芽孢杆菌ZJM-P5与氮配施对红小豆幼苗生长和氮吸收的影响

以红小豆品种‘晋红小豆5号’和促生芽孢杆菌ZJM-P5为材料,设置不同氮素用量和菌液浓度处理,采用盆栽试验,测定各菌氮处理下红小豆幼苗农艺性状、生理特性及含氮量等指标,研究促生芽孢杆菌ZJM-P5与氮配施对红小豆幼苗生长发育的影响,并筛选出最佳促生菌液浓度水平,为提高红小豆幼苗的养分吸收利用效率及其高产优质栽培提供理论依据。结果表明:(1)在同一菌液浓度下,红小豆苗期株高、茎粗、叶面积、地上部干重、根系干重、根表面积、根系体积、根系平均直径均随施氮量的增加呈先升高后降低的趋势,而最大根长随着施氮量增加有所下降;根系可溶性糖及MDA含量随施氮量增加均呈先降后升的趋势;根系SOD、POD活性及根系活力均随施氮量增加先升高后降低;根系可溶性蛋白含量、NR活性和植株含氮量均随施氮量增加而增加。(2)在相同施氮量条件下,除根系可溶性糖和MDA含量随着菌浓度的增加先下降后升高外,其余各指标均呈先升后降的变化趋势;各指标除低氮(50mg·kg^(-1))水平下在10~8 cfu·mL^(-1)菌液浓度达到最大值外,其它氮水平均在10~7 cfu·mL^(-1)菌液浓度达到最大值。研究发现,芽孢杆菌ZJM-P5与氮合理配施有利于红小豆植株的氮素吸收和生长发育,并以100mg·kg^(-1)为最佳施氮(纯氮)水平,10~7 cfu·mL^(-1)为最佳菌浓度,且两者组合处理的幼苗农艺性状、根系活力及保护酶活性、氮素含量均达到较高水平;过量施氮、施菌或菌氮比例不合理则会导致幼苗干物质积累及氮素提升受限,进而抑制植株正常生长。

不同氮、腐殖酸肥施用量下芽孢杆菌ZJM-P5对红小豆幼苗根际土壤酶活性的影响

通过盆栽试验研究2种肥料(氮肥和腐殖酸肥)不同施用量与芽孢杆菌ZJM-P5菌悬液组合处理对红小豆幼苗根际土壤酶活性的影响,为红小豆经济合理施肥和微生物肥料菌种选育提供理论依据。结果发现,(1)同一施肥水平下,2种栽培环境下的土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性均随菌悬液浓度的增大呈先升高后降低的趋势,其中脲酶活性均在10~7 CFU/mL浓度下达最大值,蔗糖酶活性除0、50 mg/kg施氮处理外其他施肥水平均在10~7 CFU/mL浓度下达最大值,而过氧化氢酶活性均在10~8 CFU/mL时最大。(2)相同菌悬液浓度下,与不施肥处理相比,施氮、腐殖酸肥处理的脲酶活性均随施肥量的增加呈升高趋势;施氮处理的蔗糖酶活性在0、10~6 CFU/mL浓度下随施氮量的增加而增大,在10~8 CFU/mL和10~9 CFU/mL下不同施氮处理的酶活性接近,10~7 CFU/mL浓度下在100 mg/kg施氮处理时酶活性显著高于其他处理,而过氧化氢酶活性随施氮量的增加先增大后减小,在100 mg/kg时酶活性最大;腐殖酸肥处理的蔗糖酶活性随施肥量的增加呈先升后降的趋势,在0.67 g/kg处理下酶活性最大,而过氧化氢酶活性随施肥量的增加逐渐增大。(3)相同菌悬液浓度下2种栽培环境间土壤酶活性结果比较得出,施用腐殖酸效果优于化学氮肥。研究结果表明,对于种植红小豆来说,芽孢杆菌ZJM-P5菌悬液浓度为10~7～10~8 CFU/mL为最佳菌浓度,纯氮量为100 mg/kg、腐殖酸量0.67 g/kg为最佳施肥量,合理浓度的菌悬液和肥料组合处理可以更大作用地发挥土壤酶的生物学活性。

芽孢杆菌ZJM-P5与磷肥互作对红小豆根系及产量的影响

为明确芽孢杆菌ZJM-P5与磷肥互作对红小豆根系发育和产量的影响,于2016和2017年以‘晋红5号’红小豆为材料,设置磷肥施用量[50(P1)、100(P2)、200(P3)mg·kg^-1]和菌液浓度[106(A1)、107(A2)、108(A3)、109(A4)cfu·mL^-1]两因素复合处理,以菌磷皆不施为对照(CK),采用盆栽试验分析芽孢杆菌ZJM-P5与磷互作下红小豆幼苗根系形态、生理特性及产量的变化。结果表明:(1)各芽孢杆菌ZJM-P5与磷肥复合处理(磷菌互作)均显著提高了红小豆幼苗主根长、根面积、根体积(P<0.05),幼苗主根长和根冠比均在P1A3处理下最高,分别比CK显著提高83.1%和50.9%,根面积和根体积均在P2A2处理下最高,分别比CK显著提高69.7%和54.2%。(2)各磷菌互作处理均显著提高了红小豆幼苗根系SOD活性、POD活性、根系活力和可溶性蛋白含量,且均在P2A2处理时达到峰值,并显著降低红小豆幼苗根系MDA和可溶性糖含量,且均在P2A2处理下达到最低值。(3)各磷菌互作处理均显著提高了红小豆幼苗植株P含量,并显著降低了根系酸性磷酸酶活性;随着施磷量增加,植株P含量逐渐增加,根系酸性磷酸酶活性逐渐降低;随着菌液浓度的增加,植株P含量和根系酸性磷酸酶活性均先升后降且均在A2浓度下最高。(4)随着施磷水平或者菌液浓度的增加,红小豆百粒重和籽粒产量均呈先增大后减小的趋势;各磷菌互作处理均显著提高了红小豆百粒重和籽粒产量,且均在P2A2处理组合下增产效果最佳,比对照分别显著增长了141.60%和210.40%。研究发现,芽孢杆菌ZJM-P5与磷肥互作处理可通过改变红小豆幼苗根系构型、提高根系活力、改善根系生理机能来提高红小豆的籽粒产量,且在100 mg·kg^-1施磷量、107cfu·mL^-1菌液浓度互作下可达到最佳促生增产效果。