全 文 ：第 卷 第 期 年 月
林 业 科 学 研 究
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木麻黄苗期接种弗兰克氏菌效应及其
与营养元素的关系 ‘
康丽华
摘要 试验结果表明 , 细枝木麻黄和粗枝木麻黄的接种效果较山地木麻黄明显 接种不同弗兰
克氏菌的木麻黄苗木 , 其高 、地径和生物量均表现出明显的差异 。 营养元素 、 。 、 和 有效地
提高苗木的接种效果 , 其中 是木麻黄生长和 固 的限制因子 。 接种苗木的含 量均高于对照的
苗木
关键词 木麻黄 、弗兰克氏菌 、苗期接种 、营养元素
木麻黄是我国南方沿海地区营造 防护林和能源林难以替代的先锋树种 , 同时也是非豆科
固氮树种 , 其根系与土壤中的放线菌—弗兰克氏菌 共生形成根瘤 , 把大气中的分子态氮转变成自身可吸收利用的氨态氮 , 促进其生长 。 据报道〔, 」, 生长在西非沿海沙丘上普通
木麻黄固氮量可达 一 , · , 但木麻黄根瘤固氮能力因不同的弗兰克氏菌菌株而
异 , 而且还取决于宿主的基因型 、土壤因子 、营养元素 、温度和湿度等〔幻 。研究结果表 明 , 要提高
木麻黄的生长和固氮能力 , 就必须要 选择速生的宿主林木基因型和能共生的高效固氮菌
株 尽量减少立地中限制林木生长和固氮的因子 。 本文仅就这两个范畴 , 研究树种 、菌株和
营养元素对接种后木麻黄的生长及固氮的影响 , 目的在于鉴别影响木麻黄接种效果的因子 ,从
而提高木麻黄的生长量和 固氮能力 , 这对于改良南方沿海日趋贫痔的沙地具有重要意义 。
材料与方法
菌株的分离和培养
供试菌株 、 、 、 、 、 、 、 均从本所苗圃粗枝木麻
黄 ! 根瘤上分离获得 。 分离方法采用切片法 〔‘〕。 。。 菌株从细枝木麻
黄 ‘ 入 根瘤中分离获得 澳大利亚科工组织 博士赠送 。 全部
供试菌株在 ℃ 闭培养液中培养一个月 。
苗木培育和接种
细枝木麻黄 、粗枝木麻黄 、山地木麻黄 , , 几 , , 种子经 消毒
后 , 无菌水冲洗干净 , 播于经 ℃灭菌的基质 硬石 沙 中 , 待苗木长至高约
。 , 根长 时 , 移栽到装有黄心土 沙一 的塑料育苗袋中 , 每袋移植 株
将培养好的菌株 , 制成菌悬液 , 用无菌注射器吸取 菌悬液注射到苗木根 系周围 , 每
个菌株接 株苗 。 对照为不接种 。
营养元素的处理
一 一 收稿 。
康丽华助理研究员 中国林业科学研究院热带林业研究所 广州
本项 目为国家自然科学基金资助课题 “木麻黄及按树共生菌 ”研究内容之一 本文承本所 弓明钦副研究员审阅 , 在此一并致谢 。
林 业 科 学 研 究 卷
苗木接种后 , 每星期每株苗分别施 ‘ , 二 , ·
· , · , 。 对照不施肥 。
观察项 目 苗木接种 个月后 , 测定苗高 、地径 。用水冲洗净根部 , 计数根瘤个数 、称其鲜重
和千重 , 用凯氏定氮法测定样品含氮量 。
结果与讨论
接种对苗木生长的效应
试验证明木麻黄苗木接种不同的弗兰克氏菌后 , 对其苗木生长的促进作用十分明显 。从表
看 出 , 接种苗木株高为对照的 一 倍 地径为 · 一 倍 生物量为 一 倍 。 经
方差分析检验 , 差异极显著 。
表 接种效果方差分析
细枝木麻黄 粗枝木麻黄 山地木麻黄
又 开 不 漏 。 尸 ·
接种 不接种
菌 株 间
’
二 二高苗
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接种 义 不接种
菌 株 间
接种 不接种
菌 株 间
’
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地径物量生
2 . 2 对树种的影响
细枝木麻黄 、粗枝木麻黄和山地木麻黄分别接种弗兰克氏菌 , 检验树种对接种的反应 。 结
果表明(表 2) , 接种弗兰克氏菌的 3个树种苗高 、地径 、生物量都大于对照苗木 , 不同树种的接
表 2 3 个种的木麻黄接种效果比较
树 神 。卜 , 苗 高 地 径 生 物 量
平均 (em ) 效果 (倍) 平均(em ) 效果 (倍 ) 平均 (em ) 效果 (倍)
细枝木麻黄 102
.43
31.5
0.696
0.155
17.82
0.55
菌照接对
菌照接对粗枝木麻黄 85
.52
27.2
0.533
0 。 1 3 9
1 1
.
0 4
0
.
4 6
菌照接对山地木麻黄 104
.02
49.4
0 .7 78
0 .3 16
17.74
2. 17
种效果有明显的差异 。 细枝木麻黄接种后 , 其增长量大于粗枝木麻黄和山地木麻黄 , 故选择木
麻黄种的标准 , 除了树种本身的因素外 , 还应考虑与弗兰克 氏菌形成有效共生体能力的高低 。
2
.
3 不同弗兰克氏菌菌株的接种效果
同一种木麻黄苗木接种不同菌株的弗兰克氏菌 , 其增长效果表现出明显的差异 (表 3)。
全部 9 株弗兰克氏菌接种的苗木其生长量均比对照有所增加 , 其中 90 2 、 9 0 31 菌株接种
于细枝木麻黄效果最好 , 接种苗木的生物量为对照的 4.6一47 .6 倍 ;而 90 2 、 9 0 45 、 9 0 31 菌株
接种粗枝木麻黄效果最好 , 接种苗木的生物量为对照的 30 .3一 36 .3 倍 ;9050 菌株接种于山地
期 康丽华 :木麻黄苗期接种弗兰克氏菌效应及其与营养元素的关系
木麻黄其效果最好 ,接种苗木的生物量为对照的 19 .1 倍 。 用 LS R 多重比较法对各菌株苗木的
生物量作显著性差异分析 , 从而得出上述菌株均为各自树种的优 良菌株 。 试验结果说明 :利用
经过筛选的弗兰克氏菌接种木麻黄苗木 , 提高其生长量的潜力是很大的 。
表 3 不同菌株接种效果的比较
菌株 细枝木麻黄 粗枝木麻黄 山地木麻黄苗高(em ) 地径 (em ) 生物量(g ) 苗高 (em ) 地径 (cm ) 生物量 (g ) 苗高(em ) 地径 (em )
9022
9031
9045
9041
9050
90 23
9044
C el,
9 0 4 6
对照
118.5
118.4
109.0
105.4
86.4
92.6
91.5
88.3
102.1
31.5
0.820
0.811
0.824
0.823
0.504
0.727
0.575
0.544
0.656
0.155
26.2(a)
25.3(a)
23.3(ab )
22.8(ab )
7.7(de )
14. 6(bC )
10. 1(bcd )
9. 7(bed )
21.6 (abe )
0.55 (d )
112.9
101.4
100.0
83.4
83.3
77.6
84.0
4 6.1
80.1
27.2
0.693
0.647
0.638
0.530
0.453
0.588
0.536
0.251
0.416
0.319
16.7 (a)
13.92 (a )
15.2 (a)
9.14 (ab )
11.58(b)
9.04(ab )
8.93(ab )
1.56(e)
10.07(ab )
0.46(e)
114. 3
94. 3
117. 4
92. 1
121.3
89.0
99.9
98.3
101 6
49.4
0.9 09
0.6 65
0.8 99
0.6 73
0.9 19
0.665
0.7 16
0.718
0.777
0.316
生物量 (g)
21.36 (ab)
10.04 (b )
18.9 (ab )
10.5 (b )
4 1.4 (a)
12.6(b )
18.3(ab )
17.3(b )
19.5(ab )
2.17(b)
注 :同一项内 , 不具 有共同字母的数据 ,表 明经 L S R 分 析差异显著 。
2
.
4 营养元素对接种的效应
营养元素 C a 、 C O 、 P 、 M g 能提高苗木接种效应和结瘤能力 , 促进苗木生长 , 其中以磷元素
尤其显著(见表 4)。 表 5 的结果进一步说明磷元素对接种苗木生长的效应 。 试验还表明 , 接种
弗兰克氏菌比施氮肥对苗木生长更为有效 。 接菌加施氮肥的处理效果最好 。
表 4 营养元紊对苗木接种效应的影响 表 S P 与 N 元素对木麻黄苗木生长的效应
苗 高(em ) 瘤 重(g ) 生物量(R ) 施 p 施 N 高 (em ) 生物量 (g )
处理
平均 增加 (% ) 平均 增加(写) 平均 增加(% )
十C a
+ C o
+ P
+ M g
对照
49.6
58.6
65.0
50.6
3 9. 1
26 .94 0.273 56.
49.87 0.508 19 1.
66.24 0.768 34 1.
29.41 0.495 184.
一 0.174 一
2 . 1 3 9
3 8 6
‘
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3 7 2
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5 9 5
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3 1 7
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4 0
1 5 3
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3 9
3 6 8’ 19
9 7 .0 4
0
N
接菌
接 菌+ N
0
N
接菌
接菌 十N
7 6 . 7
8 7 . 1
9 7 . 3
1 12 . 1
1 . 5 3 1
3 . 2 7 4
1 0 . 8 4 8
1 5 . 0 7 8
1 0 . 0 1 3
1 4 . 64 5
1 6 25 4
1 8 .0 4 1
J任月了0.⋯J任内r1.1工Jd4工JO曰O即009590
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2
.
5 木麻黄苗木 N 元素的累积
木麻黄苗木接种弗兰克氏菌后 , 与对照苗木叶片 N 含量明显不同 。 从表 6 看出 , 木麻黄苗
木叶片 N 含量 (% )与苗木结瘤量关系非常密切 , 根瘤量越多 , N 元素累积含量越高 ;菌株不
同 , 叶片含 N 量也不同 . 从表 7 看出 , 接种苗木与不接种苗木各部位含 N 量有差异 , 没有根瘤
的苗木 , 根部含 N 量仅次于叶片的;相反 , 有根瘤苗木 ,根部含 N 量在各部位中是最低的 。接种
苗木各部位含 N 量均 比不接种的高 , 说明弗兰克氏菌具有固定空气中分子态 N 的特殊作用 。
表 ‘ 木麻黄苗木叶片含 N t
细枝木麻黄 粗枝木麻黄 山地木麻黄
表 7 木麻黄苗木 各部位含 N 量
(单位 :% )
菌株 含 N 量
(% )
2.598
瘤重 含 N 量
(% )
2.383
2. 131
1.037
瘤重 含N 量
(% )
2.087
2.545
1.478
瘤重
(g/株)
0.195
0.927
0
处 理 叶 片 枝 条 根 根 瘤
2。 4 7 7
1
.
4 1 4
接菌
对照
2.59 8 0.899 0.823 1.396
1.44 1 0.656 0.722
林 业 科 学 研 究 7 卷
3 结 语
(l) 根据本试验结果 , 营养元素 P 是木麻黄生长和固 N 的限制因子 , 从而提出了合理施用
肥料 , 减少浪费 , 这对于提高林业生产是有实践意义的 。
( 2) 本试验所用的菌株 , 侵染结瘤力强 , 在未经消毒的基质中 , 达到 10 % 的结瘤率 , 而对
照只有个别苗木有 1~ 2 个根瘤 。 F ra nk ia 9 02 2 、 9 0 3 1 、 9 0 4 5 菌株的接种效果特别显著 , 提高木
麻黄生长量的潜力很大 , 建议开发 、利用 , 进一步研究 、完善接种方法 , 在林业生产上推广生物
固氮这一先进技术 。
参 考 文 献
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康丽华 , 曹月华 , 吴英标.木麻黄根瘤 内生菌的分离 、培养和回接.林业科学研究 , 1 9 90 , 3 (5 ) : 4 83 ~ 4 8 6.
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