全 文 ：PGPR菌肥制作及其对高寒牧区 3种禾
本科牧草苗期株高的影响
张　堃 ,张德罡 ,姚　拓 ,陈建纲
(甘肃农业大学 草业学院 ,甘肃 兰州　730070)
　　摘要:制作了 PGPR菌肥 ,并利用田间裂区试验研究了其对燕麦 ,垂穗披碱草和青稞 3种禾本科牧
草苗期株高的影响。结果表明 ,3种牧草经 PGPR菌肥处理后苗期株高均显著高于对照(P <0.05)。半
量化肥各处理下 3种牧草的株高均高于全量菌肥处理 ,但低于全量化肥处理 ,说明 PGPR菌肥可部分替
代化肥 ,对于燕麦和垂穗披碱草 ,可替代一半的化肥 ,液态菌肥的促生效果不如固态菌肥 。因此 ,PGPR
菌肥可根据实际情况与化肥适量配合施用 ,且固体 PGPR菌肥为首选剂型。
　　关键词:PGPR菌肥;禾本科牧草;苗期;株高;高寒牧区
　　中图分类号:S 144;S 54　　文献标识码:A　　文章编号:1009-5500(2006)03-0049-04
　　促进植物生长菌(plant grow th promo ting Rhi-
zobacteria ,PGPR)是指自由生活在土壤或附生于植物
根 、茎 、叶的一类可促进植物生长及其对矿质营养的吸
收和利用 ,并能抑制有害微生物的有益菌类[ 1] 。1978
年 Burr 和 Schroth首先报道了马铃薯上的 PGPR ,此
后 ,大量的研究证实 PGPR广泛存在于多种植物的根
际 ,目前 ,对PGPR的研究已成为国际应用微生物领域
的研究热点之一[ 2] 。随着人们对微生物肥料的促生作
用和无公害农业产品的日益重视 , PGPR菌肥越来越
受到人们的青睐[ 3] 。因此 ,研究了 PGPR菌肥对高寒
牧区 3种禾本科牧草苗期株高的影响 ,以期为 PGPR
菌肥在该类地区的推广应用提供基础资料。
1　材料和方法
1.1　试验地概况
　　试验设在甘肃农业大学天祝高山草原试验站 ,海
拔 2 960 m , N 37°11′79″, E 102°47′05″。年均温 0 ～
0.3 ℃,最冷月为 1月 ,最热月为 7月 ,全年≥0 ℃的积
　　收稿日期:2005-12-07;修回日期:2006-04-10
　　基金项目:甘肃省科技攻关项目(2GS035-A41-001-04);甘
肃省教育厅科研项目(042-02)
　　作者简介:张堃(1979-), 男 , 甘肃天水人 , 在读硕士。姚
拓为通讯作者。
温 1 300 ℃。年降水量 416 mm ,年蒸发量 1 590 mm 。
试验地土壤全氮 1.18%、全磷 0.07%、全钾3.31%、有
效氮 480.41 mg/kg 、有效磷为 22.62 mg/kg 、有效钾
为 217.00 mg/kg 、pH 值 7.04。
1.2　供试菌株
　　供试菌株为甘肃农业大学草业学院草地微生物实
验室提供的 PGPR菌株(表 1)。这些菌株具有较强的
固氮 ,溶磷和分泌激素(IAA)的能力 ,同时具有生长
快 、竞争力强 、利用碳源谱广等特点[ 4 , 5] 。
表 1　供试菌株
Table 1　Tested strains
菌株号 学名 菌株来源 功能
N-4 Pseudomonas sp. 燕麦 联合固氮
O-5 Azotobacter sp. 燕麦 联合固氮 、溶磷
W6 Zoog loea sp. 小麦 联合固氮 、溶磷
W5 Azotobacter sp. 小麦 联合固氮
C6 Zoog loea sp. 小麦 联合固氮
017 待鉴定 燕麦 分泌 IAA
84 待鉴定 苜蓿 溶磷
92 待鉴定 苜蓿 溶磷
174 待鉴定 小麦 溶磷
191 待鉴定 小麦 溶磷
81 待鉴定 小麦 溶磷
49草原与草坪　　2006年　　第 3期　　总第 116期DOI :10.13817/j.cnki.cyycp.2006.03.013
1.3　PGPR菌肥的制作
1.3.1　菌株的活化　取出 4 ℃斜面保存的菌株置于
28 ℃活化培养 1 ～ 2 h ,将各供试菌株划线接种于 LB
固体平板培养基 ,每个菌株接种 3个培养皿 , 28 ℃培
养 24 h。待各菌株充分生长后 ,挑取典型的单菌落划
线接种到 LB固体斜面上备用。
1.3.2 　菌株悬浮液的制作　分别将活化后的菌株
N-4 、O-5 、W6 、W5 、C6(联合固氮菌株), 81 、84 、92 、
174 、191(溶磷菌株),N-4 、O-5 、W6 、81 、84 、191 、017(联
合固氮 、溶磷 、分泌 IAA 菌株)划线接种到同一 LB固
体培养基中 ,培养 4 ～ 6 d。定期观察划线交叉点的细
菌生长情况 ,若交叉点细菌不生长或生长差 ,说明这 2
种细菌有拮抗作用 ,若交叉点细菌生长良好 ,说明 2种
细菌可以共存 ,没有抑制作用。相互之间不发生拮抗
反应的各个菌株悬浮液即可混合使用。试验证明 ,上
述各类菌株均不发生拮抗反应 ,因此 ,可混合使用 。
　　加 3 mL 灭菌水置于接种好的供试菌株的斜面
上 ,制成菌悬液。在 300 mL 三角瓶内装入 150 mL
LB 液体培养基 ,灭菌后置于室温下 2 ～ 3 d ,经检验无
污染后 ,分别将菌株 N-4 、O-5 、W6 、W5 、C6(联合固氮
菌株)的菌悬液各1 mL ,菌株 81 、84 、92 、174 、191(溶磷
菌株)的菌悬液各 1 mL ,菌株 N-4 、O-5 、W6 、81 、84 、
191 、017(联合固氮 、溶磷 、分泌 IAA 菌株)的菌悬液各
1 mL 装入 3个三角瓶中 , 28 ℃,125 r/min摇床上培
养 2 ～ 3 d 。待菌株充分生长后 ,利用 721 型紫外分光
光度计测定发酵菌液的 OD 值。当 OD值>0.5(λ=
660 nm)时 ,即发酵菌液中的细胞数目为 109个/mL
时 ,用灭菌水将各发酵菌液调至相同的 OD值 。在无
菌条件下 ,将 3种发酵菌液注入灭菌后的玻璃瓶中密
封常温保存。
1.3.3　固体菌肥的制作　选择对 PGPR菌株无毒 、吸
水及保水性能好 、pH 值在 6.5 ～ 7.0 、颗粒细小且易与
种子粘着 、不易结块的泥炭为接种载体 。将泥炭干燥 、
粉碎 ,过 100目筛 ,分装成 500 g 的小袋 , 121 ℃下 ,连
续灭菌 3 h后备用。
　　将制作好的 3种发酵菌液用已灭菌的量筒各量取
50 mL 一同接种到 500 g 高温灭菌后的泥炭上 ,在无
菌操作下装入塑料包装袋中立即封口 ,将菌液与泥炭
混匀 ,用灭菌针在塑料袋的四周及中间扎几个孔 ,然后
将其置于 28 ～ 30 ℃下 1周 ,再在常温下保存 。
1.4　供试作物
　　青稞(Hordeum vulgare va r.nud um ), 燕麦
(Avena sat iva)和垂穗披碱草(E lymvs nutans),种子
发芽率分别为 85%,90%和 85%。
1.5　试验设计
　　试验采用裂区设计 ,主区(供试植物)拉丁方排列 ,
副区(菌肥类型)随机排列。小区为 2.5 m×2.4 m 的
矩形 ,埂宽 30 cm 。设 12个处理 ,以不施肥为对照 ,每
处理 3次重复(表 2)。5月 21日种植青稞 ,5月 22日
和 23日种植燕麦和垂穗披碱草。
表 2　施肥处理
Table 2　Fertilizing treatments
处理号 　　　　　处理 　　　　化肥用量 　　PGPR菌肥施用方式
Ⅰ 对照
Ⅱ 泥炭
Ⅲ 全量氮肥 尿素 67.5 g
Ⅳ 全量磷肥 过磷酸钙 27 g
Ⅴ 全量复合肥 尿素 67.5 g+过磷酸钙 27g
Ⅵ 半量氮肥+固氮菌肥 尿素 33.75 g 种子用量 5%的固氮菌肥拌种
Ⅶ 半量磷肥+溶磷菌肥 过磷酸钙 13.5 g 种子用量 5%的溶磷菌肥拌种
Ⅷ 半量复合肥+复合菌肥 尿素 33.75 g+过磷酸钙 13.5 g 种子用量 5%的复合菌肥拌种
Ⅸ 半量复合肥+液态复合菌肥 尿素 33.75 g+过磷酸钙 13.5 g 液态复合菌肥浸种
Ⅹ 固氮菌肥 种子用量 5%的固氮菌肥拌种
Ⅺ 溶磷菌肥 种子用量 5%的溶磷菌肥拌种
≫ 复合菌肥 种子用量 5%的复合菌肥拌种
　　注:试验所用尿素含氮量≥46.4%, 过磷酸钙中有效 P2O 5 ≥12.0%;施用的菌肥如无特殊说明 , 则为固体菌肥
50 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2006　　No.3　　(Sum 　No.116)
1.6　播种
　　将供试种子用蒸馏水冲洗 3次 ,液态菌肥处理将
种子浸泡在制备好的液态菌肥中 6 h ,然后将种子取出
阴干;固态菌肥处理按种子用量的 5%拌种;泥炭处理
用种子用量 5%的泥炭拌种 。按发芽率计算播量后播
种 ,条播行距 15 cm 。
1.7　株高测定
　　每小区随机取 10 株测量其自然高度。数据用
DPS 统计软件经 F 检验显著后 ,用 Duncan′s全复距
多重比较进行统计分析。
2　结果与分析
　　各施肥处理对 3种禾本科牧草苗期株高均有不同
程度的促进作用(表 3)。
表 3　不同处理下 3种牧草苗期自然高度测定结果
Table 3　Height of 3 forage crops at seedling stage under
dif ferent treatments cm
处理 植株高度燕麦 青稞 垂穗披碱草
Ⅰ 16.1gF 21.7hF 6.4fE
Ⅱ 16.3gF 21.3hG 6.6fE
Ⅲ 24.9cdBC 30.8bcABC 10.7abAB
Ⅳ 26.5bB 33.5aA 10.9aAB
Ⅴ 29.3aA 31.9abAB 11.0aA
Ⅵ 23.7deC 27.2efDE 9.9bcABC
Ⅶ 25.7bcB 30.6bcdABC 10.7abAB
Ⅷ 26.5bB 28.9cdeBCD 10.6abAB
Ⅸ 25.1bcBC 28.6de fCD 9.7cdBC
Ⅹ 21.7 fDE 24.3gEF 8.2eD
Ⅺ 21.5 fE 27.2efDE 9.0deCD
≫ 23.5eCD 26.5 fDE 9.1dCD
　　注:处理间字母相同表示差异不显著 , 不同大写字母表示
差异极显著(P<0.01),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)
　　对燕麦株高的影响除泥炭处理与对照相比差异不
显著外 ,其余各处理均极显著高于对照(P <0.01)。
全量化肥处理下的株高比对照增加了 54.7%～
82.0%,半量化肥+PGPR菌肥处理下的株高比对照
增加了 47.2%～ 64.6%, PGPR菌肥处理下的株高比
对照增加了33.5%～ 46.0%。半量化肥+PG PR菌肥
处理与相应的全量化肥处理相比 ,除半量复合肥+复
合菌肥(包括液态)处理与全量复合肥处理相比差异极
显著(P <0.01)外 ,其余处理间均无显著差异。PGPR
菌肥处理与相应半量化肥+PGPR菌肥处理相比 ,除
复合菌肥处理与半量复合肥+液态复合菌肥处理相比
差异不显著外 ,其余处理间均差异极显著(P <0.01),
可见液态复合菌肥对燕麦株高的促进作用不如固体菌
肥。这是因为液态菌肥的有效期 、浸种的时间 、播种后
在土壤中的定殖动态等都可影响其促生效果。PGPR
菌肥对植物生长影响的促进作用已有较多研究报道 ,
姚拓等[ 6 , 7]报道联合固氮细菌对燕麦株高有明显促进
作用 ,最高比对照株高增加 35.4%。席琳乔等[ 8] 利用
分离自燕麦 、草坪草等禾本科植物根际的联合固氮细
菌接种燕麦发现 ,联合固氮菌株对燕麦株高有显著的
促进作用 ,均与试验的结果一致。
　　各施肥处理对青稞株高的影响 ,除泥炭处理外 ,其
余各处理均极显著高于对照(P <0.01)。全量化肥处
理比对照株高增加了 41.9%～ 54.4%,半量化肥+
PGPR菌肥处理比对照株高增加了 25.3%～ 41.0%,
PGPR菌肥处理比对照株高增加了 12.0%～ 25.3%。
半量化肥+PGPR菌肥处理与相应全量化肥处理相
比 ,均差异显著(P <0.05),半量氮肥+固氮菌肥处理
与全量氮肥处理相比 ,半量复合肥+液态复合菌肥处
理与全量复合肥处理相比都差异极显著(P <0.01),
半量化肥+PGPR菌肥处理效果不如全量化肥处理 。
PGPR菌肥处理与相应半量化肥+PGPR菌肥处理相
比 ,均差异显著(P <0.05),其中溶磷菌肥处理与半量
磷肥+溶磷菌肥处理相比差异极显著(P <0.01)。
PGPR菌肥处理对青稞株高虽有显著的促进作用 ,但
不论和相应全量化肥处理相比还是和半量化肥+PG-
PR菌肥处理相比都达不到它们的水平。目前 , PGPR
菌肥对青稞生长影响的研究报道并不多 ,杨雪莲等[ 9]
研究证实 ,有机肥和微肥对青稞的株高有一定促进作
用 ,可使株高增加 4.59%。试验结果也表明 PGPR菌
肥对青稞的株高有促进作用 ,但促生效果更显著 ,这种
差异是由于菌株种类及生态环境等不同所致。因此 ,
施用微生物菌肥时必须结合当地的环境条件 ,才可有
效地发挥其作用。
　　对垂穗披碱草株高的影响 ,除泥炭处理的其余各
处理与对照相比都差异极显著(P <0.01)。全量化肥
处理比对照株高增加了 67.2%～ 71.9%,半量化肥+
PGPR菌肥处理比对照株高增加了 51.6%～ 67.2%,
51草原与草坪　　2006年　　第 3期　　总第 116期
PGPR菌肥处理比对照株高增加了 28.1%～ 42.2%,
半量化肥+PGPR菌肥处理与相应全量化肥处理相
比 ,除半量氮肥+固氮菌肥处理与全量氮肥处理 、半量
复合肥+液态复合菌肥处理与全量复合肥处理之间差
异显著(P <0.05)外 ,其余各处理间都无显著差异 。
对垂穗披碱草株高的促生效应 ,半量化肥+PG PR菌
肥处理达到了与相应全量化肥处理几乎相同的水平 。
PGPR菌肥处理与相应半量化肥+PG PR菌肥处理相
比 ,除复合菌肥处理与半量复合肥+液态复合菌肥处
理差异不显著外 , 其余各处理间都差异极显著(P <
0.01),PGPR菌肥对垂穗披碱草株高的促进作用还不
能和半量化肥+PGPR菌肥相比 ,液态复合菌肥的促
生作用不如固体复合菌肥 ,因此 ,PGPR菌肥只可以部
分地替代化肥。
3　结论
　　PGPR菌肥对 3种禾本科牧草苗期株高均有不同
程度的促进作用 ,但其效果还不能和化肥相比 。目前 ,
PGPR菌肥只能和化肥同时使用 ,在保证产量的基础
上 ,发挥其生态效益 。液态菌肥的效果不如固体菌肥 ,
并且在保存 、使用上也不如固体菌肥方便 ,固体菌肥为
首选剂型 。PGPR菌肥在田间的施用还必须结合特定
的作物 、当地的自然环境等外部条件 ,才可有效发挥其
功效 。
参考文献:
[ 1] 　Malik K A , Rakhshanda B.Association of nitrog en-fixing
plant g row th promoting Rhizobateria(PGPR)w ith Ka lla r
g rass and rice[ J] .Plant and Soil , 1997 , 194:37 ～ 44.
[ 2] 　H ussain S ,Mirza M S , Malik K A.P roduction o f phy to-
hormones by the nitrog en fix ation bacteria isloa ted fr om
sugarean[ J] .Bioho rizons , 1999 , 2(4):61 ～ 76.
[ 3] 　陈廷伟 , 葛诚.我国微生物肥料发展趋向[ J] .土壤肥料 ,
1995 ,(6):16～ 20.
[ 4] 　姚拓.促进植物生长菌的研究进展[ J] .草原与草坪 ,
2002 , (4):3～ 5.
[ 5] 　汤春梅 , 陈秀蓉 ,姚拓.九种根际促生菌(PGPR)最适培养
条件的初探[ J] .草原与草坪 , 2005 ,(3):27 ～ 30.
[ 6] 　姚拓.高寒地区燕麦根际联合固氮菌研究Ⅱ-固氮菌的溶
磷性和分泌植物生长素特性测定[ J] .草业学报 , 2004 ,
(3):85 ～ 90.
[ 7] 　姚拓 , 蒲小鹏 ,张德罡 , 等.高寒地区燕麦根际联合固氮菌
研究 Ⅲ-固氮菌对燕麦生长的影响及其固氮量测定[ J] .
草业学报 , 2004 ,(5):101～ 105.
[ 8] 　席琳乔 , 姚拓 ,杨俊基 , 等.联合固氮菌株分泌能力及其对
燕麦的促生效应测定[ J] .草原与草坪 , 2005 , (4):25 ～
28.
[ 9] 　杨雪莲 , 才旺计美 , 顿珠次仁.“通丰 20”对青稞效应试验
初报[ J] .西藏农业科技 , 2003 , 24(2):29 ～ 31.
The making of PGPR bacterial fertilizer and its effect
on the height of three gramineous forage crops
in seedling stage in alpine region
ZHANG Kun ,ZHANG De-gang , YAO Tuo ,CHEN Jian-gang
(Pratacultural College of Gansu Agricultural Universi ty , Lanzhou 730070 ,China)
　　Abstract:The PGPR bacterial ferti lize r w as made in laborato ry and i ts ef fect on the height o f 3 g ramineous
fo rag e crops in seedling stage in alpine region w as carried out w ith f ield experiment and the resul t indicated that
the plant heights of three g ramineous fo rage crops treated by PGPR bacterial fert ili zer w ere significant ly higher
than contro l(P<0.05).The dif ference of plant height o f 3 forage crops be tw een treatment HH(half amount o f
chemical ferti lizer +half amount of PGPR fertilizer)and C(chemical fer tilizer only)were w as not significant ,
this suggests that the PGPR bacterial fer tilizer could par tly replace chemical fer tilizer.For Avena sat iva and
Elymus nutans , the half amount of chemical fertilizer could be repaced by the PGPR bacterial ferti lizer.The
ef fect of PGPR bacterial fertilizer applied as so lid form w as bet te r than that as liquid form.
　　Key words:PGPR bacterial fe rtilizer;g ramineous forage;seedling stage;plant height;alpine region
52 Grassland and Turf　　(Bimonthly)　　2006　　No.3　　(Sum 　No.116)