全 文 ：石灰岩山地根瘤菌对台湾相思苗木生长效应
韦立秀1 ,黄宝灵1 ,莫雅芳2 ,吕成群1 ,樊利勤1 ,韦月鸾1
(1.广西大学林学院 ,广西 南宁 530004;2.广西高峰林场 ,广西 南宁 530001)
摘要:从石灰岩山地不同立地条件的台湾相思林分中采集根瘤并分离获得 12 株根瘤菌 ,将其接种到台湾相思盆栽苗木中 ,
5 个月后测量苗木的株高 、地径 、生物量及根瘤结瘤情况。试验结果表明:①在石灰岩山地的台湾相思林分中 , 根瘤数量较
多的是中 、下坡 ,最少的是下坡;单个根瘤平均质量最重的是中坡 , 上坡和下坡次之 ,表明石灰岩山地的中坡最适合根瘤菌
生长。②供试的 12 株菌株回接到台湾相思苗木后能全部侵染苗木根部并结成有效根瘤;与对照比较 , 菌株回接都不同程
度地促进台湾相思苗木的株高 、地径 、生物量的增长 ,增长幅度分别为1.7%～ 39.0%、1.7%～ 18.1%和21.4%～ 135.7%;
根瘤生物量也比对照增长 3.04 ～ 12.94 倍。综合分析结果表明 ,台 4 、台 10 菌株为优良菌株。
关键词:台湾相思;根瘤菌;结瘤;石灰岩山地
中图分类号:S718.81;S792.99　　　文献标识码:A　　　文章编号:1002-7351(2008)04-0041-04
The effects of the karst Rhizobia on the growth of Acacia confusa seedlings
WEI Li-xiu1 , HUANG Bao-ling1 , MO Ya-fang2 , LV Cheng-qun1 , FAN Li-qin1 ,WEI Yue-luan1
(1.Forestry College of Guangxi University , Nanning , Guangxi 530004 , China ;
2.Gaofeng Forest Farm , Nanning , Guangxi 530001 , China)
Abstract:Total 12 Rhizobia strains were effectively selected from the stands of Acacia con fusa in different slope sites of limestone
region , then inoculated to the seedlings of Acacia confusa.The height , g round diameter , biomass and the ratio of nodulation were
determined after 5 months treatment.The results showed:①In the stands of Acacia conf usa at different limestone slope sites ,
larger number of Rhizobia exited in the middle-slope and the downslope , less number in the upslope;As for the mean weight of the
Rhizobia nodulation , larger exited in the middle slope , less in the upslope and dow nslope.I t meant that the conditions of middle-
slope were preferable to the grow th of Rhizobia.②The inocula tion of the 12 Rhizobia strains can effectively produce the nodules in
the seedlings of A.conf usa seedlings.Compared to the CK treatment , the seedling height increased 1.7%～ 39.0%, the g round
diameter as 1.7%～ 18.1%, total biomass as 21.4%～ 135.7%, while the nodulation increased as 3.04 ～ 12.94 times.Compre-
hensively , the 4 and 10 strains were selected as the super strains.
Key words:Acacia conf usa;Rhizobia;nodulation;karst
　　台湾相思(Acacia confusa)别名相思树 、台湾柳 ,为含羞草科金合欢属的常绿乔木 。分布于我国台湾 、
福建 、广东 、广西 、云南等省区 ,菲律宾 、印尼 、斐济也有分布[ 1] 。台湾相思树高可达 15 ～ 18 m ,胸径可达 70
cm ,树干稍弯 ,最喜光 ,畏寒 ,生长迅速且萌发力强 ,极耐干旱和瘠薄 ,不怕河岸间歇性的水淹或浸渍 。根
系发达 ,根深材韧 ,抗风力强 ,并且根系有根瘤 ,能固定大气中的游离氮 ,改良土壤营养结构 ,是华南地区荒
山造林 、水土保持和沿海防护林的重要树种 ,也是该地区农村重要的薪炭来源 。近年来 ,南方各地大面积
营造相思树种 ,在营林学和生态学方面已有较多研究 ,但对其固氮特性研究较少 ,尤其对石灰岩山地的台
湾相思固氮特性研究更少 。不同生境条件下树木固氮效率不同 ,根据相同立地条件选择固氮效率高且能
促进苗木生长的根瘤菌 ,采取有效的农业措施 ,对提高现有共生体系的固氮效率有重要的实际意义 。本文
选择在石灰岩山地的贫瘠土壤中 ,采集台湾相思树的根瘤 ,通过分离纯化后的根瘤菌接种到盆栽苗木中 ,
筛选最能促进苗木生长的优良菌株 ,为进一步研究和合理利用石灰岩山地固氮资源提供科学依据 。
　收稿日期:2008-05-28;修回日期:2008-07-04
　基金项目:广西科学基金资助项目(桂科基 0448005)
　作者简介:韦立秀(1962-), 女 ,广西南宁人 , 广西大学林学院实验师 ,从事植物生理学 、森林微生物学的教学辅助工作。
第 35 卷 第 4 期
2 0 0 8年 1 2月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol.35　No.4
Dec., 2 0 0 8
1　材料与方法
1.1　根瘤菌的采集与分离
根瘤菌的采集样地设在广西崇左市北回归线以南 ,北纬 21°36′～ 23°22′、东经 106°33′～ 108°6′之间的
典型的石灰岩地区。在不同立地条件的台湾相思林分中分上 、中 、下坡设 3个区组 ,每个区组设 9个小样
点 ,即 9棵树 ,共设 27个小样点 ,每个小样点在树根下离主根基 10 cm 处按 50 cm ×50 cm×10 cm 的土层
表面挖取根瘤 ,把采集的根瘤进行计数 、称重 、统计分析 。然后选取新鲜 、饱满的根瘤按上 、中 、下坡分别放
在 3个培养皿中 ,用水洗去表面泥土 ,用 95%的酒精泡 30 s ,再用 0.1%的氯化汞溶液浸泡 7 ～ 8 min进行
表面消毒 ,用无菌水清洗 5 ～ 6次[ 2] 。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[ 3] ,用接种针沾取根瘤液在 YMA[ 4]平板上划线 ,置 28 ～ 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[ 5] 。最后共获得 12个菌株 ,并编号为台 1 、台 2 、台 3 、台 4 、台 5 、台 6 、台 7 、台 8 、台
9 、台 10 、台 11和台 12。
1.2　根瘤菌的培养及苗木的接种方法
台湾相思种子全部由广西大学林学院实验室提供 。将种子放入 85℃的热水中浸泡自然冷却过夜 ,然
后用 75%酒精和 0.1%氯化汞进行表面消毒 ,在 28℃无菌条件下催芽 。点播前 2 d ,用 0.5%高锰酸钾溶
液将取自坡地表层 30 cm 以下的赤红壤进行消毒 ,并隔日用水清洗掉土壤中的高锰酸钾溶液 ,选取发芽良
好并一致的种子播于经灭菌的盆土中[ 6] 。
根瘤菌接入 YMA 斜面于 28℃培养 5 d ,然后制成菌液 ,将菌液接种到苗木根系周围 。每菌株接种 3
盆共 9株 ,同时设不接种为对照。苗木常规管理 ,不施肥。
1.3　测定与计算方法
5个月后对苗木的苗高 、地径 、生物量 、结瘤量等进行分析测定 。生物量测定包含地上部分和地下部
分 ,样品于 60℃烘至恒重 ,然后称量。
2　结果与分析
2.1　样地采集根瘤的结果及分析
从表 1上 、中 、下坡的根瘤数量来看 ,上坡的根
瘤相对比较少 ,而中 、下坡的根瘤相对较多。根据
对样地的调查发现 ,上坡的石头多而裸露 ,水土流
失比较严重 ,土层比中坡和下坡薄 ,土层养分较贫
瘠。而在采集根瘤的过程中发现 ,在中坡 ,有些石
表 1　样地根瘤数统计表
坡位 根瘤数/个 根瘤质量/ g 单个根瘤质量/g·个-1 土壤 pH 值
上坡 401 5.339 0.013 5.5 ～ 6.0
中坡 621 12.570 0.020 6.0 ～ 6.5
下坡 670 6.376 0.009 6.5 ～ 7.0
头的裂缝里或泥土多的地方有根瘤集聚 ,特别是在水冲击泥土 、枯枝落叶后被石头挡住的地方形成小块的
根瘤聚集地 ,因此中坡的根瘤数量最多 。经方差分析 ,上 、中 、下坡的根瘤数量未达到显著差异 。
从根瘤质量来看 ,相同面积样地采集所得的根瘤质量 ,中坡最高 ,其次是下坡和上坡。从根瘤的外观
上看 ,中坡根瘤比上 、下坡的大 、均匀 ,颜色鲜艳 ,多数呈粉色 。
而从平均单个根瘤质量来看 ,下坡最小 ,只有 0.009 g ,中坡最大 ,达到 0.020 g ,是下坡的 2倍。在采
样过程中发现 ,下坡较蔽荫 ,湿度较大 ,不利于好气的根瘤菌生长与繁殖 ,影响了根瘤的发育 ,因此下坡的
根瘤比中 、上坡的小 ,且不均匀 。从土壤 pH 值看 ,上 、中 、下坡的土壤 pH 值差异不是很大 ,都呈微酸性至
中性反应 ,这与我国南方的石灰岩山地土壤发育环境相符。
2.2　台湾相思接种根瘤菌的生长效应
2.2.1　接种根瘤菌对苗高及地径的生长效应　从图 1可以看出 ,不同菌株对苗木高生长的影响效应不一
样。接种根瘤菌的苗木高生长均比未接种苗木增加 ,增幅为 1.7%～ 39.0%,其中接种台 10的植株增幅
最大 ,为 39.0%,其次是台 12 、台 4 、台 7 、台 2 ,增幅为 25.4%～ 32.2%。增幅最小的是台 5 ,仅为 1.7%。
众所周知 ,苗木的生长需要吸收氮素 ,在相同的处理条件(不施肥)下 ,接种根瘤菌的苗木高生长均比未接
·42· 福 建 林 业 科 技 第 35 卷
种的苗木高 ,这说明根瘤菌的固氮作用促进了台湾相思苗木的生长。
从图 2 可以看出 ,接种台湾相思根瘤菌苗木地径生长均比未接种的苗木好 ,但增加幅度较小 ,仅为
1.7%～ 18.1%,其中台 4生长最好 ,其次是台 1 、台 10 ,增幅分别为 16.4%、15.5%,最小的是台 5 ,仅比对
照增长 1.7%。
图 1　不同菌株处理对苗高的生长效应 图 2　不同菌株处理对苗木地径的生长效应
2.2.2　接种根瘤菌对苗木生物量的生长效应　如表 2所示 ,根瘤菌接种后 ,苗木生物量不管是地上部分
还是地下部分都比对照有不同程度的提高 ,并且地下部分增长的幅度更大 ,地上部分生物量比对照增长幅
度为 18.2%～ 109.1%,地下部分增长幅度为 33.3%～ 233.3%。其中接种菌株台 10的苗木生长最好 ,平
均单株生物量与对照相比 ,地上部分增长 109.1%,地下部分增长 233.3%,其次是接种台 4 、台 5菌株的
苗木 ,生长最慢的是接种台 1菌株的苗木 ,接种台 1菌株后的单株生物量与对照相比 ,地上部分及地下部
分分别增长 18.2%和 33.3%。
经方差分析结果表明(见表 3),接种不同根瘤菌苗木的地上部分生物量与对照苗木的地上部分生物
量的差异达到显著水平(F =2.79>F0.05=2.15),地下部分生物量和总生物量与对照比较也都达到显著
差异(F=2.63>F0.05=2.15 ,F =2.95>F 0.05=2.15)。
表 2　不同处理苗木生物量统计表
菌　株 台 1 台 2 台 3 台 4 台 5 台 6 台 7 台 8 台 9 台 10 台 11 台 12 CK
地上部分/ g 0.13 0.17 0.18 0.19 0.15 0.13 0.13 0.17 0.14 0.23 0.19 0.18 0.11
地下部分/ g 0.04 0.09 0.09 0.08 0.06 0.06 0.07 0.07 0.05 0.10 0.06 0.06 0.03
单株总生物量/ g 0.17 0.26 0.27 0.27 0.21 0.19 0.20 0.24 0.19 0.33 0.25 0.24 0.14
表 3　不同处理苗木平均生物量方差分析表
变差来源 平方和 自由度 平均平方和 F 值 F 0.05
地上部分组间 0.00016 12 0.00001 2.79＊ 2.15
地下部分组间 0.000251 12 0.00002 2.63＊ 2.15
总生物量组间 0.01 12 0.0008 2.95＊ 2.15
注:＊表示显著水平 ,α=0.05 时不同处理苗木平均生物量与对照相比差异显著。
2.3　台湾相思苗木接种根瘤菌的结瘤效应
由表 4可见 ,从台湾相思林分中采集分离的根瘤菌接种到台湾相思苗木后 ,全部能侵染苗木结瘤 ,并
且接种不同根瘤菌株对苗木的结瘤效应与对照比较有不同程度的差异 。从结瘤率看 ,对照仅为 66.7%,
而苗木接种后 ,结瘤率可达 73.4%～ 100%。其中台 4 、台 5 、台 6 、台 7 、台 8和台 10菌株高达到 100%,台
2 、台 3 、台 9菌株的结瘤率均为 83.3%,台 11菌株结瘤率最小 ,比对照增幅仅为 6.7%。从总结瘤个数和
平均单株结瘤个数来看 ,台 3 、台 7 、台 10菌株的结瘤个数比较多 ,其中台 3菌株的总结瘤个数是对照的 3
倍 ,台 7菌株的单株结瘤个数是对照的 4.3倍 。依据结瘤状况划分的标准 ,即每株结瘤数多于 15个的为
结瘤良好 , 少于 5个的为很差 ,介于二者之间的为中等(Vincent , 1982),本试验菌株的结瘤状况都达到中
等以上。试验结果显示对照苗木也有结瘤的情况 ,这是因为台湾相思苗木盆栽试验在室外进行 ,很可能在
其它处理接种根瘤菌后 ,由于空气和风雨等的媒介作用而导致结瘤。但对照植株结瘤少且根瘤小 ,剖面多
呈白色或灰黑色 ,无效根瘤比例大 。而接种不同根瘤菌菌株的台湾相思植株的根瘤较粗大 ,数量较多且根
·43·第 4 期 韦立秀 , 等:石灰岩山地根瘤菌对台湾相思苗木生长效应
瘤剖面多呈粉红色 ,为有效根瘤。而根瘤生物量较根瘤数量更能准确反映苗木结瘤固氮情况 ,因为根瘤生
物量与固氮量的关系密切[ 7] 。从表 4可知 ,所有接种植株的结瘤鲜重都比对照大很多 ,其中台 4菌株的平
均单个根瘤鲜重是 0.0176 g·个-1 ,是对照平均单个根瘤鲜重的 2.93倍。
表 4　不同处理苗木的结瘤情况
菌　　株 台 1 台 2 台 3 台 4 台 5 台 6 台 7 台 8 台 9 台 10 台 11 台 12 CK
总结瘤数/个 21 25 69 32 43 34 66 42 28 68 23 34 13
平均结瘤数/个·株-1 5 6 10 6 8 6 13 7 6 11 5 7 3
根瘤鲜重/g 0.315 0.369 0.983 0.563 0.596 0.502 0.99 0.638 0.389 1.088 0.334 0.503 0.078
平均结瘤率/ % 75 83.3 83.3 100 100 100 100 100 83.3 100 73.4 80 66.7
3　结论与讨论
1)从野外样地调查结果显示 ,在石灰岩山地不同立地条件的样地采集到的根瘤 ,不管是数量还是平均
单个根瘤质量都有不同程度的差异 。根瘤数量较多的是中坡 、下坡 ,最少的是上坡。平均单个根瘤质量最
重的是中坡 ,上坡和下坡次之 。这表明石灰岩山地的中坡比较适合根瘤菌的生长。
2)根瘤菌株回接到台湾相思苗木后都不同程度地促进了苗木的生长 ,苗木的株高 、地径 、生物量 、结瘤
率和结瘤生物量都比对照高。综合比较分析表明 ,菌株台 4 、台 10为优良菌株 ,它们对促进苗木高 、地径 、
生物量增长及提高结瘤方面表现优良 ,尤其菌株台 10表现最好 。
3)根瘤菌的竞争结瘤能力与固氮效率之间可能没有必然联系 ,但与宿主植物品种的基因型有一定的
依赖性[ 8] ,故人工筛选出高效结瘤固氮的根瘤菌株接种特定品种的苗木显得尤为重要。试验也表明 ,选
育优良根瘤菌菌种接种相思苗木 ,形成的共生体可为植物提高氮素 ,增加土壤中的氮素来源;并能作为解
磷细菌促进植物对磷元素的吸收;还可分解难溶性钾化合物 ,增加土壤中的有效钾 ,以供苗木吸收利
用[ 9] 。随着林木的快速生长 ,土壤中的全氮 、有效磷含量明显下降 ,这在缺土 、缺肥和缺水的石灰岩山地
尤为突出。因此 ,筛选出能促进石灰岩山地台湾相思林木生长的根瘤菌株并进行回接 ,配以适量的氮 、磷
肥 ,将更加有利于石灰岩山地台湾相思林分的健康与稳定。
参考文献:
[ 1] 蔡克强 , 邹小鲁.台湾相思结瘤固氮与吸氢酶活性研究[ J].亚热带植物通讯 , 1993 , 22(1):1-6.
[ 2] J.M.芬森特.根瘤菌实用手册[ M].上海:上海人民出版社 , 1974.
[ 3] 康丽华 , 李素翠.相思苗木接种根瘤菌的研究[ J].林业科学研究 , 1998 , 11(4):343-349.
[ 4] Vincent JM.A Manual for the practical study of root-nodule bacteria[ M] .IBP Handbook No.15.Blackwel1.Oxford , 1970:
164.
[ 5] 韩素芬.固氮豆科树种和豆科树种根瘤菌资源的研究[ J] .林业科学 , 1996 , 32(5):434-440.
[ 6] 黄宝灵 ,吕成群 , 韦原莲 ,等.不同根瘤菌对马占相思苗木的影响———苗木的结瘤状况 、生物量 、叶片和土壤中营养元素
含量及其相关分析[ J].中南林学院学报 , 2004 , 24(2):31-36.
[ 7] 丁明懋 ,蚁伟民 , 廖兰玉.大叶相思(Acacia auHcutaeformis)和马占相思(Acacia Mangim)固氮量的研究[ J].生志学报 ,
1991 , 11(3):289-290.
[ 8] 缪礼鸿 , 周俊初.根瘤菌竞争结瘤的研究进展[ J].华中农业大学学报 , 2003 , 22(1):84-89.
[ 9] 王光华 , 赵　英 ,周德瑞 , 等.解磷菌的研究现状与展望[ J].生态环境 , 2003 , 12(1):96-101.
·44· 福 建 林 业 科 技 第 35 卷