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The Collection, Conservation and Application of Rhizobia Resources for Legume in China

中国豆科牧草根瘤菌资源的采集保藏及利用



全 文 :第 2 期
N o
.
2
草 地 学 报
A C T A A G R E S T IA S IN IC A
1 9 9 9 年
Ju n e
6 月
1 9 9 9
中国豆科牧草根瘤菌资源的采集保藏及利用
宁国赞 刘惠琴 马晓形
(中国农业微生物菌种保藏管理中心 , 中国农业科学院土壤肥料研究所 , 北京 1 0 0 0 8 1)
摘要 : 本文简要介绍中国豆科牧草根瘤菌资源的采集 、保藏及利用概况 , 近二十年来 , 中国
农业微生物菌种保藏管理中心从 20 多个省区采集豆科植物根瘤及土壤样品 , 分离出土著根瘤
菌分离物 3。。。多份 , 从中筛选出 516 株豆科根瘤菌优良菌种 。 这些菌种将作为国家重要微生物
资源进行长期保藏和持续利用 。 在我国北方 、南方及西部地区确定豆科根瘤菌接种剂定点生产
厂 , 国家对接种剂生产实行质量检验登记管理 , 质量不合格者不得销售 。 在北方退化草原及南方
退化草地改良工程中 , 飞机播种豆科牧草种子普遍采用丸衣化接种根瘤菌技术 , 利用根瘤菌与
豆科植物共生固氮作用 , 有效地解决了人工草地的缺氮问题 。
关扭词 : 豆科根瘤菌 ; 收集 ; 利用
1 前言
氮素是植物生长的必需元素 。 氮素供应不足是我国大规模人工草地建植中普遍存在的
间题 。 但是 , 依靠化学肥料解决大面积人工草地缺氮问题是不现实的 , 也是不经济的 。 众所
周知 , 根瘤菌与豆科植物共生固氮能将空气中的分子态氮转化为植物能利用的氨态氮 。人工
接种根瘤菌是增强豆科饲草共生固氮作用 , 增加氮素营养和提高饲草产量的有效措施 。中国
是草原大国 , 草地生态类型多 , 不仅有丰富的植物资源 、动物资源 , 而且蕴藏着丰富的微生物
资源 。 保护和开发利用豆科根瘤菌资源对改良退化草原 、发展草地畜牧业有重要意义 。 为了
解决大面积人工草地对根瘤菌接种剂的需求 , 农业部从 1 9 8 0 年开始连续 16 年立项支持中
国农业科学院土壤肥料研究所 、中国农业微生物菌种保藏管理中心 (简称 A C c C )进行豆科
牧草根瘤菌资源采集 、鉴定、保藏 、评价及利用研究 。 16 年来微生物菌种中心为 30 种豆科饲
草筛选出 50 0 多优良根瘤菌株 。通过接种效果试验 、示范之后 , 许多菌株已在生产中应用 。 为
了满足全国各地播种饲草对接种剂的需求 、菌种中心在南方和北方都确立了接种剂生产厂 。
并通过连续 9 年的技术培训 ,把饲草种子丸衣化接种根瘤技术传授给全国的种草技术人员 。
从而使根瘤菌接种技术在我国人工草地栽培中得到广泛应用 。 累计飞机播种豆科饲草接种
面积为 1 30 万公顷 。
2 结果与应用
2
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1 根瘤菌资源生物 多样性采集与保藏
畜牧业发达国家播种豆科牧草时普遍进行根瘤菌接种 , 为了解决本国豆科牧草播种对
根瘤菌的需要 , 十分重视根瘤菌资源的采集与保藏 。许多豆科牧草都配备有与之相适应的优
良根瘤菌种 。 菌种资源与饲草种质资源同样得到长期有效的保护和利用 。
我国大规模人工种草起步较晚 , 直到 1 9 8 0 年政府部门才开始立项进行豆科饲草根瘤菌
1 6 6 草 地 学 报 1 9 9 9 年
筛选及利用研究工作 。中国的主要豆科牧草有几十种 , 根瘤菌优 良菌种分离筛选的工作量很
大 。 16 年来 , 中国农业微生物菌种保藏管理中心根瘤菌实验室与全国各有关省区县草原站
协作从 20 个省区的 60 多个县采集豆科根瘤及土样 10 0 0 多份 , 获得原始分离物 3 0 0 0 多份 。
经鉴定和筛选获得共生固氮性能优 良根瘤菌菌种 56 1 株 。 (见表 1)
表 1 中国豆科牧草根翻菌资源
T a ble 1 T h e re s o u re e o f C hin e s e p a s t u r e le g u m e r hiz o bia
菌种名称
R hiz o b ia o f fo r a g e
寄主植物
H o s t Pla n t
菌种数量 (株)
S t r a in n u m be r s
采样地点
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2 52
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A st ra g a lu s
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-
紫云英 A s tra 邵zu : : i, ic u , L .
内蒙古 In n e r M o n g o lia
黑龙江 H e ilo n g jain g
甘肃 G a n s u
青海 Q in g h a i
河北 H e b ei
ilJ 东 Sha n d o n g
新疆 X in ja n g
内蒙古 In n e r M o n g o lia
吉林 Jilin
河北 H eibe i
陕西 Sha a n x i
北京 压ijin g
广东 G u a n g d o n g
广西 G u a n g x i
江西 Jia n g x i
安徽 A n h u i
河南 H e n a n
四川 S ie hu a n
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红三叶 7 ’r ij石liu o Pra te , se L .
白三叶 T . ; eP朋、 L.
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地三叶 T . , “bt e~ 。 “m L.草每三叶 T . fr a g ife ru 二 L.
羽扇豆 去赵户动 us
广西 G u a n g x i
云南 Y u n n a n
贵州 G u iz ho u
甘肃 G a n s u
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豌豆 Pis u m sa tiv u o L .
苔子 V ic ia v illa s a v a r
百脉根 幼 tu 、 。o r , ic u la t u s
内蒙古 In n e r M o n g o lia
北京 Be ijin g
云南 Yu n n a n
贵州 G u iz h o u贵州 G u iz h o u
云南 Y u n n a n
其他根瘤菌
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蒙古岩黄蔑 月edys a r u , , o : gol ic u , T u ro z小冠花 co r o n illa o ir ia红豆草 O , 砧勺c六15 v ic ia ef o lia Sc o p
胡枝子 肠功e d e z a 二 ic h x
锦鸡儿 ca r a g a n a 走o r s人i, d k ; , k o m紫德槐 A n :o , ha fr u t ic o sa
银合欢 L u c e a , a g la u c a L . Be n th
金合欢 A c a c ia fa , , is ra : a L . w ie ed
大叶相思 八 c a c ia a u r c u la e g o ” 15
黑荆 A c a c ia : e a r , 5 11 w ie e d
柱花草 5 2夕los a n t h e s g r a c , 115 H . B . K
LIJ 蚂蝗 ne sm od iu m i” to rt u m
大冀豆 材“ , c r OPt iziu m a trOP u re u o v a r · s ir s t re
山热豆 L iuP , u u s Pa lu s to i: L . v a : L in e a r ifo liu s s e r .
田蓄 S , s加。ia c a , , a b i, a P e r s ·
鸡眼草 肠sP o d e g a st r ia t a
野大豆 G lyc i , e s刃a s ie b e t z u c c
1 3 5
内蒙古 In n e r M o n g o lia
LlJ 西 S ha n x i
陕西 sha a n x i
山东 sha n d o n g
福建 F u jia n
广东 o u a n g d o n g
广西 G u a n g x i
第 2 期 宁国赞等 : 中国豆科牧草根瘤菌资源的采集保藏及利用
2
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1
.
1 根瘤菌的采样 、分离 、鉴定和筛选工作是一项十分细致的工作 。 需要投放大量的人
力 、资金和时间 。一株性能优良的根瘤菌从采样 、分离 、鉴定 、筛选 , 以至最后作为生产用菌用
于接种剂生产 , 一般需要 3 ~ 5 年时间 。 正因为如此 , 农业部在 1 9 8 1一 1 9 9 5 连续在三个五年
计划中 , 立项支持豆科牧草根瘤菌采集与利用研究工作 。 为保证菌种资源的生物多样性 , 作
者及其同事近 20 年来利用一切可以利用的机会 , 广泛采集豆科植物根瘤及土壤样品 。 采用
多种方法进行根瘤菌分离 。一些优 良菌种在野外采集样品后 , 采用抗霉菌的培养基在当地及
时进行分离 。 只要操作得当 , 可以获得纯菌株 。 但把握较大的是将根瘤或土样带回实验室 ,
接种寄主植物 , 然后从植物根部采集新鲜根瘤 , 在无菌室进行菌种分离 , 这样更容易得到纯
菌株 。
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1
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2 在表 1 所列的根瘤菌菌种类 、寄主植物种类及菌种分离的采样区域充分表明我国牧
草根瘤菌资源的生物多样性 。例如分离筛选首楷根瘤菌样品就是从内蒙古 、黑龙江 、甘肃 、青
海 、新疆 、河北和山东等 7 个省区的 30 个首蓓品种 、 2 个扁楷豆品种 、 5 个草木择品种中采瘤
分离获得的 。 50 株沙打旺根瘤菌来自 7 个省区 。 30 株紫云英根瘤菌来自 6 个省区 20 个县 。
来自不同地区 , 不同土壤和寄主的不同品种根瘤菌生理生化特征间的差异很大 。 (见表 2 ) 。
2
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1
.
3 菌种来源的广泛性 , 使我国 目前保藏的根瘤菌能满足各种主要豆科牧草对根瘤菌的
需要 。 十多年来上述菌种资源 已由根瘤菌剂生产厂 、农业院校和科研单位广泛利用 。 国家
86 3 项目也曾采用其中一些菌株用于基因工程菌的研究 。 这些菌种已成为我国豆科牧草共
生固氮研究及接种剂生产的主要菌种来源 , 并将作为国家重要微生物资源得到长期保护 。这
些菌种已在中国农业微生物菌种保藏管理中心入库保藏 。 其中有 2 42 株菌株 已以 ACCC 编
号编入 1 9 1 年出版的《中国农业菌种目录》和 1 9 9 2 年出版的《中国菌种 目录》。 豆科根瘤菌
资源的收集与保藏 , 是共生固氮研究和接种剂生产必不可少的重要基础工作 。 过去 , 我国曾
有几十个科研单位和高等院校从事豆科根瘤菌的菌种筛选工作 , 许多菌种曾在接种剂生产
中使用 。 但最后已很少存在 。 直至 1 9 8。年国家成立农业微生物菌种保藏中心 , 根瘤菌菌种
资源才得到了有效的保藏 。 目前的保藏方法主要有真空冷冻干燥保藏和琼脂斜面石蜡油覆
盖保藏 。 下一步计划采用液氮超低温保藏 。
2
.
2 豆 科牲草根瘤菌接种剂的 生产与质量管理
自 7 0 年代以来 , 由于过度放牧等原因 , 草原退化严重 。 我国政府从 70 年代开始用飞机
大面积播种牧草改 良退化草原 。 当时 , 豆科牧草种子接种用的根瘤菌剂主要从国外进 口 。
1 9 8 2 年开始用中国农业微生物菌种保藏中心筛选的菌种生产接种剂 。 接种剂生产厂主要有
黑龙江省生物制品厂 、新疆生物制品厂 、辽宁省生物制品厂 、广西生物制品厂等 。生产量按用
户的订货计划而定 。 生产厂每年从 A C C C 购买根瘤菌菌种 。 这些菌种的结瘤与固氮性能稳
定性是十分可靠的 , A CC C 对接种剂生产出现的技术问题给予及时帮助 。
2
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2
.
1 根瘤菌接种生产采用液体深层发酵 , 然后用无菌草炭吸附而成 。 草炭菌剂每克含菌
量一般为 3 ~ 5 亿个活菌 , 每千克种子使用 50 一 1 0 克接种剂拌种 , 可保证饲草正常结瘤 。根
据用户需要 , 有些工厂也生产液体接种剂 。
2
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2
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2 为了规范市场 , 确保接种剂质量 , 农业部对接种剂生产实行质量检验登记管理 , 并由
农业部微生物肥料质量检验中心负责接种剂产品质量检测 , 不合格者不得进入市场销售 。同
时中国农业微生物菌种保藏管理中心对商业用菌种实行控制 , 对技术设备差的企业不提供
1 6 8 草 地 学 报 19 9 9 年
接种剂生产用菌 。 目前 , 中国豆科牧草根瘤菌剂产品及其使用的菌种见表 3 。
表 2 黄蔑 . 根泊菌菌种特性
T a b le 2 C ha r a e te rist ie s o r R
.
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.
A st川g u lu s sP .
A CCC
编号
A CCC
n u m b e r
生长代
(小时)
G e n e r a t io n
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培养 4 天后
PH
C u lt u r e PH
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石蕊牛奶
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能耐受
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N a C I%
t o le r a n e e
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H e a t (3 5 e ) 含量 Ce ll e o m 卯ne m t
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+ s : P r o d u e e s S e r U n l r in g ; 一 s : N o t Pr o d u e e s s e r U m r i n g
第 2 期 宁国赞等 : 中国豆科牧草根瘤菌资源的采集保藏及利用
裹 3 豆科牧草根右菌接种剂的生产用菌株
T a b le 3 T h e p r o d u e t io n r hiz o b iu m in oc
u la n t fo r p a s t u r e le g u m e s
根瘤菌剂产品 名称 N a m e o f in o e u la n t 菌株号码 C o d e n u m b e r o f s tr a in s
沙打旺根瘤菌剂
三叶草根瘤菌
首稽根瘤菌剂
柱 花草根瘤菌剂
苔子根瘤菌剂
紫云英根瘤菌剂
百脉根根瘤菌剂
银合欢根瘤菌剂
锦鸡儿根瘤菌剂
胡枝子根瘤菌剂
小冠花根瘤菌剂
红豆草根瘤菌剂
蒙古岩黄蔑根瘤菌剂
R
.
A st ra g a lu s a d s u烤e” 5 Pa llinoc u la n t
R
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7

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,
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A CCC 1 8 0 1 7
,
A CC C 18 0 0 2
A CCC 17 5 1 2
,
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,
AC CC 17 5 17
,
A C C C 17 5 1 8
,
A CCC 1 7 5 1 9
A CCC 14 0 7 0
,
A CCC 14 0 8 2
,
A CC C 1 4 0 9 6
A CCC 16 11 0
,
A C C C 1 6 1 0 1
,
A C C C 1 6 0 2 1
,
A CCC 16 11 3
,
A CCC 1 6 10 4
,
A CC C 1 6 10 6
A C C C 13 0 3 5
,
A CCC 1 3 04 7
A CCC 18 10 7
A CCC 19 5 8 0
,
A CCC 1 9 58 1
,
A CCC 1 9 5 8 2
A CCC 19 6 4 0
,
A CCC 1 9 64 1
.
A CCC 1 9 6 4 7
A CCC 14 16 0
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,
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,
A CCC 14 16 3
A CCC 1 96 2 0
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A CCC 1 9 6 2 5
A CCC 1 9 60 0
,
A C CC 1 9 6 0 4
A CCC 1 9 70 0
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,
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2
.
3 种子九衣化接种根瘤菌技术的应用
2
.
3
.
1 播种豆科牧草是改良退化草原的有效措施 。 由于退化草原的土壤肥力低 , 必须通过
接种根瘤菌以解决缺氮问题 。 但是 , 如何保证接种的根瘤菌能存活至牧草出苗之后 , 并保证
饲草能正常结瘤和固氮 , 这是在选出优 良菌种和生产出优质接种剂后面临的又 一个课题 。作
者 主持的实验室研究出适于我国生产条件的种子 丸衣化接菌技术 。 并于 1 9 8 2 年在广西
1 3 3 3 公顷山区退化草地飞机播种柱花草时试用 , 获得成功 后在全国各飞机播种区推广应
用 。
2
.
3
.
2 种子丸衣化接种根瘤菌 即用粘着剂将根瘤菌粘附在种子后 , 再包裹一层丸衣 。 丸
衣材料包括难溶性粉状物质 、肥料 、微量元素 , 并可适当加入杀虫剂或除草剂 。丸衣化接菌的
主要优点是 : 中性丸衣对根瘤菌具有良好的保护作用 , 可保证大部分根瘤菌存活至牧草种子
萌发出苗 , 并及时入侵幼根 , 有利于提高结瘤率 , 同时丸衣化接种增加了种子的体积和重量 ,
有利于飞播时落种均匀 。 其少量肥料能及时为幼苗提供营养 , 促进幼苗生长 。 如果在材料中
掺入除草剂和杀虫剂 , 则可减轻害虫和杂草对幼苗的危害 , 有利于提高成苗率 。
2
.
4 采用成功的九衣化接 菌技术 , 必须研 究解决其配方问题
包括 : 筛选高粘度 、低成本粘着剂 , 包衣材料的选择 , 微量元素的用量及根瘤菌剂接种量
等 。 粘着剂 p H 值过高或过低 、微量元素用量过大都将对根瘤菌造成伤害 。 而粘着剂的粘度
和丸衣材料的颗粒细度则直接影响种子丸衣的硬度及破碎率 。 经反复试验和筛选 , 于 1 98 2
年研究出适于我国生产条件的种子丸衣化接菌技术 。特别是在 1 9 8 6 年研制出种子丸衣机之
后 , 中国牧草种子丸衣化接菌技术已达到国际同类技术的先进水平 。
2
.
5 根瘤菌采集与利用在人工草地建植 中的作用
1 98 1 年 ,地处云贵高原的贵州省威宁县用飞机播种 0 . 7 万公顷三叶草(未接根瘤菌 ) 。
草 地 学 报 1 9 9 9 年
农业部草原处组织专家去威宁调查飞播区三叶草的结瘤状况 。调查报告指出 : 在酸性土壤中
根瘤菌数量很少 , 三叶草自然结瘤率很低 , 有些植株虽然形成根瘤 , 但能有效固氮的根瘤不
多 。为了改善结瘤状况 , 增强三叶草共生固氮作用 , 必须在三叶草播种前接种优良的根瘤菌 。
农业技术部门采纳了专家的意见 , 将根瘤菌接种技术列入《飞机播种牧草技术规程 》。并规定
在采用飞机播种豆科牧草种籽时 , 必须在播种前接种根瘤菌 。
采用飞机播种牧草改 良退化草原的地区遍布全国各省区 。 播种的豆科牧草品种有几十
种 。例如 : 在东北 、西北 、华北地区主要播种沙打旺 、首蓓 、草木择 、岩黄蔑 、胡枝子 、锦鸡儿 、小
冠花 、红豆草 、苔子等 。在华东 、中南及西南地区主要播种三叶草 、紫云英 、若子 、柱花草 、大翼
豆和豆科树种银合欢 、大叶相思等 。
为了配合国家改 良退化草地重大工程 , 中国农业微生物菌种保藏管理中心从 1 98 1 年开
始承担豆科饲草根瘤菌菌种分离筛选 、接种到生产 、种子丸衣化接菌技术研究与培养和根瘤
菌接种效果试验 、示范和推广任务 。 此项研究专题连续了十五年至 1 9 9 5 年结束 , 全国 23 个
省 、近 20 0 名科技人员和管理人员参加了此项工作 。 共筛选出优良菌种 5 16 株 , 飞机播种豆
科牧草接种根瘤菌面积为 1 30 万公顷。根瘤菌的采集与应用 , 对人工草地的生产做出了重要
贡献 。
2
.
6 接种根瘤菌提 高豆科收草结瘤率及根瘤数量
2
.
6
.
1 由于退化草地的土壤肥力低 , 在南方曾发生由于因未接种根瘤菌而导致三叶草幼苗
因缺氮而大片死苗的现象 。 接种根瘤菌的第一个好处是提高豆科牧草幼苗结瘤率及根瘤数
量 。 1 9 81 一 1 9 9 5 年作者主持的根瘤菌实验室对 15 种豆科牧草幼苗的结瘤率和根瘤数量进
行调查研究 。 结果见表 4 。
表 4 几种豆科牧草幼苗结瘤率及根瘤数l 调查结果
T a b le 4 T h e r e s u lt s o f in v e s tig a tio n o f th e s e e d lin g n o d u la tio n r a te a n d th e n o d u le n u m be r
调 查 项 目
In v e t ig a t io n
沙打 旺
A st r a g a lu s
若 子
V ic ia u illos a
a d
s u r g ‘n s P a ll
首 楷
M e d ic a g
o
sa t iv a L
.
三叶草
了’rifo liu ,
r 己户e刀 5 L .
紫云英
A
stra ga l
u s
51”ic u s L
.
幼苗结瘤率(% )
N o d u la t io n r a t e o f
s e e d lin g s (% )
接菌 In o e u la t e d 7 6
对照 C o n t r o l 4 3
接菌 比对照增加 7 7
In o e u la t e d t o e o n t r o lin e r e a
s e
接菌 In o e u la re d 1 0 .
对照 C o n t ro l 5 .
接菌 比对照增加 (写 ) 8 8
In o e u la t e d t o e o n t r o l
, n e re a s e (% )
:: :: :: ::
根瘤菌数量 (个 / 株 )
N o d u ie n u m b e r
(g r a in / p la n t )

:

::
4 0 0 28 6 2 2 6
2
.
6
.
2 幼苗结瘤率 , 是指豆科牧草第一片真叶期出现根瘤植株的百分数 。单株根瘤数量 , 是
指苗龄 40 天时单株根瘤数量的平均值 。 表 4 所列调查结果说明 , 接种根瘤菌可使豆科牧草
幼苗结瘤率提高 7 % ~ 6 19 % 。 单株根瘤数量增加 8 %一 40 0写 。 有效地改善了豆科牧草的
结瘤状况 ,增强共生固氮能力 。接种植株从幼苗期开始就可以从共生固氮作用中获得大量氮
素 。 避免出现因缺氮造成的大片死苗现象 。 藉以提高成苗率和单位面积的苗数 。
2
.
7 接种根瘤菌增加豆科收草生长量
1 9 8 2 年以来 , 笔者对全国 60 个县的牧草播种情况进行调查 。 构成飞播 区牧草产量的主
第 2 期 宁 国赞等 : 中国豆科牧草根瘤菌资源的采集保藏及利用 1 71
要因素除单位面积植株数外主要是牧草的株高和分枝数 。调查结果表明 , 接种根瘤菌使豆科
牧草袜高及分枝数显著增加 (见表 5 ) 。
表 5 几种豆科饲草根右菌接种根泊菌的增产效果
T a b le 5 In o e u la tio n o f s o m e p a st u r e le g u m e s w ith r h iz o b ia
调查项 目 沙打旺 紫花首蓓 三叶草 紫云英
In v e
s t ig a t io n it e m A s tra g a lu s M e d i
c a g o 7
’r
ifo li
u m A
stra 卯 lu s
a ds u r g e月 5 Pa ll s a tiv a L
. r ePe” 5 L
.
5 1月 ic u s L .
植株分枝(个 / 株) 接菌 In o e u la t e d 8 . 6 1 0 . 3 6 . 3 3 . 5
B r a n e h n u m b e r p la n t 对照 ek 7 . 8 7 . 8 3 . 6 2 . 3
接菌 比对照增加 (% ) In e r e a s e 1 0 3 2 7 5 5 2
by in o e u la t io n e o m pa r in g w ith ek (% )
株高(e m ) 接菌 In o e u la r e d 2 5 . 5 2 5 . 3 2 2 6 0 . 7
Pla n t he ig h t (e m ) 对照 e k 1 5 . 2 2 1 . 9 1 4 . 3 4 5 . 5
接菌比对照增加 (% ) In e r e a s e 6 8 1 6 5 4 2 5
by in o e u la t io n e o m p a r in g w ith e k (写)
产草量(k g / h m Z ) 接菌 In o e u la te d 2 19 0 2 2 2 7 . 5 4 3 50 5 0 70
H a y yie ld (k g / hm Z ) 对照 ek 13 8 0 1 7 4 0 2 6 2 5 3 7 65
接菌比对照增加(% ) In e r e a s e 5 9 2 8 6 6 3 5
by in o e u la t io n e o m p a r in g w ith e k (% )
结果表明 : 接菌与对照相比 , 植株增高 16 % ~ 68 % ;分枝数增加 10 % ~ 75 % ;产草量提
高 28 % ~ “% , 每公顷增加干草约 1 0 0 0 公斤 。 而且增 产效果可以延续到第二年甚至第三
年 。 据陕西省榆林草原站调查 , 接种根瘤菌的沙打旺与对照相比 , 第二年产草量增高 41 % ,
第三年增加 9 . 7写 。
在生荒地播种岩黄茂如果不接种根瘤菌 , 第一年生长缓慢 。内蒙古清水河县草原站的试
验表明 ,接种根瘤菌可使飞播岩黄蔑草地提前一年投入放牧 。 广西玉林地 区林业局的试验表
明 , 银合欢育苗时接种根瘤菌 , 树苗可提前 45 天移栽 。
豆科牧草根瘤菌资源 , 在中国豆科牧草播种中广泛应用 , 不仅 为中国退化草地改良 、发
展草地畜牧业起了重要作用 。 而且在水土流失治理 、林地种草(提高林地土壤肥力 ) 、果园绿
肥 、稻田种植绿肥及高速公路护坡工程中的豆科种子播种中也都采用根瘤菌接种 。不仅保证
了播种的成功 , 而且减少了化学氮肥的使用 。
3 根瘤菌资源收集与利用的发展前景
执行豆科牧草根瘤菌收集与利用计划 16 年来 , 不仅满足各种根瘤菌接种剂生产所需的
优 良菌种 , 而且开拓了我国根瘤菌应用的新领域 。但是 , 笔者清楚地认识到 , 由于气候条件等
多种原因 , 我国目前草地退化比 15 年前更严重 。 据报导 , 每年草地退化面积超过 10 万公
顷 。 相当于每年人工种草的面积 。 可以预计 , 随着经济的发展 , 改良退化草地的面积将会不
断增加 , 用于改 良草地的豆科牧草将不断增加 , 对根瘤菌资源的品种更新也将提 出新 的要
求 。 微生物资源工作者不仅要长期有效地保护 已有的菌种资源 , 深入研究各类菌种的特性 ,
筛选各类寄主植物品种与微生物菌种共生 固氮优 良组合 , 而且要继续从自然界分离筛选新
的微生物菌种 。 以不断满足共生固氮研究和根瘤菌接种剂生产对菌种资源的需要 。
1 7 2 草 地 学 报 19 9 9 年
参 考 文 献
1 中国微 生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心编 , 1 9 9 1 . 《中国农业菌种 目录》. 北京 : 中国农业出版社 , 6 ~ 36
2 中国微生物菌种保藏管理委员会编 , 1 9 9 2 . 《中国菌种目录》. 北京 : 机械工业出版社 , 39 ~ 41
3 中国植物营养与肥料学会编 , 现代农业中的植物营养与施肥 . 北京 : 中国农业科技出版社 , 2 51 ~ 2 54
4 中国农学会编 , 1 9 97 . 种子工程与农业发展 . 北京 : 中国农业出版社 , 8 21 ~ 8 25
5 王宏 、宁国赞 , 1 9 95 . 锦鸡儿和小冠花接种根瘤菌的效果. 草业科学 , (4 )
6 宁国赞 、李元芳 、吴育英 , 1 9 83 . 十万亩飞机播种豆科牧草接种根瘤菌试验 . 中国土坡的合理利用与培肥文集 . 北京 :
22 7 ~ 2 30
7 宁国赞 、 李元芳 、 吴育英 , 1 9 84 . 沙打旺根瘤菌选育及应用研究初报 . 土壤肥料 , (6 ) : 35 ~ 38
8 宁国赞 、 李元芳 、 吴育英 , 19 8 6 . 三叶草接种根瘤菌的效果 . 中国草原 , (3 ) : 60 ~ 63
9 宁国赞 、李元芳 、吴育 英 , 19 86 . 飞机播种沙打旺接种根瘤菌的研究 . 中国农业科学 , (5 ) : 85 ~ 90 .
10 宁国赞 、李元芳 、 吴育英 , 19 86 . 沙打旺根瘤菌 CA 8 1 1 6 菌株特性及应用效果 . 微生物学通报 , 1 3 (2 ) : 50 ~ 52
n 宁国赞 、李元芳 、吴育英 , 1 987 . 我国豆科牧草根瘤菌剂生产及应用 . 中国草地 , (l)
12 宁 国赞 、李元芳 、吴育英 , 1 987 . 豆科牧草种子 丸衣化接种根瘤技术 . 中国草业科学 , (6 ) : 60 ~ 63
13 宁国赞 、李元芳 、刘惠琴 , 1 98 . 沙打旺根瘤菌对紫云英的浸染结瘤性能 . 微生物学杂志 , 8 (3 ) :
14 宁国赞 、李元芳 、刘惠琴 , 1 989 . 我 国豆科特草根瘤菌选育及应用研究的进展 . 中国草地 , (3 ) : 68 一73
巧 宁 国赞 、李元芳 、刘惠琴 , 1 9 91 . 蒙古岩黄蔑根瘤菌选育及应用的研究 . 中国草地 , (3 ) :
16 宁国赞 、刘惠琴 、马晓彤 , 1 9 9 2 . 紫花首楷接种根瘤菌的效果 . 草业科学 , (2 ) : 50 一 51
17 宁国赞 、刘惠琴 、马晓彤 , 1 9 9 5 . 胡枝子根瘤菌优良菌种筛选及应用 . 土壤 肥料 , (4 ) : 41 一 4
18 宁 国赞 、刘 惠琴 、 马晓彤 , 1 9 9 7 . 豌豆根瘤菌优 良菌种筛选 及应用的研究 . 中国草地 , (2 ) : 48 ~ 51
19 耿华珠 主编 , 中国首楷 . 北京 : 中国农业出版社 , 14 一 15
2 0 陈华癸 、樊庆生主编 , 19 9 6 . 中国共生固氮研究五十年 . 南京 ; 南京农业大学出版社 , 69 ~ 76
T h e C o lle e t io n
,
C o n se r v a tio n a n d A PPlie a t io n o f R hiz o b ia
R e s o u r e e s fo r L e g u m e in C hin a
N in g G u o z a n L iu H u iq in M a X ia o t o n g
(A g r ie u lt u r a l C u lt u r e C o lle e t io n o f C h in a In s t it u t e o f 5 0 115 a n d F e r t iliz e r s )
(C h in e s e A e a d e m y o f A g r ie u ltu r a l S e ie n e e s
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A bs tr a e t
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D u r in g r e ee n t 2 0 y e a r s
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m o r e tha n 3 0 0 0 p o r tio n s o f in d ig e n o u s r h iz o b ia l is o la te s h a v e b ee n
d e riv e d by A CC C fr o m le g u m e 一 p la n t r h iz o b iu m s a m p le s w hie h w e r e e o lle e te d fr o m m o r e th a n 2 0
p r o v in e e s a n d r e g io n s a e r o ss t he e o u n t r y
, a n d 5 1 6 d e s ir a b le le g u m e r h iz o b iu m s t r a in s h a v e b e e n s e r e e n e d
fr o m a b o v e is o la te s
.
T h e s e o b t a in e d s t r a in s h a v e b e e n p r e s e r v e d a s a n a tio n a l r e s o u r e e
, a n d u se d t o m a n u
-
fa e t u r e le g u m e r h iz o b iu m in o e u la n t s in th e n o r th
, so u t h a n d w es t r e g io n s in C h in a in th e p a s t m o r e th a n te n
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P e lle t一 e o a tin g r hiz o biu m In o e u la t io n te e h n iq u e s h a v e be e n w id e ly a p plie d in a e ria l s o w in g o f p a s -
t u r e le g u m e s e e d s fo r d e g e n e r a te d g r a s s la n d s in t he n o r t h a n d g r a ss h ills in th e s o u th
·
K e y w o r d s : I
才e g u m e r h iz o b iu m ; C o lle e tio n ; A p p lie a tio n