全 文 ：生 态 利一 学 20 04 年 11月 第 2 3卷 第 4 期 L E C O O G IC S C IEN C EN v o, 200 4 , 23 (4 ) :2 89 ~ 29 1
厚荚相思根瘤菌对盆栽苗木生长及土壤肥力的影响
樊利勤 ’ , 庄培亮 ’ , 马兰珍 ’ , 黄宝灵 ` , 吕成群 ` , 戴 军 “
( 1
.
J
」一西大学 , 南宁 , 53 000 1 ; 广西高峰林场 , 南宁 , 53 000 3 )
【摘要】 从不同立地条件采集到的厚荚相思根瘤分离出 9 株根瘤菌株 , 接种于厚荚相思幼苗 , 6 个月后测定苗
木生长量及土壤 N 、 P 、 K 含量 。 试验结果表明 : 接菌植株 的高生长量 、 生物量都比对照 ( 未接种根步南菌 ) 增加 ,
其中高生长量除 R Z 外 , 增加幅度为 0 . 89 ~ 4 0 . 18 % , 生物量增加 52 . 3 一 14 7 . 6 7% ,接种结痛率 、 瘤的生物量也比
对照高 , 结瘤率可达 1 00 % , 根瘤生物量 比对照高 163 6 ~ 5 20 % 。 土壤 N 、 P 、 K 元素分析结果表明 , 接种根瘤
菌后土壤的营养元素发生 了很大的变化 , 改善了土壤肥力 。 通过对接种不同菌株的厚荚相思苗木的苗高 、 生物
量 、 土壤的全氮 、 速效磷 、 速效钾等元素的含量比较分析后筛选出 R 6 和 R 7 菌株为优良菌株 。
关键词 : 根瘤菌 ; 荚相思 ; 结瘤 ; 固氮
中图分类号 : 5 7 92 . 99 文献标识码 : A 文章编号 : 10 05 一 5 57 3 (2 0 04 ) 04 一25 9 一0 3
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豆科植物与根瘤菌共生固氮体系的固氮量约占全
球生物固氮量的一半2[J , 在生物固氮中有重要的地位 。
但长期以来 , 根瘤菌的接种及其在生产上的应用研究
较集中在农牧业方面的草本油料豆科植物 , 而对木本
豆科植物则研究 、 应用不多 。
厚荚相思 ( A ca cl’a ~
“ ` 少夕口 ) , 又名粗果相思 ,
属含羞草科 , 为热带常绿乔木树种 。 它于 19 8 5 年引入
中国 , 经种源试验和树木改良 , 己在华南地区推广 ,
成为我 国南方短周期工业用材林的主要造林树种之
一 。 该树具有速生 、 于形较直 、 耐干痔 、 抗逆性强 ,
具有固氮改土性能 , 能耐火烧和海风 ( 含盐 ) 3l[ , 可
生长于多种土壤 4[] , 是一种多功能的速生用材树种 ,
每年可固氮 10一犯 k g ( N ) · h-m 2 。 但由于引科,日寸间短 ,
在我国对厚荚相思根瘤菌的研究很少 。 本文着重研究
从厚荚相思根瘤分离到的不同菌株回接到盆栽的厚荚
相思苗木后对半年生苗的生长 、 结瘤能力 , 以及对土
壤氮 、 磷 、 钾元素的影响 , 探讨根瘤菌固氮在林木 上
的应用效应 , 同时能筛选出促进厚荚相思幼苗生长显
著的优良菌种 。
1材料与方法
1
.
1根瘤菌来源及分离
从广西高峰林场界牌分场的厚荚相思林分采集的
根瘤中 , 挑取新鲜 、 饱满 、 个大的根瘤 , 用 自来水冲
洗干净 , 于 75 % 的酒精中浸泡 1 m in 后 , 用无菌水冲
洗干净 , 放入 0 . 1%酸性汞溶液中表面消毒 8一 10 m in ,
再用无菌水冲洗干净 。 将经表面消毒过的根瘤放在已
灭菌的研钵中 , 用力挤压 , 使根瘤破碎 , 用接种针沾
取根瘤液在 Y M A 7[J 平板上划线 , 28 ℃一 30 ℃恒温箱内
培养至菌落出现 , 挑取典型菌落进行进一步纯化及鉴
定 。 最后获得 R I 、 2R 、 R 3 、 4R 、 R S 、 R 7 、 R S 和 R g
共 9 个菌株用于接种试验 。
1
.
2 根瘤菌的培养及苗木接种方法
供试种子全部由广西高峰林场提供 。 将种子放入
基金项 目: 广西自然科学墓金资助项 目 ( 0 4 4 80 05 ) , 广西国有高峰林场
“ 高峰林业相思树短周期工业用材高产林基地建设” 项日资助 。
作者简介 : 樊利勤 ( 19 7 8一 ) , 女 , 硕士研究生 , 土要研究方向为微生
物生态 , E 一咖 11: fan lq 5 0 6@ s o hu . e o m
2 0 04
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0 9 收稿 , 20 0 4一 11一20 接收
生 态 2 3卷
8 5
`
C热水浸泡自然冷却至 2 4 h , 然后用 7 5% 的酒漪青和
0
.
1% 的氯化汞进行表而消毒 , 在无菌条件 下催芽5lr 。
选取发芽良好并一致的种子点播 于已用 0 . 5% 高锰酸
钾溶液灭菌过的盆土中每盆点播 10 粒 。 根瘤菌接入
Y M A 斜面于 28 ℃培养 s d 制成菌液 , 后浇到苗木的
根部周围 , 接种量为 3 m l/ 株 。 每菌株接种 3 盆 , 并设
不接种为对照 。 苗木按常规管理 , 但不施肥 。 接种 20 d
后第 l 次测定苗高 , 6 个月后第 2 次测定苗高 , 并进
行苗木高生长量 (第 二次测定的苗高减去第一次测定
的苗高的值 ) 、 生物量 、 根瘤生物量和土壤元索等的分
析测定 。
1
.
3 生物量及土壤元素等多项指标的测定
1
.
3
.
1植物样品生物量测定 : 在 60 ℃烘至恒重称干重 。
1
.
3
.
2 土壤元素的氮 、 磷 、 钾测定 : 分别参照 G B 7 8 4 8一 8 7
森林土壤扩散法 , G B 7 8 5 3 一 8 7 森林土壤有效磷盐酸一
硫酸浸提一钥锑抗比色法和 G B 78 56 一87 森林土壤速效
钾乙酸钱浸提一火焰光度法进行测定6[] 。
苗木生物量与对照的比较差异达到极显著水平 ( F 。。、 }
长 = 7 . 18 > 0F 01 = 3
.
0 6 7 )
。
2
.
2 接种根瘤菌的结瘤效应
从表 1 可知 , 厚荚相思苗接种不同根瘤菌株后其
结瘤效应与对照 比较有很大差异 。 首先从结瘤率看 ,
接种后 , 结瘤率可达 85 % ~ 10 0% , 而对照结瘤率仅
为 7 6 . 9 % , 并月.接种植株的根瘤粗大 , 数量较多 , 根
瘤剖面多呈粉红色 , 为有效根瘤 ; 对照植株少结瘤月
个小 , 剖面呈 白色 , 多为无效根瘤 。 从单株瘤重来看 ,
所 有接种 植株单株瘤 重都 比对 照大 , 增 加幅度达
163
.
6 % 一5 2 0 % , 而根瘤生物量与固氮量的关系密切 ,
较根瘤数量更能准确反映苗木结瘤固氮情况 【’ ] 。 同一
树种回接不同菌株其结瘤情况也有差异 。 表 1 中 , 接
利, R S 的植株结瘤率 、 单株瘤重均优于其余菌株 , 接
科, R l 的植株结瘤率 、 单株瘤重也较高 , 而接种 R g 、
R 6 植株结瘤率较低 , 但单株瘤重分别仅次于接种 R S 、
R 7 植株 , 因此这些菌株均属于较好菌株 。
2 结果与分析
2
.
1根瘤菌回接对厚荚相思苗的生长效应
接种不同根瘤菌株对厚荚相思半年生苗的生长
J立生不同的效应 , 见图 1、 图 2 。 从图 l 中见接种植
株的高生长量除 了接种 R Z 的植株外 , 均 比对照 ( C K )
植株增加 , 增幅从 .0 89 % 一 4 0 . 18 % , 其中接种 R 6 的
植株的增幅最大 , 为 4 0 . 18 % , 而接种 R3 的植株的增
幅最小 , 仅为 0 . 89 % 。 接种苗木生物量与刘一照的比较
见图 2 , 所有接种植株的生物量均 比对照增加 , 增幅
从 52 . 3 % ~ 14 7 . 6 7 % , 增幅最大的植株为接种 R 6 植
株 , 为 14 7 . 6 7 % , 接种 R 7 植株其次 , 为 14 6 . 11% ,
最小的为接种 2R 的植株 , 比对照增加 52 . 3 % 。 经方
差分析 , 结果显示接种半年生苗的高生长量与对照比
较未达到显著水平 ( F 高生眺 司 . 4 9 < 0F ,=5 2 . 3 9 ) ,而接种
l褚1 RZ 尺3 尺魂 Rs j又6 R7 RS Rg C K
接种根瘤菌对苗木生物量的效应
2 E fl 七e t o f in o e u la ti o n t o t o t a l b i o m a s s o f A e a e ia
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表 ! 接种与对照苗木的结瘤状况比较
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图 I接种根瘤菌对苗木高的效应
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4 期 墅些 i等 厚期侧思丰阳南邮」盆栽苗木生长及 . 土姗肋的影响
表 2 手新树民瘤雇 i后不同菌株的苗木土壤营养元素含量
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.2 3 接种不同根瘤菌的厚荚相思苗木刘几上壤元素的吸收效
应
从表2可知 , 栽培苗木后的土壤中的N 、 P 、 K营养元素
含量与原始土样中的含量者阵发生了变化 。这主要是因为栽培
苗冰后土壤中的营养元素形成了一个开放性的循环 , 即苗木
吸收营养元素建造本体后 , 一部分营养元素以落叶的形式返
还土壤 , 增加土蒯巴力 , 另一部分营养元素贝啾累于苗木体
内 , 所以出现了一部分孟洲戈后的土壤中的N 、 P 、 K含量出现
亏缺 , 而一部分盆栽后白勺土壤中的N 、 P 、 K含量有提高现象。
首先从 N 、 P 、 K 含量与原始土样比较来看 , 盆栽后土壤
中的 N 含量除了接不中R I 、 6R 、 7R 、 8R 后比原始上样中 N
含量下降外 , 其余接种菌株和对照的土壤 N 含量都比原始
土样的高 , 其中接种 4R 的土壤中的 N 含影曾加幅度最大 ,
比原始土样的提高了 81 .8 % , 其次是 R Z , 提高了
59
.
1%
,
3R 恻氏, 仅提高 9 . 1% 。 这些结果显示了接种厚
荚相思根瘤菌及土著根瘤菌与相思苗木共生结瘤固氮
后 , 为苗木提供了 N 素 , 同时也增加了土壤中的 N 素 。
盆栽后有多数接种菌株的土壤中 P 、 K 含量比原始土样
的下降 , 其中 P 含量降低幅度为一 97 .4 % ~ 一21 . 2% , K
含量降低幅度为一 34 . 8 %一5 . 2% 。 本试验中 , 在没有施肥的条件下 , 苗木在生长发育的同时 , 有部分苗木提高
了土壤肥力 , 这说明了厚荚相思的生物自肥能力 。
再从接种根瘤菌后土壤中N 、 P 、 K含量与对照土壤
的N 、 P 、 K含量比较来看 , 接种后N含量除了接种2R 、
R4) 石比对照的分别提高.4 0% 、 18 , 8%外 , 其余的菌株的
土壤N含量均比对照的下降 , 降幅为一53 . 6 %一 .0 9% ,其中接种 R6的土壤 N含量下降最大 , 为一53 . 6 % 。 P含量
只有 R6的比对照下降83 % 外 , 其余接种菌株的土壤 P含
量均有提高 , 增加幅度为 20 2 % ~ 78 6 . 1% , 其中接种
R S土壤 P含量增幅最大 , 为 7 86 . 1% , 其次是 R S , 为
35 7
,
3%
。 接种后所有菌株的土壤K含量都比对照的高 ,
提高幅度为 13 . 4% ~ 128 . 1% , R 7的土壤K含量增加最大 ,
为12 8 . 1% , 其次 R g , 7 4 . 7 % 。
从上述情况发现 , 接种 R 6后土壤中的 N 、 P 含量
均比对照的下降 , 但从图 1 、 图 2 知道 , 接种 R 6 植株
的高生长量 、 生物量都是最大的 , 这说明了 6R 菌株能
够促进苗木的快速生长 , 在自身与苗木的共生固氮未能
满足苗木生长对 N 素需求时 , 苗木从土壤中吸收了大
量 N 素 , 而 N 和 P 之间具有相互协同作用 , 在生产实
践中证明了氮肥和磷混合施用 , 有利于提高植物对 P
的吸收 , 因此接种 R 6后 , 苗木的快速生长导致了土壤
中 N 、 P 元素的亏缺现象 。 此外 , 接种了大量根瘤菌的
土壤中 , 由于根瘤菌自身代谢能分泌有机酸等物质 , 有
利于土壤中不可溶性的 P 和 K 元素转化为可溶性的形
态 , 从而使接种根瘤菌的土壤中的速效 P 和速效 K 的
含量普遍高于对照 。 所以 , 接种 2R 、 4R 菌株后 , 土壤
中的 N 、 P 、 K 含量都比对照的提高 , 说明了这两菌株
与苗木共生固定的氮既能满足苗木生长的需要 , 又能提
高土壤肥力 , 使苗木有较强的自肥能力 。 接种 R S 后 ,
土壤中的 P 含量最高 , K 含量比对照的提高了 37 . 4 % ,
而接种 7R 菌株后 , 土壤中的 K 含量最高 , P 含量比对
照的提高了 28 . 1% , 接种 9R 一菌株土壤中的 K 含量仅此
于 R 7 , 比刘照高 74 . 7% , P 含量比对照高了 176 3% ,
而 N 含量也仅比对照下降了 .0 9% , 因此 , 这三个菌株
也能较强地改善土壤肥力 , 故也是较好的菌株 。
3 训论与绪沦
刀刁享荚相 J锄木分中采身攀d的干图留分离出的 9 个不刚图雷
菌渊互驻绷】日厚芙相思苗上, 全部育断灵染仁软岌肉苗木, 于主且有效
结瘤 , 全韶富率者陡 85 %以上 , 而且接利刁命沐的高生长量赊
了2R 外 , 都比对照苗木的高, 引物 l副釜音睹队匕又胡砚白勺高 。 接
利后二比驴勺N 、 P 、 K 营养元素创囊中 K 含量全部卜防积剐是高,
P 含毫涂了 6R 夕卜也均七叫具剐是高, N 含量只有 2R 、 4R 比对
只刊是高夕!、 , 其余下降 边坚吉果湿示了撕中 ( 下转 29 4 页 )
9 2 4 志 科 23卷
6 5个研究中数据无结构时的整合分析结果表 1
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1灿 ld o n 卜m仪 le l
寒带 irF g d oz le
温带
一
0
.
2 5 14
18 -0 .5 704
一 2 518
刁 ,5786
(-0
.
6 15 4
, 一
0
.
1 12 5〕
(一 870 5 ,刁 . 270 3 )
随机效应
R a n d o n l
` n l 《记e l
-(0
.
6 7 3
,
0
.
16 38)
6
.
109 (7
,
0
.
5 26 9 ) 4 5 4 12 (7
,
0
.
74 12 )
(习 9 14 , 习 2 427 ) 2 1
.
82 65 ( 17
,
0
.
19 14) 172 568 (17
,
0 3 54 1)
种模型下的结果大小稍有变化 , 随机效应模型较固定
效应模型的效应值稍大 , 根据 C o h en 的常规解释 : .0 2
是小效应 , 住 5 是中效应 , 0 . 8 是大效应 , 可见采用两
种模型计算的结果并未使效应值的差异突破小 、 中 、
大效应的范围 。
在总异质性方而 , 随机效应模型的结果较固定效
应模型值小 , 因而 P 值较大 , 较易产生总异质性不显
著结果 。 此外 , 随机效应模型较固定效应模型产生比
较宽的置信区间 , 所以选择不同的效应模型对分析的
结果也有`一定的影响 , 但随机效应模型较固定效应模
型为好 , 因为它产生较宽的置信区间 , 而 巨它考虑了
不同独 立研究之间真正的效应值差异 。
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(上接 2 9 1页 )
根瘤菌后都不同程度地促进苗木的生 氏 , 同时也改善了
土壤肥力 。 从结果分析中 , 初步筛选出 R 6 、 R 7 、 菌株为
优良菌株 。 这 2 个菌株都能很好促进苗木的生长 , 也相
应地改善土壤肥力 , 可作为促进用材林树种生 长的优良
菌株 。
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