生酵母菌可增加玉米秸秆基质的有益菌数量, 菌根菌通过菌丝与植物根系形成共生菌根,可提高植物 同时增加基质蛋白质、有机酸、粗纤维含量,可显著改善基根系对养分元素的吸收范围与吸收能力,促进植物生长 质质量在烟草废弃物堆肥中添加微生物菌剂,基质中N、试验数据表明,生物菌剂可改善基质物理结构,提高基质 P、K元素含量及总孔隙度、持水孔隙度得到显著提高,而基酶活性叫,增加有益微生物菌群数量,提高育苗基质质量。 质容重降低酵素菌可缩短鸡粪和稻草等材料的氨挥发时在基质或自然环境中存在许多不能为植物所吸收的无效营 间,降低NH-N挥发量,保存基质中氮元素,去除臭味,可养元素,例如不溶性或者有机类养分。许多微生物菌剂,例 明显改善基质产品质量叫 如固氮菌、解磷菌、解钾菌等,可通过固定空气中氮素,或分 1.3提高基质育苗质量 泌一些有机酸和酶类,或通过吸附钙将无效氮、磷、钾元素 微生物菌剂可以改善基质结构,提高基质的养分供应转化成为植物能直接吸收的有效氮磷、钾元素,提高植物 能力,并能通过菌根加强植物对营养元素的吸收,促进元素利用率调整植物营养状态。AM菌与毛霉菌混施,可以 植物生长。聂丽等在稻草育秧苗基质中添加复合菌(黑曲促进麦秸秆颗粒基质中大量有效磷的转化,并通过根外菌丝 霉、韦氏芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杄菌、葡萄球加强了磷元素的吸收,促进了万寿菊生长发育,使其提前8d 菌、氧化木糖无色杆菌等),对秧苗产生了显著影响,其处理开花叫 秧苗根系电导率最大,而叶片多酚氧化酶(PPO)、根系过氧2.2通过生理生化途径直接调控植株,提高基质育苗质量 化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)等抗氧化酶活性均 亏植物共生的微生物可以产生植物生长激素,如细胞 显著高于非接菌植株,表明复合菌剂提高了基质秧苗的抗性分裂素、生长素、赤霉素、乙烯、脱落酸等植物激素。这些生 与质量。在随后的栽培过程中,接菌秧苗的叶面积指数、干物长激素会对植物生长起到一定的调控作用,例如生长素可以 质质量及N、PK元素吸收均髙于非接菌秧苗,形成了较多直接促进植物生长。席琳乔等从长绒棉和陆地棉根际分离 的有效糖和充足的总颖花量,水稻产量提高了19516kghm2,的固氮菌菌株均有分泌生长激素(IAA)的能力,分别为662 质叫。金生英等研究表明复合菌剂对基质栽培金银花的生要1nL82392-2512gm,对棉花植株生长具有重 表明添加复合菌剂的稻草基质是一种有效的水稻育秧基283g 长发育影响显著,处理150d之后,其幼苗高度和覆盖度分 某些菌剂,例如淀粉降解枯草芽孢杄菌剂,能显著增加 别提高23.0%和88.0%吗 放线菌等有益微生物数量。随着有益根际微生物的发展 买买提吐逊肉孜等经过连续3茬试验,发现基质中微生物能形成大量烟酸、生物素、泛酸、Vn水杨酸、核 泇加淀粉降解枯草芽孢杄菌、摩西球囊霉等菌剂后,接菌植酸、有机酸赒等产物,各种产物通过多种途径调控植物,或直
EM 菌及枯草芽孢杆菌等生物菌剂袁研究其对基质性状的影 响袁结果表明袁处理 40 d 后袁基质脲酶尧蔗糖酶和碱性磷酸 酶活性均显著提高袁其中添加地福来的基质的酶活最高袁分 别高于对照 120.0%尧71.0%尧141.0%遥在酸性煤矸石基质与 碱性粉煤灰基质中添加菌根菌渊摩西球囊菌冤尧固氮菌袁经 研究发现袁菌剂能显著调控煤矸石基质酸碱值袁使其 pH 值 由 5.63 上升为 7.00袁但碱性基质的 pH 值下调不明显曰双接 摩西球囊菌与固氮菌可显著提高基质中有效氮和有效磷 含量袁显著改善了植物生长环境[14]遥 在泥炭尧珍珠岩尧蛭石尧椰糠等组成的混合基质中加入 混合菌剂渊包含固氮尧解磷尧解钾等多种微生物冤尧圆褐固氮 菌剂袁处理 90 d 后袁发现混合菌剂可显著改善基质理化性 状袁综合表现最佳袁其有机质尧速效磷尧速效钾的含量分别达 到 56.17 g/kg尧176.69 mg/kg尧295.24 mg/kg[15]遥与此类似袁在稻 草育秧苗基质中添加复合菌渊黑曲霉尧韦氏芽孢杆菌尧解淀 粉芽孢杆菌尧巨大芽孢杆菌尧葡萄球菌尧氧化木糖无色杆菌 等冤袁基质水分含量尧持水孔隙度等指标上升袁碱解氮尧速效 磷及速效钾高于非加菌对照 13.16%尧13.41%尧12.22%袁而碳 氮比值低于对照 14.88%袁更利于水稻秧苗生长[16]遥因此袁复 合生物菌剂是育苗基质发展的一个重要方向遥 买买提吐逊窑肉孜等[17]在黄瓜栽培基质渊草炭颐蛭石=2颐1冤 中添加淀粉降解枯草芽孢杆菌尧摩西球囊霉等菌剂袁经过连 续 3 茬种植袁发现摩西球囊霉菌剂能保持基质酸碱度稳定袁 改善基质营养环境曰淀粉降解枯草芽孢杆菌剂能显著减少 基质中细菌等病原菌数量袁增加放线菌等有益微生物数量遥 此外袁添加益生酵母菌可增加玉米秸秆基质的有益菌数量袁 同时增加基质蛋白质尧有机酸尧粗纤维含量袁可显著改善基 质质量[18]遥在烟草废弃物堆肥中添加微生物菌剂袁基质中 N尧 P尧K 元素含量及总孔隙度尧持水孔隙度得到显著提高袁而基 质容重降低[19]遥酵素菌可缩短鸡粪和稻草等材料的氨挥发时 间袁降低 NH4 +-N 挥发量袁保存基质中氮元素袁去除臭味袁可 明显改善基质产品质量[20]遥 1.3 提高基质育苗质量 微生物菌剂可以改善基质结构袁提高基质的养分供应 能力[15-16]袁并能通过菌根加强植物对营养元素的吸收[17]袁促进 植物生长遥聂 丽等[21]在稻草育秧苗基质中添加复合菌渊黑曲 霉尧韦氏芽孢杆菌尧解淀粉芽孢杆菌尧巨大芽孢杆菌尧葡萄球 菌尧氧化木糖无色杆菌等冤袁对秧苗产生了显著影响袁其处理 秧苗根系电导率最大袁而叶片多酚氧化酶渊PPO冤尧根系过氧 化物酶渊POD冤和苯丙氨酸解氨酶渊PAL冤等抗氧化酶活性均 显著高于非接菌植株袁表明复合菌剂提高了基质秧苗的抗性 与质量遥在随后的栽培过程中袁接菌秧苗的叶面积指数尧干物 质质量及 N尧P尧K 元素吸收均高于非接菌秧苗袁形成了较多 的有效穗和充足的总颖花量袁水稻产量提高了 195.16 kg/hm2袁 表明添加复合菌剂的稻草基质是一种有效的水稻育秧基 质[16]遥金生英等研究表明袁复合菌剂对基质栽培金银花的生 长发育影响显著袁处理 150 d 之后袁其幼苗高度和覆盖度分 别提高 23.0%和 88.0%[15]遥 买买提吐逊窑肉孜等[17]经过连续 3 茬试验袁发现基质中 添加淀粉降解枯草芽孢杆菌尧摩西球囊霉等菌剂后袁接菌植 株的根长尧根表面积及根体积得到显著提高袁使黄瓜 3 茬单 株产量分别提高 1.290尧1.792尧1.843 kg遥在栽培过程中袁黄瓜 幼苗接种淀粉降解枯草芽孢杆菌后袁其叶绿素含量上升袁 能保持较高的光合效率袁而且经历低温后光合功能恢复正 常历时较短[22]遥接种淀粉降解枯草芽孢杆菌能显著提高黄 瓜幼苗的抗寒性和低温贮藏能力袁摩西球囊霉功能次之袁 低温处理 12 d 时幼苗光合功能与对照无显著性差异[23]遥由 此表明袁淀粉降解枯草芽孢杆菌能增强黄瓜基质栽培幼苗 对低温逆境的适应性袁在黄瓜基质栽培生产中具有较大的 应用潜力遥 赵 佳等[24]在牛粪基质中加入降解淀粉芽孢杆菌袁发现 添加菌剂显著降低了甜瓜幼苗枯萎病尧根腐病等病害的发 病率袁使其产量增加 455 kg/hm2遥与甜瓜相似袁在鸡粪基质和 牛粪基质中添加地福来渊北京地福来科技发展有限公司冤尧 酵素菌尧EM 菌及枯草芽孢杆菌后袁番茄产量与质量得到显著 提升袁其中地福来综合效果最好袁单株产量分别比各自的对照 高 14.7%和 40.0%袁果实 VC 含量分别提高 22.2%和 39.7%[13]遥 添加菌根菌后袁辣椒幼苗质量得到明显提高袁菌剂显著提高 了幼苗株高尧茎粗尧干质量和鲜质量袁植株光合作用增强遥究 其原因是菌根菌与植株共生的菌根增加了根系的吸收范 围与吸收能力袁从而有效促进了辣椒基质幼苗的生长与光 合功能[25]遥 2 育苗基质微生物菌剂的作用机制 2.1 促进无效元素向有效元素的转化袁提高植物的元素利 用率 菌根菌通过菌丝与植物根系形成共生菌根袁可提高植物 根系对养分元素的吸收范围与吸收能力[25]袁促进植物生长遥 试验数据表明袁生物菌剂可改善基质物理结构[19]袁提高基质 酶活性[21]袁增加有益微生物菌群数量[18]袁提高育苗基质质量遥 在基质或自然环境中存在许多不能为植物所吸收的无效营 养元素袁例如不溶性或者有机类养分遥许多微生物菌剂袁例 如固氮菌尧解磷菌尧解钾菌等袁可通过固定空气中氮素袁或分 泌一些有机酸和酶类袁或通过吸附钙将无效氮尧磷尧钾元素 转化成为植物能直接吸收的有效氮尧磷尧钾元素[15]袁提高植物 元素利用率袁调整植物营养状态遥AM 菌与毛霉菌混施袁可以 促进麦秸秆颗粒基质中大量有效磷的转化袁并通过根外菌丝 加强了磷元素的吸收袁促进了万寿菊生长发育袁使其提前 8 d 开花[26]遥 2.2 通过生理生化途径直接调控植株袁提高基质育苗质量 与植物共生的微生物可以产生植物生长激素[27]袁如细胞 分裂素尧生长素尧赤霉素尧乙烯尧脱落酸等植物激素遥这些生 长激素会对植物生长起到一定的调控作用袁例如生长素可以 直接促进植物生长遥席琳乔等[27]从长绒棉和陆地棉根际分离 的固氮菌菌株均有分泌生长激素渊IAA冤的能力袁分别为 6.62~ 22.83 滋g/mL 和 23.92~26.12 滋g/mL袁对棉花植株生长具有重 要影响遥 某些菌剂袁例如淀粉降解枯草芽孢杆菌剂袁能显著增加 放线菌等有益微生物数量[27]遥随着有益根际微生物的发展袁 微生物能形成大量烟酸尧生物素尧泛酸尧VB12 [28-29]尧水杨酸尧核 酸尧有机酸[30]等产物袁各种产物通过多种途径调控植物袁或直 周 建院微生物菌剂在育苗基质中的应用与研究进展 59
现代农业科技2020年第2期 接促进植物生长,或促进植物根系对矿质元素的吸收等,4王其传,孙锦,束胜,等微生物菌剂对日光温室辣椒生长和光合特性 从而多向调节植物生长,提高基质育苗质量 影响[]南京农业大学学报,2012,35(6):7-12 臼5]束胜,蔡忠,朱忠贵,等微生物菌剂在蔬菜基质研发与应用上的研究 23调控根系有益微生物种群,提高植物对病虫害的抗性 进展长江蔬菜,2016(14):36-40 添加微生物菌剂能增加植物根系有益微生物群数量凹,阿6冯海萍,曲继松,杨冬艳,等接种微生物菌剂对枸杞枝条基质化发酵 抑制植物病原菌的活动,减低植物病害感染率門在育苗过 品质的影响J环境科学学报,2015,35(5):1457-1463. 7冯海萍,曲继松,杨冬艳等外源微生物对苦参基质化发酵腐熟效果 程中,微生物菌剂调控植物根系有益微生物群,通过多种途 的影响农业机械学报,2015,46(1):192-199 径提高其对病虫害的抗性。一是产生铁载体抑制病害。铁载8周建,杨立峰不同配比基质的特性及其对万寿菊的影响河南科 体可以与Fe结合,而与有害病菌、真菌形成竞争,抑制其孢 学院学报(自然科学版),2016,44(1):5-9 萌发。例如荧光假单胞菌可以形成专一Fe载体复合物 19刘欢姚拓,李建宏等丛枝菌根真菌对番茄生长的影甘肃农业 大学学报,2018,52(4):78-51 假单胞杆菌素)抑制有害真菌、细菌的活动。二是形成次[孙超,贺超兴,于贤昌.等摩西球囊霉对芦笋幼苗生长和矿质营养 生代谢物卵磷脂酶C和几丁质分解酶提高植物的直接抗1李光义,田丰候宪文,等两种菌剂对木薯秆基质发酵效果的影 病害能力。卵磷脂酶C作用于细胞膜,影响其透性及其生理 响热带作物学报,2011,32(3):417-422. 功能,具有强化植物激素和抑病物质的防病促生作用;几丁2尚秀华,谢耀坚,张沛健,等稻壳基质化腐熟处理微生物菌剂添加 的研究桉树科技,2012,29(4):9-14. 分解酶可以直接溶解致病细菌的细胞壁抑制有害微生3侯乐梅,孟瑞青,乜兰春,等不同微生物菌剂对基质酶活性和番茄 物活动降低植物病害感染几率。三是有益微生物产生抗 产量及品质的影响]应用生态学报,2016,27(8):2520-2526 生素如紫色链霉菌产生的抗生素和小单孢菌产生的纤维4毕银丽,吴福勇武玉坤接种微生物对煤矿废弃基质的改良与培肥 素酶,可以直接对病虫害形成防御从而增强植物的抵抗(15金生英黄佳敏,徐辉,等复合菌剂对攀援植物生长发白及培养基 质养分的影响研究中国园艺文摘,2017(10):28-31 3育苗基质微生物菌剂存在的问题与发展趋势 16吕伟生,黄国强,邵正英,等接种菌剂腐熟稻草育秧基质提高机插 稻秧苗素质及产量]农业工程学报,2017,33(11):195-202 我国是个农业大国,拥有产能巨大的农业有机废弃物 买买提吐逊·肉孜,仙米斯娅·塔依甫,李娟,等基质添加菌剂对黄 将其转化为轻型基质,既可减少环境污染,又能代替土壤在 瓜根际环境及产量的影响中国蔬菜,2011(22/24):51-56. 无土栽培中加以应用。其中微生物菌剂在基质生产中具有18婷纪亿,赵丽梅等益生菌发酵处理玉米秸秆效果研究畜牧 与饲料科学,2015,36(11):25-26 重要的生产地位,既可加快有机质降解速度,又可提高基19竹江良,刘琳,李少明,等两种微生物菌剂对烟草废弃物高温堆 质育苗质量。目前,微生物菌剂在我国轻型基质开发与应用 肥腐熟进程的影响]农业环境科学学报,2010,29(1):194-199 中存在一定的局限性还有待进一步发展。一是微生物菌剂20千洪久,郭炜,王大蔚,等微生物菌剂对堆肥过程中氨挥发的影 研究比较落后,大范围生产应用的髙活性、高效率菌株较[21聂丽,钟辉,蔡桃红,等复合腐解菌剂对稻草基质育秧秧苗根系和 少,尤其是那些纤维含量很高的有机废弃物如花生壳等缺 叶片抗性的影响应用与环境生物学报,2017,23(2):370-373 专用菌株;二是菌剂基质研究与生产比较粗放、落后,注21买买提叶形肉孩,段奇珍,曲梅,等质添加菌剂对黄瓜幼苗低温 重菌种的筛选与应用,但对于菌剂基质研究深度不够,例如2]买买提吐逊肉孜,段奇珍,高丽红育苗基质添加菌剂对黄瓜幼苗 菌剂的最佳施用量、接种条件、接种方式等还未完全明确; 质量及耐贮性影响J北方园艺,2010(15):118-121. 是缺乏微生物的系统概念,基质菌群的研究比较浅显。基24赵佳,梁宏,黄静微生物菌剂处理重复利用基质的研究与评价 现代农业科技,2016(14):204-205 质中微生物菌剂是一个生态系统,在体现微生物菌多样性(25吴亚胜,王其传祁红英等育苗基质中添加丛枝菌根真菌菌剂对 的同时,更要研究微生物之间的关系,例如有益微生物种 辣椒幼苗生长和光合参数的影响门蔬菜,2018(7):12-16. 群的多样性与发展、致病微生物动态等,便于形成一个健康 [26周建,杨立峰不同配比基质的特性及其对万寿菊的影响]河南科 技学院学报(自然科学版),2016,44(1):5-9 稳定的系统。 2刀席琳乔,李德锋,王静芳,等棉花根际促生菌固氮和分泌生长激素 针对存在的问题,应强化以下途径的研究:一是加强微 能力的测定干早区研究,2008(5):86-90 生物技术方面的研究,包含自然菌株筛选、纯化、扩繁、工艺 [28] COOPER R Bacterial fertilizers in the Sowiet Union[J]Soils and Fertili- ,1959,22(5):327-333 及保质等方面内容,培育出高活性、高品质的微生物菌剂,[291 GONZALEZ- LOPEA J, SALMERON V, MORENO J, et al. Amino acids 尤其是一些特有基质专用的微生物菌剂;二是加强菌剂基 nd vitamines produced by azotobacter vinelandii atee in chemically 质生产的系统化探索与研究,尤其是一些关键的技术细节 defined media and dialysed soil media[J]. Soil Biol Biochem, 1983, 115 (6):711-713 形成严谨的菌剂基质生产技术体系与标准,可以在生产实0占新华,蒋延惠,徐阳春微生物制剂促进植物生长机理的研究进 践中直接推广应用;三是注重复合菌剂基质开发,优化菌剂 展植物营养与肥料学报,1999,5(2):97-105 司的配比,深人研究基质中微生物系统动态及其与植物根 31] IKRAM A Beneficial soil microbea and crop productivity [J].Planter, 199766(7):640-648. 系的互作,形成健康、稳定的复合菌剂基质,促进基质育苗32 TARABILY E1,sKES, KURTBOKE, et al. Synergistic effects of a 的发展。 ellulase-production Micromonospore carbonacea and an antibiotic 参考文献 omoting streptomyces violascens on the suppressions of phytophthora root rot of banksia grandis[J Canada Journal of Botany 汪羞德设施农业相关技木M北京:中国农业科技出版社,1998 996,74(4):618-624 2]邵文奇孙春梅,纪力等草木灰蔬菜育苗基质的特性及应用浙3]赵旭,王文丽,李娟等低温秸秆降解微生物菌剂的研究进展生 江农业科学,2011(2):256-258 物技术通报,2014(11):55-61 臼3]吕桂云,陈贵林,齐国辉黄瓜菌根化育苗基质的研究中国蔬菜,[34祝虹,刘闯,李蓬勃,等微生物菌剂的应用及其研究进展门湖北农 2002(4):9-12. 业科学,2017,56(5):805-808
园艺学 现代农业科技 圆园20 年第 2 期 接促进植物生长袁或促进植物根系对矿质元素的吸收[30]等袁 从而多向调节植物生长袁提高基质育苗质量遥 2.3 调控根系有益微生物种群袁提高植物对病虫害的抗性 添加微生物菌剂能增加植物根系有益微生物群数量[27]袁 抑制植物病原菌的活动袁减低植物病害感染率[24]遥在育苗过 程中袁微生物菌剂调控植物根系有益微生物群袁通过多种途 径提高其对病虫害的抗性遥一是产生铁载体抑制病害遥铁载 体可以与 Fe3+结合袁而与有害病菌尧真菌形成竞争袁抑制其孢 子萌发遥例如荧光假单胞菌可以形成专一 Fe3+载体复合物 渊假单胞杆菌素冤抑制有害真菌尧细菌的活动[31]遥二是形成次 生代谢物卵磷脂酶 C 和几丁质分解酶袁提高植物的直接抗 病害能力遥卵磷脂酶 C 作用于细胞膜袁影响其透性及其生理 功能袁具有强化植物激素和抑病物质的防病促生作用曰几丁 质分解酶可以直接溶解致病细菌的细胞壁袁抑制有害微生 物活动袁降低植物病害感染几率[30]遥三是有益微生物产生抗 生素袁如紫色链霉菌产生的抗生素和小单孢菌产生的纤维 素酶[32]袁可以直接对病虫害形成防御袁从而增强植物的抵抗 能力遥 3 育苗基质微生物菌剂存在的问题与发展趋势 我国是个农业大国袁拥有产能巨大的农业有机废弃物袁 将其转化为轻型基质袁既可减少环境污染袁又能代替土壤在 无土栽培中加以应用遥其中袁微生物菌剂在基质生产中具有 重要的生产地位袁既可加快有机质降解速度袁又可提高基 质育苗质量遥目前袁微生物菌剂在我国轻型基质开发与应用 中存在一定的局限性袁还有待进一步发展遥一是微生物菌剂 研究比较落后袁大范围生产应用的高活性尧高效率菌株较 少袁尤其是那些纤维含量很高的有机废弃物如花生壳等缺 乏专用菌株曰二是菌剂基质研究与生产比较粗放尧落后袁注 重菌种的筛选与应用袁但对于菌剂基质研究深度不够袁例如 菌剂的最佳施用量尧接种条件尧接种方式等还未完全明确曰 三是缺乏微生物的系统概念袁基质菌群的研究比较浅显遥基 质中微生物菌剂是一个生态系统袁在体现微生物菌多样性 的同时袁更要研究微生物之间的关系袁例如有益微生物种 群的多样性与发展尧致病微生物动态等袁便于形成一个健康尧 稳定的系统遥 针对存在的问题袁应强化以下途径的研究院一是加强微 生物技术方面的研究袁包含自然菌株筛选尧纯化尧扩繁尧工艺 及保质等方面内容袁培育出高活性尧高品质的微生物菌剂袁 尤其是一些特有基质专用的微生物菌剂曰二是加强菌剂基 质生产的系统化探索与研究袁尤其是一些关键的技术细节袁 形成严谨的菌剂基质生产技术体系与标准袁可以在生产实 践中直接推广应用曰三是注重复合菌剂基质开发袁优化菌剂 间的配比袁深入研究基质中微生物系统动态及其与植物根 系的互作袁形成健康尧稳定的复合菌剂基质袁促进基质育苗 的发展[33-34]遥 4 参考文献 [1] 汪羞德.设施农业相关技术[M].北京院中国农业科技出版社袁1998. [2] 邵文奇袁孙春梅袁纪力袁等.草木灰蔬菜育苗基质的特性及应用[J].浙 江农业科学袁2011渊2冤院256-258. [3] 吕桂云袁陈贵林袁齐国辉.黄瓜菌根化育苗基质的研究[J].中国蔬菜袁 2002渊4冤院9-12. [4] 王其传袁孙锦袁束胜袁等.微生物菌剂对日光温室辣椒生长和光合特性 的影响[J].南京农业大学学报袁2012袁35渊6冤院7-12. [5] 束胜袁蔡忠袁朱忠贵袁等.微生物菌剂在蔬菜基质研发与应用上的研究 进展[J].长江蔬菜袁2016渊14冤院36-40. [6] 冯海萍袁曲继松袁杨冬艳袁等.接种微生物菌剂对枸杞枝条基质化发酵 品质的影响[J].环境科学学报袁2015袁35渊5冤院1457-1463. [7] 冯海萍袁曲继松袁杨冬艳袁等.外源微生物对苦参基质化发酵腐熟效果 的影响[J].农业机械学报袁2015袁46渊1冤院192-199. [8] 周建袁杨立峰.不同配比基质的特性及其对万寿菊的影响[J].河南科 技学院学报渊自然科学版冤袁2016袁44渊1冤院5-9. [9] 刘欢袁姚拓袁李建宏袁等.丛枝菌根真菌对番茄生长的影[J].甘肃农业 大学学报袁2018袁52渊4冤院78-51. [10] 孙超袁贺超兴袁于贤昌袁等.摩西球囊霉对芦笋幼苗生长和矿质营养 吸收的影响[J].中国蔬菜袁2012渊6冤院41-47. [11] 李光义袁田丰袁侯宪文袁等.两种菌剂对木薯秆基质发酵效果的影 响[J].热带作物学报袁2011袁32渊3冤院417-422. [12] 尚秀华袁谢耀坚袁张沛健袁等.稻壳基质化腐熟处理微生物菌剂添加 量的研究[J].桉树科技袁2012袁29渊4冤院9-14. [13] 侯乐梅袁孟瑞青袁乜兰春袁等.不同微生物菌剂对基质酶活性和番茄 产量及品质的影响[J].应用生态学报袁2016袁27渊8冤院2520-2526. [14] 毕银丽袁吴福勇袁武玉坤.接种微生物对煤矿废弃基质的改良与培肥 作用[J].煤炭学报袁2006袁31渊3冤院365-368. [15] 金生英袁黄佳敏袁徐 辉袁等.复合菌剂对攀援植物生长发育及培养基 质养分的影响研究[J].中国园艺文摘袁2017渊10冤院28-31. [16] 吕伟生袁黄国强袁邵正英袁等.接种菌剂腐熟稻草育秧基质提高机插 稻秧苗素质及产量[J].农业工程学报袁2017袁33渊11冤院195-202. [17] 买买提吐逊窑肉孜袁仙米斯娅窑塔依甫袁李娟袁等.基质添加菌剂对黄 瓜根际环境及产量的影响[J].中国蔬菜袁2011渊22/24冤院51-56. [18] 茹婷袁纪亿袁赵丽梅袁等.益生菌发酵处理玉米秸秆效果研究[J].畜牧 与饲料科学袁2015袁36渊11冤院25-26. [19] 竹江良袁刘晓琳袁李少明袁等.两种微生物菌剂对烟草废弃物高温堆 肥腐熟进程的影响[J].农业环境科学学报袁2010袁29渊1冤院194-199. [20] 于洪久袁郭炜袁王大蔚袁等.微生物菌剂对堆肥过程中氨挥发的影 响[J].黑龙江八一农垦大学学报袁2016袁28渊1冤院73-75. [21] 聂丽袁钟辉袁蔡桃红袁等.复合腐解菌剂对稻草基质育秧秧苗根系和 叶片抗性的影响[J].应用与环境生物学报袁2017袁23渊2冤院370-373. [22] 买买提吐逊窑肉孜袁段奇珍袁曲梅袁等.基质添加菌剂对黄瓜幼苗低温 贮藏特性的影响[J].中国蔬菜袁2011渊16冤院39-43. [23] 买买提吐逊窑肉孜袁段奇珍袁高丽红.育苗基质添加菌剂对黄瓜幼苗 质量及耐贮性影响[J].北方园艺袁2010渊15冤院118-121. [24] 赵佳袁梁宏袁黄静.微生物菌剂处理重复利用基质的研究与评价[J]. 现代农业科技袁2016渊14冤院204-205. [25] 吴亚胜袁王其传袁祁红英袁等.育苗基质中添加丛枝菌根真菌菌剂对 辣椒幼苗生长和光合参数的影响[J].蔬菜袁2018渊7冤院12-16. [26] 周建袁杨立峰.不同配比基质的特性及其对万寿菊的影响[J].河南科 技学院学报渊自然科学版冤袁2016袁44渊1冤院5-9. [27] 席琳乔袁李德锋袁王静芳袁等.棉花根际促生菌固氮和分泌生长激素 能力的测定[J].干旱区研究袁2008渊5冤院86-90. [28] COOPER R.Bacterial fertilizers in the Soviet Union[J].Soils and Fertilizers袁1959袁22渊5冤院327-333. [29] GONZALEZ-LOPEA J袁SALMERON V袁MORENO J袁et al.Amino acids and vitamines produced by azotobacter vinelandii atcc in chemically - defined media and dialysed soil media[J].Soil Biol Biochem袁1983袁115 渊6冤院711-713. [30] 占新华袁蒋延惠袁徐阳春.微生物制剂促进植物生长机理的研究进 展[J].植物营养与肥料学报袁1999袁5渊2冤院97-105. [31] IKRAM A.Beneficial soil microbea and crop productivity [J].Planter袁 1997袁66渊7冤院640-648. [32] TARABILY E I袁SYKES袁KURTBOKE袁et al.Synergistic effects of a cellulase -production Micromonospore carbonacea and an antibiotic - promoting streptomyces violascens on the suppressions of phytophthora cinnamomi root rot of banksia grandis[J].Canada Journal of Botany袁 1996袁74渊4冤院618-624. [33] 赵旭袁王文丽袁李娟袁等.低温秸秆降解微生物菌剂的研究进展[J].生 物技术通报袁2014渊11冤院55-61. [34] 祝虹袁刘闯袁李蓬勃袁等.微生物菌剂的应用及其研究进展[J].湖北农 业科学袁2017袁56渊5冤院805-808. 60