全 文 ：第 18 卷
第 6 期

Vol. 18
No. 6
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2010 年
11 月

Nov.

2010
不同土壤湿度条件下微生物菌肥对
3个绿化草种生长的影响
柴
青, 钟
芳 , 李春杰* , 南志标
(兰州大学草地农业科技学院,农业部草地农业生态系统学重点开放实验室, 甘肃 兰州
732000)
摘要: 以兰州市常用的护坡绿化草种扁穗冰草( Agrop y ron cr is tatum)、针茅( Stipa cap il lata)和紫花苜蓿(Medica-
go sativa)为供试材料,测定了在 20% , 40%和 60%最大饱和持水量( WHC)的土壤湿度条件下微生物菌肥对其株
高、分蘖、根长和生物量的影响,旨在为微生物菌肥在绿化护坡中提高绿化固坡效果的稳定性和持续性及其推广应
用提供理论依据。结果表明:种子发芽试验中, 微生物菌肥对 3种草的种子发芽率有显著的促进作用( P< 0. 05) ;
盆栽试验中,微生物菌肥在 3 种不同土壤湿度条件下对 3 种草均有不同程度地促进作用。其中: 在 3 种土壤湿度
条件下,对针茅的株高、生物量和根长均有显著的促进作用( P< 0. 05) , 而只有在40% WHC 条件下, 对其分蘖才有
显著的促进作用(P< 0. 05) ;对扁穗冰草除在 60% WHC 下分蘖无显著差异外,其余土壤湿度条件下对其株高、分
蘖、根长和生物量均有显著的促进作用( P< 0. 05) ; 而对紫花苜蓿在 3 种不同土壤湿度条件下的 4 个生长指标均有
显著的促进作用(P< 0. 05)。土壤微生物菌肥与水分互作效应中,水分在豆科牧草紫花苜蓿生长中的作用要大于
微生物菌肥,而微生物菌肥在扁穗冰草和针茅 2种禾草生长中的作用大于水分。
关键词:扁穗冰草; 针茅;紫花苜蓿; 土壤湿度;株高; 分蘖;根长; 生物量
中图分类号: S144; Q945. 31



文献标识码: A




文章编号: 1007-0435( 2010) 06-0854-05
Effects of Biofertilizer on Growth of Three Landscaping Grasses
under Different Soil Moisture Contents
CHAI Q ing, ZHONG Fang, LI Chun-jie
*
, NAN Zh-i biao
( C ol lege of Pastoral Ag riculture S cience and Technology, Lanzhou University; Key Lab oratory of Grass lan d
Arg o-Ecosystem, Minist ry of Agriculture, Lanzh ou, Gansu Province 730020, China)
Abstract: Effects of biofer tilizer on grow th of the common grasses A gr op y ron cri statum , M edicago sati-
va, St ip a cap il lata in Lanzhou landscapes w ere tested under soil moisture content of 20%, 40% and 60%
water holding capacit ies ( WHC) . Seed germinat ion experiments show that bio fert ilizer promoted the ger-
m inat ion of the three grasses signif icant ly ( P< 0. 05) . Pot ted exper iments show that bio fert ilizer enhanced
height , t iller number, biomass and ro ot length of all three plant species. Among them, biofer tilizer signif-i
cant ly ( P< 0. 05) enhanced height , biomass and ro ot length of S tipa cap il lata under 20, 40% and 60%
WHC; and t iller number under 40% WHC as w ell. It also signif icant ly enhanced height , biomass and ro ot
leng th of A gropy r on cr istatum under al l three soil moisture contents ( P< 0. 05) , and t il ler number under
20% and 40% WHC. It also promoted height , branch number, biomass and roo t length of Medicago sati-
va significant ly ( P< 0. 05) . The interact ion betw een biofer tilizer and so il mo isture content show s that the
ef fect of moisture content on grow th of legume M. sativa is more obvious than biofertilizer, w hereas the
ef fect of biofer tilizer is more obvious than soil moisture content on the tw o grasses of A . cri statum and S.
cap il lata.
Key words: Agr opy r on cr istatum ; M edicago sat iv a; S tipa cap il lata; Soil mo istur e content; Plant height;
T iller; Roo t leng th; Biomass
收稿日期: 2010-04-02;修回日期: 2010- 10-08
基金项目:国家重点基础研究 973项目( 2007CB108902) ;国家科技支撑项目( 2008BADB3B05) ;国家自然科学基金 ( 30771531 ) ;教育部新
世纪优秀人才支持计划( NCET-08-0256) ;兰州市科技攻关计划( 2008- SY-12) ; 兰州市南北两山绿化指挥部项目 ( LNLK2009-
05) ( 2009KJLQ03)资助
作者简介:柴青( 1985- ) ,女,甘肃武威市人,硕士研究生,研究方向为植物-微生物互作, E-mail: qqq-abc-258@ 163. com; * 通讯作者 Auth or
for correspon dence, E-mail: chun jie@ lzu . edu. cn
第 6期 柴青等:不同土壤湿度条件下微生物菌肥对 3个绿化草种生长的影响


微生物菌肥是由一种或数种有益微生物细菌经
发酵而成的无毒害无污染生物性肥料 [ 1~ 3] , 已在多
种作物上广泛应用, 具有促进作物生长、提高作物产
量和品质等作用[ 4, 5]。但有关微生物菌肥对草类植
物生长的促进作用等方面的研究报道较少[ 6]。
扁穗冰草( Ag ropy r on cri statum )、针茅( St ip a
cap i llata)和紫花苜蓿( Med icago sat iv a)是我国北
方干旱半干旱地区的主要牧草和水土保持植物。扁
穗冰草和针茅抗旱性强、耐瘠薄、抗逆性强,长寿型,
对土壤和养护条件要求低, 是西北干旱地区重要的
固坡绿化草种[ 7, 8] 。紫花苜蓿是我国种植面积最大
的优良豆科牧草, 并且在环境治理、固土护坡、防止
水土流失等方面起着非常重要的作用[ 9, 10] ;此外, 苜
蓿根系发达, 根瘤具有强大的固氮作用[ 11]。因此,
其无论是作为绿化草种或牧草, 在我国干旱半干旱
地区都有着重要的生态价值。
水分亏缺是限制植物生长最普遍的非生物因素
之一,在干旱半干旱地区更是成为植物发育最重要
的限制因子[ 12] 。研究在干旱胁迫条件下如何提高
绿化固坡草种的水分利用率, 降低养护管理成本, 特
别是在兰州干旱的失陷性黄土坡面上进行绿化固坡
有着重要的作用。王光祖 [ 13]的研究表明,微生物菌
肥能够熟化土壤,提高土壤养分的有效利用。因此,
本试验用微生物液体菌肥对扁穗冰草、针茅和紫花
苜蓿的种子萌发及其在不同土壤湿度条件下的生长
进行了研究,旨在为微生物肥料在绿化固坡中提高
绿化固坡效果的稳定性和持续性及其推广应用提供
新的理论依据和方法。
1
材料与方法
1. 1
试验材料
试验于 2009年 6- 10月在兰州大学草地农业
科技学院进行。供试草种为扁穗冰草、针茅、紫花苜
蓿,与微生物液体菌肥FGR均由甘肃省源岗生物技
术有限公司提供。供试土壤取自兰州市郊桃树坪山
坡的失陷性黄土。
1. 2
试验设计
1. 2. 1
发芽试验
根据国家标准( GB/ T 2930. 4-
2001)
[ 14]
,随机选取扁穗冰草、针茅、紫花苜蓿种子
各 100粒,分为 2组, 都均匀摆置于直径 15 cm 的培
养皿内,第 1组每皿铺一张用去离子水浸湿的滤纸
为对照,另 1组每皿铺一张用微生物液体菌肥浸湿
的滤纸为处理, 20
恒温培养, 3个重复, 第 14 d统
计种子发芽率。
1. 2. 2
盆栽试验
供试土壤均设定 3个土壤湿度,
即: 20% , 40%和 60%的土壤饱和持水量( WHC) ,
具体方法参见文献 [ 15]。每个土壤湿度中, 将供试土
壤设为对照;将供试土壤混加微生物液体菌肥设为
处理。每盆 (直径
高= 20 cm
17 cm ) 装鲜土
2 kg, 3个土壤湿度处理; 将 3 种草分别按每盆 30
粒种子播种,而后覆盖经高温灭菌的细砂 300 g 以
减少水分蒸发, 3次重复。每日称重浇水, 以保持所
需土壤含水量。室内出苗后移于室外自然条件下露
天生长、观测,雨天大棚遮雨。每盆随机标记 5株植
物, 4个月后测定株高、分蘖数, 收获植株, 测定根长
后将地上和地下部分放入烘箱,烘干至恒重( 75
,
24 h) ,测定其生物量。
1. 3
统计分析
采用 Microso ft Excel 2003 处理数据, SPSS
15. 0软件进行差异显著性分析。
2
结果与分析
2. 1
微生物菌肥对种子发芽的影响
由图 1可知, 在室内种子发芽试验中,与对照相
比,微生物菌肥均显著提高了针茅、扁穗冰草和紫花
苜蓿的发芽率 ( P < 0. 05 ) , 发芽率分别提高了
5. 6%, 10. 3%和 7. 2%。
图 1
微生物菌肥对 3 种草发芽率的影响
F ig. 1
Effects o f biofer tilizer on germination o f A gropy r on
cr istatum , S tipa cap ill ata and Medicago sativa
注:同一草种中标有不同字母者为差异显著( P < 0. 05)
Note: Mark ed with dif feren t let ters mean sign ificant
diff erence in th e same grass species ( P < 0. 05)
855
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2. 2
不同土壤湿度条件下微生物菌肥对针茅生长
的影响
与对照相比,菌肥处理均促进了针茅的生长(表
1)。其中: 在 20%WHC条件下,菌肥处理均显著促
进了针茅的株高、生物量和根长( P< 0. 05) ,但对针
茅的分蘖没有显著影响。在 40%WHC时菌肥处理
均显著促进了针茅的株高、分蘖、生物量和根长( P
< 0. 05)。在 60%WHC的条件下,菌肥处理均显著
促进了针茅的株高、生物量和根长( P< 0. 05) ,对针
茅的分蘖没有显著影响。
土壤湿度越大, 针茅生长越好。其中菌肥处理
在不同的土壤湿度间对针茅的株高和生物量影响显
著( P< 0. 05)。20%WHC和 40%WHC 处理之间,
菌肥处理对针茅的分蘖和根长影响显著 ( P <
0. 05)。而 40%WHC和 60%WHC处理之间, 菌肥
处理对针茅的分蘖和根长无显著影响。
表 1
不同土壤湿度条件下微生物菌肥对针茅生长的影响
T able 1
Effects of biofer tilizer on g rowth of S tipa cap illata under different soil moisture contents
土壤湿度
Soil moisture con tent
处理
T reatmen t
植株高度
H eight , cm
分蘖
Til ler,个
生物量
Biom as s, g
株- 1
根长
Root length , cm
20%WHC 对照, CK 6. 69
0. 32d 5. 07
0. 28b 0. 25
0. 02e 3. 98
0. 35c
菌肥, Biofert iliz er 8. 03
0. 65c 5. 33
0. 31b 0. 62
0. 02c 5. 31
0. 35b
40%WHC 对照, CK 8. 96
0. 43c 6. 00
0. 28b 0. 35
0. 02d 4. 97
0. 34b
菌肥, Biofert iliz er 11. 13
1. 72b 7. 07
0. 33a 0. 82
0. 06b 6. 13
0. 24a
60%WHC 对照, CK 10. 47
0. 67b 6. 93
0. 55a 0. 53
0. 03c 5. 97
0. 35b
菌肥, Biofert iliz er 13. 65
1. 69a 8. 13
0. 35a 0. 92
0. 03a 7. 51
0. 34a


注:同列中标有不同字母者表示差异显著( P< 0. 05) ,下同
Note: Different let ters w ithin s ame column mean sign ificant diff erences ( P < 0. 05) , th e same as b elow
2. 3
不同土壤湿度条件下微生物菌肥对扁穗冰草
生长的影响
与对照相比, 菌肥处理均促进了扁穗冰草的生
长(表 2)。在 20% WHC 和 40% WHC 的条件下,
菌肥处理均显著促进了扁穗冰草的株高、分蘖、生物
量及根长( P< 0. 05)。60%WHC 的条件下对扁穗
冰草的株高、生物量和根长有显著的促进作用( P<
0. 05) ,对其分蘖没有显著影响。
土壤湿度越大, 扁穗冰草生长越好。不同的土
壤湿度间,菌肥处理对扁穗冰草的生物量影响显著
( P< 0. 05)。20%WHC和 40%WHC之间, 菌肥处
理对扁穗冰草的分蘖和生物量影响显著 ( P <
0. 05) , 对株高和根长影响不显著; 40% WHC 和
60%WHC之间, 菌肥处理对扁穗冰草的株高、生物
量和根长影响显著( P< 0. 05) , 对分蘖的增加无显
著影响。
表 2
不同土壤湿度下微生物菌肥对扁穗冰草生长的影响
Table 2
Effects of biof er tilizer on g rowth of A gropy ron cr istatum under different so il moisture content
土壤湿度
Soil moisture con tent
处理
T reatmen t
植株高度
H eight , cm
分蘖
Til ler,个
生物量
Biom as s, g
株- 1
根长
Root length , cm
20%WHC 对照, CK 14. 98
0. 69d 3. 25
0. 17d 0. 79
0. 01d 7. 99
0. 31d
菌肥, Biofert iliz er 23. 83
1. 46b 8. 00
0. 32b 1. 31
0. 03c 15. 83
0. 45b
40%WHC 对照, CK 18. 99
1. 33c 4. 88
0. 22c 1. 38
0. 01c 10. 49
0. 30c
菌肥, Biofert iliz er 25. 30
0. 46b 9. 88
0. 35a 1. 77
0. 05b 17. 11
1. 28b
60%WHC 对照, CK 22. 19
1. 80b 8. 38
0. 42a 1. 76
0. 01b 16. 98
0. 52b
菌肥, Biofert iliz er 32. 93
0. 73a 10. 50
0. 61a 2. 28
0. 02a 24. 78
1. 48a
2. 4
不同土壤湿度条件下微生物菌肥对紫花苜蓿
生长的影响
由表 3可知,与对照相比,菌肥处理均促进了紫
花苜蓿的生长。在 20% WHC, 40% WHC 和 60%
WHC的条件下,菌肥处理均对紫花苜蓿的株高、分
枝、生物量和根长有显著的促进作用( P< 0. 05)。
土壤湿度越大, 紫花苜蓿生长越好。在不同的
土壤湿度间,菌肥处理对紫花苜蓿的株高、生物量和
根长均有显著影响( P< 0. 05) ,只在 40%WHC 和
60%WHC 之间,菌肥处理对紫花苜蓿的分枝增加
无显著影响。
2. 5
微生物菌肥与水分互作对 3种草生长的影响
由表 4可知, 主效应微生物菌肥和水分对针茅、
冰草和苜蓿的叶片延展、分蘖(分枝)、生物量和根长
的影响均达到了显著水平( P< 0. 05)。微生物菌肥
856
第 6期 柴青等:不同土壤湿度条件下微生物菌肥对 3个绿化草种生长的影响
对禾本科草针茅和冰草生长的影响大于水分的影
响,微生物菌肥对豆科植物苜蓿生长的影响小于水
分的影响。微生物和水分互作对针茅、冰草和苜蓿
的生长影响较小,只有对针茅生物量和苜蓿叶片延
展的影响达到显著水平( P< 0. 05)。微生物菌肥和
水分对针茅和冰草生长的影响趋势基本相同, 影响
强弱为生物量> 根长> 叶片延展> 分蘖;微生物菌肥
对苜蓿分枝影响最大,水分对苜蓿生物量影响最大。
表 3
不同土壤湿度下微生物菌肥对紫花苜蓿生长的影响
Table 3
Effects of bio fertilizer on g rowth of Medicago sativa under dif fer ent so il moisture content
土壤湿度
Soil moisture con tent
处理
T reatmen t
植株高度
H eight , cm
分蘖
Branch ,个
生物量
Biom as s, g
株- 1
根长
Root length , cm
20%WHC 对照, CK 3. 29
0. 13f 2. 0
0. 17d 0. 76
0. 02d 7. 33
0. 69d
菌肥, Biofert iliz er 6. 27
0. 54e 5. 9
0. 33b 2. 17
0. 02c 13. 23
1. 53c
40%WHC 对照, CK 9. 36
0. 71d 4. 0
0. 36c 2. 62
0. 13c 14. 27
0. 69c
菌肥, Biofert iliz er 15. 03
1. 35b 9. 2
0. 28a 4. 17
0. 05b 19. 47
1. 36b
60%WHC 对照, CK 12. 25
0. 68c 5. 3
0. 31b 4. 35
0. 05b 18. 62
0. 72b
菌肥, Biofert iliz er 20. 52
0. 69a 9. 9
0. 52a 6. 56
0. 03a 25. 95
0. 65a
表 4
微生物菌肥与水分互作对 3种草生长的影响(F 值)
T able 4
Effect of inter action ( F value) of biofer tilizer and soil mo istur e content ( SMC)
on gr ow th of A gropy r on cr istatum , S tipa cap illata and Med icago sativa
变异来源
Source of
variat ion
针茅
S tip a capi l la ta
微生物菌肥
Biofertil izer
水分
SMC
微生物菌肥
水分
Biofert ilizer

SMC
扁穗冰草
A g ropy ron cri statum
微生物菌肥
Biofert ilizer
水分
SMC
微生物菌肥
水分
Biofert iliz er

SMC
紫花苜蓿
Med icago sati v a
微生物菌肥
Biofert ilizer
水分
SMC
微生物菌肥
水分
Biofert ilizer

SM C
植株高度
H eight
16. 64* 3. 27* 1. 31 45. 36* 6. 25* 2. 18 74. 12* 96. 41* 8. 62*
分蘖(分枝)
Til ler ( Branch)
5. 44* 13. 9* 0. 65 19. 9* 4. 66* 2. 34 216*
46. 1* 2. 13
生物量
Biomas s
223. 95* 29. 81* 9. 72* 88. 75* 149. 27* 1. 86 54. 75* 101. 19* 1. 87
根长
Root length
16. 7* 3. 74* 2. 55 57. 5* 7. 43* 3. 14 8. 28* 21. 9* 2. 55


注: * 表示差异显著( P < 0. 05)
Note: * mean s signif icant dif feren ce ( P < 0. 05)
3
讨论
本研究对微生物菌肥在不同土壤湿度条件下对
草类植物生长的影响进行了探讨。发芽试验表明,
微生物菌肥对扁穗冰草、紫花苜蓿和针茅种子的发
芽有显著的促进作用( P< 0. 05)。这与王学智[ 16] 关
于有效微生物群( EM )提高玉米( Zea may s)种子发
芽率的结果一致。其机理在于, 微生物活动产生的
酸性物质、植物激素以及维生素都能不同程度地刺
激调节植物的生长[ 17, 18] 。
盆栽试验结果表明, 微生物菌肥在 20%, 40%、
60%WHC 3种土壤湿度条件下均对扁穗冰草、紫花
苜蓿和针茅的生长有促进作用,如显著增加了 3 种
草的株高与生物量。这与李保会等[ 19] 研究的复合
微生物菌肥能显著提高草莓 ( Fr agar ia ananassa )
株高和产量的结果类似; 也与毕建水[ 20] 研究的微生
物菌肥有利于黄瓜( Cucum is sat iv us )和番茄( Sola-
num ly cop er sicum ) 幼苗生长的结果类似。很可能
是微生物菌肥的使用, 改善了土壤的微生物环境,提
高了土壤的肥力, 进而促进了植物的生长[ 21, 22] 。
然而, 微生物菌肥在不同土壤湿度条件下对同
一草种的同一生长指标的影响不同。例如,在 40%
WHC 轻度干旱下,微生物菌肥对针茅的分蘖影响
显著( P< 0. 05) , 而在 20% WHC 的重度干旱条件
下,对其分蘖无显著影响。有关不同土壤湿度条件
下微生物菌肥对禾草生长的影响, 几乎未见研究报
道,可能只有在轻度干旱条件下,微生物菌肥才对分
蘖有显著的影响, 但对于扁穗冰草来说, 在 20%
WHC 重度干旱和 40% WHC 轻度干旱条件下, 微
生物菌肥对其分蘖均影响显著( P< 0. 05) ,这有可
能是植物种类、基因型等的差异所致。
微生物菌肥在同一土壤湿度下对同一草种的不
同生长指标的影响不同。例如, 在 60%WHC 正常
水分条件下,微生物菌肥对扁穗冰草的株高、生物量
和根长均有显著的促进作用( P< 0. 05) , 但对分蘖
无显著影响。尽管有关微生物菌肥对禾草生长的影
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响研究极少,但对于农作物的相关研究也发现微生
物菌肥对同一作物的某些指标有影响, 而对另一些
指标没有影响。房运喜等[ 23] 研究以微生物菌剂作
为追肥施用后, 对小麦( T r it icum aesti vum )的株高、
穗长和千粒重有明显影响,而对结实率无明显作用。
微生物菌肥在同一土壤湿度条件下对不同草种
的同一生长指标的影响不同。例如, 在 60%WHC
条件下,微生物菌肥对针茅和扁穗冰草的分蘖无显
著影响,而对紫花苜蓿的分枝影响显著( P< 0. 05)。
这可能是因为微生物菌肥更加有利于苜蓿的固氮作
用,而促进了其分枝的增多[ 24]。
微生物菌肥在不同土壤湿度间对同一草种的同
一生长指标的影响不同。例如, 添加微生物菌肥的
扁穗冰草在 20%WHC重度干旱和 40%WHC 轻度
干旱之间相比, 其株高和根长的生长无显著差异, 这
有可能是在 20%的低土壤含水量下添加微生物菌
肥后促进了植株和根的生长,这与宋瑞勇 [ 25]研究显
示在水分胁迫下,用复合微生物菌剂处理玉米幼苗
能显著促进根伸长生长的结果类似。
试验发现, 水分在豆科牧草紫花苜蓿生长中的
作用要大于微生物菌肥, 而微生物菌肥在 2种禾草
生长中的作用大于水分, 这与张永亮[ 26] 研究紫花苜
蓿单播对土壤速效氮的消耗与积累可持平, 而禾本
科无芒雀麦( B romus inermis)对土壤速效氮的消耗
大于积累的结果类似,与漆智平[ 27] 研究豆科牧草对
土壤全氮和有机质的消耗量比禾本科牧草低的结果
类似。可能是因为豆科植物可以通过固氮作用产生
部分养分从而降低对土壤中养分的依赖 [ 28~ 30]。
许多研究表明[ 31~ 33] ,微生物菌肥的主要作用有
增强土壤肥力; 制造和协助农作物和牧草、绿肥吸收
营养;增强植株抗病和抗旱能力等,但微生物菌肥对
这 3种绿化草生长的不同促进作用涉及其哪一项机
理及作用,如何正确合理的将微生物菌肥应用于西
北干旱半干旱地区的固土护坡绿化当中, 以及施用
微生物菌肥后对绿化固坡效果的稳定性和持续性的
评定,还需要进一步研究探讨。
4
结论
4. 1
在不同的土壤湿度条件下施用微生物菌肥均
可促进针茅、扁穗冰草和紫花苜蓿的生长。
4. 2
微生物菌肥对不同草种的影响效果不同。相
对于豆科牧草紫花苜蓿来说, 施用微生物菌肥对 2
种禾本科草种生长的影响更大。
参考文献
[ 1]
梁如玉, 傅淡如, 李登煜.水稻施用几种菌肥的根际效应和增
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李美娟)
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