廉 華 馬光恕* 李 梅 張 帆 張君鳴

(1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 園藝園林學(xué)院，黑龍江 大慶 163319；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，北京 100081)

黃瓜(CucumissativusL.)是我國(guó)最主要的瓜菜之一，2017年我國(guó)黃瓜種植面積已達(dá)1 237 000 hm2，產(chǎn)量達(dá)到6.5×1010kg，占到世界黃瓜總產(chǎn)量的77%[1]。隨著黃瓜種植面積逐年擴(kuò)大，促進(jìn)黃瓜生產(chǎn)對(duì)其長(zhǎng)期發(fā)展具有重要意義，特別是設(shè)施黃瓜生產(chǎn)中，由于持續(xù)連作和病害加劇造成黃瓜產(chǎn)量持續(xù)下降，逐漸成為影響我國(guó)黃瓜生產(chǎn)的最大障礙[2]。各種農(nóng)業(yè)管理措施如土壤處理、合理輪作、土壤殺菌和人工引入有益微生物等成為保證黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的主要手段[3]，木霉(Trichodermaspp.)就是其中主要應(yīng)用措施之一。

木霉菌屬真菌界、雙核菌門(mén)、半知菌亞門(mén)、絲孢綱叢、梗孢目、叢梗孢科，是目前研究和應(yīng)用最為廣泛的生防真菌類(lèi)型之一[4]。Masunaga等[5-6]研究表明，木霉菌是一類(lèi)重要的植物根際促生真菌(Plant growth-promoting rhizosphere fungus，PGPF)，通過(guò)分泌植物生長(zhǎng)激素等物質(zhì)，具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的功能。關(guān)于木霉促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善植物生理代謝、提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)的研究報(bào)道較多，如Metwally等[7]研究表明，綠色木霉(T.aviride)和叢枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi)不僅能提高洋蔥的鮮重和干重，還能促進(jìn)其形態(tài)指標(biāo)如葉面積、莖長(zhǎng)和根長(zhǎng)等增加，而且能提高洋蔥色素含量；Zhang等[8]研究發(fā)現(xiàn)，哈茨木霉(T.harzianum)可提高黃瓜葉片的可溶性糖、可溶性蛋白、葉綠素含量和根系活力，促進(jìn)鹽脅迫下黃瓜生長(zhǎng)；而Estifanos等[9]研究發(fā)現(xiàn)，木霉不僅能夠提高黃瓜株高，而且可以提高黃瓜產(chǎn)量；Carlos和José[10]利用多孢木霉(T.polysporum)LCB50單獨(dú)施用于甜瓜，甜瓜枯萎病防效達(dá)到32.2%，產(chǎn)量增加27%。

木霉菌在其生命過(guò)程中可以產(chǎn)生菌絲體、分生孢子和厚垣孢子3種繁殖體，目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有50多種木霉商品化制劑[11]，如美國(guó)的哈茨木霉T22菌株和以色列的哈茨木霉T39菌株，新西蘭的木霉制劑Trichodry和Trichoflow、俄羅斯的木霉制劑Myc01、韓國(guó)的木酶制劑YC458、西班牙的哈茨木霉和綠色木霉混合生防制劑TUSAL等[12]，上述商品化制劑均為木霉菌分生孢子制劑或分生孢子與菌絲體混合制劑。由于木霉菌厚垣孢子制劑不易生產(chǎn)，人工發(fā)酵條件要求比較嚴(yán)格，限制了厚垣孢子制劑的生產(chǎn)和應(yīng)用[11]。與厚垣孢子制劑相比，分生孢子制劑雖然存在貨架期較短和防治效果易受環(huán)境條件影響的弊端，但木霉菌分生孢子的產(chǎn)生條件相對(duì)寬松，條件適宜時(shí)在各種固體或液體培養(yǎng)基均能產(chǎn)生，生產(chǎn)上使用的木霉菌劑多為分生孢子制劑。因此繼續(xù)開(kāi)發(fā)性能穩(wěn)定的木霉菌分生孢子制劑，對(duì)于保證植物高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)具有重要意義。本研究選擇的棘孢木霉(T.asperellum)525，在前期對(duì)黃瓜枯萎病菌平板對(duì)峙試驗(yàn)中抑制率達(dá)到80.24%且田間防治效果達(dá)到81.53%，所以以其為試驗(yàn)菌種，制備棘孢木霉525分生孢子菌劑，系統(tǒng)研究其對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)、生理特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為促進(jìn)黃瓜優(yōu)質(zhì)和安全生產(chǎn)給予技術(shù)支撐，為木霉菌劑未來(lái)研發(fā)和推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1供試黃瓜品種

‘長(zhǎng)春密刺’，購(gòu)買(mǎi)于山東新泰市裕園種業(yè)有限公司。

1.1.2供試培養(yǎng)基

馬鈴薯葡萄糖瓊脂固體培養(yǎng)基(PDA)[13]：馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂10 g，蒸餾水1 000 mL，pH 7.0～7.2。

馬鈴薯葡萄糖液體培養(yǎng)基(PD)[13]：馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，蒸餾水1 000 mL，pH 7.0～7.2。

木霉選擇性培養(yǎng)基(PDAm)[14]：去皮馬鈴薯200 g，葡萄糖20 g，瓊脂20 g，氯霉素0.3 g，玫瑰紅(孟加拉紅)0.02 g，水1 000 mL。

1.1.3供試菌株

棘孢木霉Trichodermaasperellum525，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所木霉菌研究組提供。

1.1.4供試基質(zhì)材料

試驗(yàn)中所使用的基質(zhì)材料是草炭和蛭石的混合物，草炭∶蛭石(體積比)=2∶1(基質(zhì)基本農(nóng)化性狀如下：pH 6.92，有機(jī)質(zhì)34.5%，堿解氮760 mg/kg，速效磷53 mg/kg，速效鉀157 mg/kg)?；|(zhì)過(guò)篩(1 mm)后于烘箱中160 ℃高溫滅菌2 h，自然冷卻后繼續(xù)在160 ℃烘2 h后放涼備用。

1.2 棘孢木霉分生孢子粉劑的制備

將棘孢木霉菌 525挑在PDA平板上，置于28 ℃ 活化培養(yǎng)3 d，后從菌落邊緣取直徑5 mm的菌餅，轉(zhuǎn)接到PDA培養(yǎng)基上，28 ℃培養(yǎng)7 d，再用無(wú)菌水洗下孢子，制成木霉孢子懸液。用無(wú)菌水梯度稀釋后，涂布于木霉選擇培養(yǎng)基上[14]，在25～28 ℃ 下倒置培養(yǎng)1～2 d，計(jì)菌落數(shù)，計(jì)算木霉分生孢子含量。大麥粒在室溫下用清水浸泡1夜，撈出瀝水，裝入保鮮袋，每袋1 kg，滅菌；冷卻后接入棘孢木霉孢子懸液，置于25 ℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)2～3周；待長(zhǎng)滿(mǎn)孢子后，加無(wú)菌水沖洗，濾除麥粒。濾液中加入10%的滑石粉，混合后粉碎、抽濾和干燥，制成棘孢木霉分生孢子粉劑。棘孢木霉分生孢子菌劑濃度為2.8×107cfu/g，按照試驗(yàn)要求計(jì)算應(yīng)用劑量。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1苗期試驗(yàn)

2019年4—8月，在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教學(xué)基地塑料大棚內(nèi)開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)研究。將滅菌土裝入塑料材質(zhì)的育苗盤(pán)(34.5 cm×24 cm×11 cm)中，將不同濃度棘孢木霉分生孢子菌劑拌入裝有滅菌土的育苗盒中。播種催芽處理后的黃瓜種子，每盤(pán)播80粒，出苗后選留50株。播種后每隔2 d澆施一次無(wú)菌水，每盤(pán)澆施1 000 mL，保持黃瓜正常生長(zhǎng)狀態(tài)。

試驗(yàn)共設(shè)置6個(gè)處理：(1)接種濃度為103cfu/g棘孢木霉菌劑(T1)；(2)接種濃度為104cfu/g棘孢木霉菌劑(T2)；(3) 接種濃度為105cfu/g棘孢木霉菌劑(T3)；(4)接種濃度為106cfu/g棘孢木霉菌劑(T4)；(5)接種濃度為107cfu/g棘孢木霉菌劑(T5)；(6)接種無(wú)菌水(CK)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理接種4盤(pán)，重復(fù)3次。

在黃瓜播種后30 d取其植株，每個(gè)處理選取30株(每個(gè)重復(fù)10株)，用于測(cè)定黃瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)和物質(zhì)積累量指標(biāo)，計(jì)算根冠比和壯苗指數(shù)；在黃瓜播種后15 d和30 d取其植株，每個(gè)處理選取30株，用于測(cè)定黃瓜幼苗生理指標(biāo)。

1.3.2成株期盆栽試驗(yàn)

盆栽土壤為當(dāng)?shù)卮筇锊莸楹阝}土(土壤基本農(nóng)化狀況：堿解氮量為103.7 mg/kg，速效磷含量為21.4 mg/kg，速效鉀含量為189.6 mg/kg，土壤pH為7.88，土壤有機(jī)質(zhì)含量為3.12%)。

盆栽的塑料桶產(chǎn)自河北乾元塑料制品有限公司，塑料桶上口徑30 cm，下口徑27 cm，高度 30 cm，容積為20 L。將15 kg沙土比例為1∶2(體積比)的混合物裝入塑料桶中(距離上口邊緣7 cm)，同時(shí)每桶均勻混入1.5 g磷酸二胺、4.5 g硫酸鉀和 7.5 g 尿素，將土肥混拌均勻并壓實(shí)。

試驗(yàn)采用盆栽隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共6個(gè)處理，試驗(yàn)設(shè)置同1.3.1，各處理均設(shè)置20桶(設(shè)為一個(gè)小區(qū))，3次重復(fù)。小區(qū)內(nèi)部桶之間間隔設(shè)為30 cm，各個(gè)重復(fù)之間間隔距離為70 cm。

2019年4月15日在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)教學(xué)基地塑料大棚內(nèi)播種，每個(gè)塑料桶播種12粒催芽后的黃瓜種子，出苗后選留6 株。播種后每隔2 d澆施一次無(wú)菌水，以保持桶內(nèi)土壤濕潤(rùn)為宜。二葉一心期，每桶留2株幼苗。正常田間管理，及時(shí)吊蔓，單蔓整枝，防治病蟲(chóng)害。

果實(shí)收獲后，每個(gè)處理隨機(jī)選取10個(gè)果實(shí)，利用果實(shí)混合樣品測(cè)定品質(zhì)指標(biāo)；同時(shí)，每個(gè)處理再隨機(jī)選取10個(gè)果實(shí)，進(jìn)行果實(shí)單瓜重測(cè)定。

1.4 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)與方法

1)形態(tài)指標(biāo)測(cè)定：株高：植株的莖基部到生長(zhǎng)點(diǎn)之間的距離，用直尺測(cè)定；莖粗：植株子葉節(jié)下1 cm處粗度，用游標(biāo)卡尺測(cè)定；葉面積：用剪紙稱(chēng)重法測(cè)定[15]。

2)物質(zhì)積累量指標(biāo)測(cè)定：利用清水反復(fù)沖洗植株，再用吸水紙吸干，按照地上部與地下部分開(kāi)后測(cè)其鮮重；然后將鮮樣在105 ℃殺青15 min后，在 70 ℃ 烘至恒重，用1/1 000電子天平分別測(cè)定地上部與地下部干重。

根冠比參照段雪婷等[16]計(jì)算方法，利用下面公式進(jìn)行計(jì)算：

根冠比=地下部鮮重÷地上部鮮重

(1)

壯苗指數(shù)參照劉爽等[17]計(jì)算方法，利用下面公式進(jìn)行計(jì)算：

壯苗指數(shù)=(莖粗/株高+地下部干重/
地上部干重)×全株干重

(2)

3)生理指標(biāo)測(cè)定：葉綠素含量：丙酮乙醇法[18]；根系活力：α-萘胺氧化法[19]；硝態(tài)氮含量：酚二磺酸法[20]；硝酸還原酶(NR)活性：活體分光光度法[21]；可溶性糖含量：蒽酮比色法[22]；可溶性蛋白含量：考馬斯亮蘭G-250染色法[23]。

4)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定：可溶性糖和可溶性蛋白含量：同3)方法；維生素C含量：碘量法[24]；可溶性固形物含量：阿貝爾折光儀測(cè)定法。

5)產(chǎn)量指標(biāo)測(cè)定：?jiǎn)喂现兀河镁葹?.01 g的電子天平測(cè)定，計(jì)算其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；畝產(chǎn)量: 按照每畝地栽培3 000株黃瓜，計(jì)算其理論畝產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用 DPS 7.05 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和方差分析，不同處理間數(shù)據(jù)的多重比較采用Duncan新復(fù)極差法檢驗(yàn)(P<0.05)；采用Excel 2007軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜幼苗形態(tài)建成和物質(zhì)積累指標(biāo)的影響

由表1可知，在黃瓜播種后30 d，103、104、105、106和107cfu/g棘孢木霉菌劑處理下黃瓜幼苗形態(tài)建成指標(biāo)和物質(zhì)積累指標(biāo)均顯著高于CK，其中T4即106cfu/g棘孢木霉菌劑處理對(duì)黃瓜幼苗株高、莖粗、葉面積、全株鮮重、全株干重、根冠比和壯苗指數(shù)促進(jìn)效果最好，分別比CK提高了72.01%、53.09%、107.59%、99.06%、221.43%、138.18%和212.00%，說(shuō)明適宜濃度的棘孢木霉菌劑處理對(duì)幼苗形態(tài)建成和物質(zhì)積累具有促進(jìn)作用。

2.2 棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜幼苗總?cè)~綠素含量和根系活力的影響

由圖1可知，在黃瓜播種后15 d和30 d，棘孢木霉菌劑不同處理下黃瓜幼苗總?cè)~綠素含量和根系活力均顯著高于CK。在黃瓜播種后15 d，黃瓜幼苗總?cè)~綠素含量和根系活力均隨處理濃度增加呈先升高后降低趨勢(shì)，T3即105cfu/g棘孢木霉菌劑處理對(duì)黃瓜幼苗總?cè)~綠素含量和根系活力促進(jìn)效果最好，但T3、T4和T5處理之間差異不顯著，T3、T4和T5總?cè)~綠素含量分別比CK增加91.87%、88.12% 和86.70%，而根系活力則分別比CK增加37.41%、36.47%和35.66%。在黃瓜播種后30 d，棘孢木霉菌劑不同處理下黃瓜幼苗總?cè)~綠素含量和根系活力均比播種后15 d有所提高，其中T4促進(jìn)效果最好，當(dāng)濃度再升高，總?cè)~綠素含量和根系活力均呈下降趨勢(shì)。T4總?cè)~綠素含量和根系活力均顯著高于T3，T3和T4總?cè)~綠素含量分別比CK增加50.85%和69.08%，而根系活力則分別比CK增加58.21%和74.03%。綜上說(shuō)明，在黃瓜幼苗生長(zhǎng)初期，T3對(duì)葉綠素和根系活力具有積極的影響；但隨著生長(zhǎng)周期推移，T4對(duì)葉綠素和根系活力的促進(jìn)作用表現(xiàn)更為明顯，為后期產(chǎn)量和品質(zhì)形成奠定了基礎(chǔ)條件。

2.3 棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜幼苗葉片可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的影響

由圖2可知，在黃瓜播種后15 d和30 d，棘孢木霉菌劑不同處理下黃瓜幼苗葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量均顯著高于CK。在黃瓜播種后15 d，棘孢木霉菌劑處理下黃瓜幼苗葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量變化規(guī)律與總?cè)~綠素含量變化規(guī)律一致，T3促進(jìn)效果最好，但T3、T4和T5之間差異不顯著，T3、T4和T5幼苗葉片可溶性糖含量分別比CK增加125.73%、111.17%和106.91%，而可溶性蛋白含量則分別比CK增加134.16%、128.31%和124.37%。在黃瓜播種后30 d，棘孢木霉菌劑不同處理下黃瓜幼苗葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量均比播種后15 d有所提高但變化規(guī)律一致，其中T4促進(jìn)效果最好。T4可溶性糖含量與T3之間差異不顯著，T3和T4可溶性糖含量分別比CK增加70.22%和86.84%；而T4可溶性蛋白含量顯著高于T3，T3和T4可溶性蛋白含量分別比CK增加91.64%和140.35%。由此可知，適宜濃度的棘孢木霉菌劑處理對(duì)葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量具有明顯的促進(jìn)作用，糖類(lèi)物質(zhì)是新陳代謝的主要原料和貯存物質(zhì)，而可溶性蛋白質(zhì)含量與植物體總代謝密切相關(guān)。

2.4 棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜幼苗葉片硝態(tài)氮含量和硝酸還原酶(NR)活性的影響

由圖3(a)可知，與CK相比，在黃瓜播種后15 d，棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜幼苗葉片硝態(tài)氮含量增加具有促進(jìn)作用，其中T3促進(jìn)作用最顯著，但T3、T4和T5之間差異不顯著，T3、T4和T5硝態(tài)氮含量分別比CK增加168.00%、166.00%和162.00%。在黃瓜播種后30 d，與15 d相比，CK與棘孢木霉菌劑處理黃瓜幼苗葉片硝態(tài)氮含量均有所提升。與CK相比，在黃瓜播種后30 d，T4對(duì)硝態(tài)氮含量促進(jìn)作用最顯著，但T3、T4和T5之間差異不顯著，T3、T4和T5硝態(tài)氮含量分別比CK增加219.54%、248.28%和235.63%。

CK，無(wú)菌水；T1，103 cfu/g棘孢木霉菌劑；T2，104 cfu/g棘孢木霉菌劑；T3，105 cfu/g棘孢木霉菌劑；T4，106 cfu/g棘孢木霉菌劑；T5，107 cfu/g棘孢木霉菌劑。下同。CK， Sterile water； T1， 103 cfu/g T. asperellum agents； T2， 104 cfu/g T. asperellum agents； T3， 105 cfu/g T. asperellum agents； T4， 106 cfu/g T. asperellum agents； T5， 107 cfu/g T. asperellum agents.The same below.圖中正負(fù)誤差線表示標(biāo)準(zhǔn)差大小。不同小寫(xiě)字母表示在同一時(shí)期各處理之間差異顯著(P<0.05)。下同。Values in the chart are standard error. Different lowercase letters in the same period indicate that the difference reach a significant level (P<0.05)among different treatments. The same below．圖1 棘孢木霉菌劑對(duì)播種后15 d和30 d黃瓜幼苗總?cè)~綠素含量(a)和根系活力(b)的影響Fig.1 Effect of T. asperellum agents on total chlorophyll content (a) and root activity (b) of cucumber seedlings at 15 and 30 days after sowing

圖2 棘孢木霉菌劑對(duì)播種后15 d和30 d黃瓜幼苗可溶性糖(a)和可溶性蛋白(b)含量的影響Fig.2 Effect of T. asperellum agents on soluble sugar (a) and soluble protein (b) content of cucumber seedlings at 15 and 30 days after sowing

由圖3(b)可知，在黃瓜播種后15 d和30 d，棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜幼苗葉片NR活性增加具有促進(jìn)作用。在黃瓜播種后15 d，與CK相比，T3對(duì)NR活性的促進(jìn)作用最顯著，但T3、T4和T5之間差異不顯著，T3、T4和T5 NR活性分別比CK增加47.66%、44.89%和43.19%。在黃瓜播種后30 d，與15 d相比，CK與棘孢木霉菌劑處理黃瓜幼苗葉片NR活性均有所提升。與CK相比，在黃瓜播種后30 d，T4對(duì)NR活性促進(jìn)作用最顯著，T4顯著高于T3，T3和T4 NR活性分別比CK增加34.06%和55.64%。

由此可知，適宜濃度的棘孢木霉菌劑處理對(duì)葉片硝態(tài)氮含量和NR活性具有明顯的促進(jìn)作用，在黃瓜幼苗播種后30 d即生長(zhǎng)后期，T4對(duì)硝態(tài)氮含量和NR活性有積極影響。而NR是一種限速酶，參與植物氮代謝途徑并調(diào)節(jié)硝酸鹽同化，對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要的影響；植物葉片硝態(tài)氮含量與光合作用關(guān)系密切，直接影響光合速率。

圖3 棘孢木霉菌劑對(duì)播種后15 d和30 d黃瓜幼苗葉片硝態(tài)氮含量(a)和硝酸還原酶活性(b)的影響Fig.3 Effect of T. asperellum agents on nitrate nitrogen content (a) and nitrate reductase activity (b) of cucumber seedlings at 15 and 30 days after sowing

2.5 棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

由表2可知，103、104、105、106和107cfu/g棘孢木霉菌劑處理下黃瓜果實(shí)可溶性糖、維生素C、可溶性蛋白和可溶性固形物含量均顯著高于CK。T4處理下黃瓜果實(shí)可溶性糖、維生素C、可溶性蛋白和可溶性固形物含量分別比CK增加了78.43%、31.55%、38.47%和8.63%；黃瓜單瓜重和產(chǎn)量分別增加了25.90%和26.20%，說(shuō)明T4即106cfu/g棘孢木霉菌劑處理對(duì)黃瓜果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)促進(jìn)效果最好。當(dāng)菌劑濃度再升高，黃瓜品質(zhì)指標(biāo)和產(chǎn)量呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明適宜棘孢木霉菌劑處理對(duì)黃瓜品質(zhì)和產(chǎn)量建成具有促進(jìn)作用。

3 討 論

木霉在土壤中可以快速傳播，長(zhǎng)期存活在植物根系表面并分泌多種化合物[25]，對(duì)植物生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用。許多研究表明，木霉菌不僅能促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)，而且可以提高植株生理代謝水平[26]。Pan等[27]研究表明，黃柏(Malus hupehensis Rehd.)施用木霉后的植株鮮重、干重、株高和株徑分別提高了186.3%、205.9%、58.8%和33.2%，細(xì)根總長(zhǎng)度、總細(xì)根表面積、總細(xì)根體積和細(xì)根尖數(shù)分別增加147.2%、225.9%、298.5%和331.3%；Myo等[28]研究表明，綠色木霉Tv 911促進(jìn)了日本芥菜、番茄和蘿卜生長(zhǎng)，其中芥菜和番茄株高分別提高16.22%和50.26%，而蘿卜鮮枝和根重分別增加了23.83%和58.86%。這是因?yàn)槟久雇ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)植物生理生化代謝過(guò)程，影響植物幼苗的生長(zhǎng)狀態(tài)[29]，從而具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用[30]，這些作用的發(fā)揮與根系活力和葉綠素密切相關(guān)[31-32]。朱忠彬等[33]研究發(fā)現(xiàn)，短短芽孢桿菌(Brevibacillusbrevis)DZQ3能夠誘導(dǎo)煙草的根系活力，提高葉綠素含量。經(jīng)過(guò)DZQ3處理后煙草的根系活力和葉綠素含量分別高出對(duì)照 38.34%和17.03%；煙株鮮重比對(duì)照增加38.48%，各生長(zhǎng)期相比于對(duì)照均表現(xiàn)出一定的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)。宋玉娟[34]研究發(fā)現(xiàn)，煙草經(jīng)過(guò)1×108spores/mL棘孢木霉處理后，煙草葉綠素含量和根系活力比對(duì)照分別增加了57.46%和50.82%。本研究發(fā)現(xiàn)，棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜幼苗形態(tài)建成和物質(zhì)積累均有不同程度的促進(jìn)作用，葉綠素含量和根系活力分別高出對(duì)照69.08%和74.03%，與前人研究結(jié)果相類(lèi)似。

在高等植物中，滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)可有效維持植物體細(xì)胞滲透平衡，提高植物生物抗性[35]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量均有不同程度的積極影響，一方面這些物質(zhì)可作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)；另一方面它們還可作為細(xì)胞內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，起著調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透平衡、增強(qiáng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和減少組織氧自由基產(chǎn)生的重要作用[36]。因此這些物質(zhì)含量的提高，可以增強(qiáng)細(xì)胞的持水力，穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)，減少植物脅迫條件下細(xì)胞的致死機(jī)會(huì)[37]。植物葉片硝態(tài)氮含量是作物氮素同化和利用的主要指標(biāo)，NR的活性高低直接影響植物體對(duì)氮素營(yíng)養(yǎng)的利用效果，對(duì)作物品質(zhì)和產(chǎn)量也會(huì)產(chǎn)生一定的影響[38]。本研究表明，棘孢木霉菌劑處理能通過(guò)促進(jìn)黃瓜對(duì)硝態(tài)氮的吸收，提高硝態(tài)氮的含量，而NR活性與硝態(tài)氮的變化呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，硝態(tài)氮含量增加，NR活性也隨之增加[39]，從而促進(jìn)植物同化和還原氮素，利于黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。

根系作為植物的主要器官之一，具有吸收、分泌和感知等多種重要的生理功能[40]，因此，強(qiáng)大的根系對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)形成具有重要的積極意義，而根系具體形態(tài)指標(biāo)的變化規(guī)律直接影響植物的生長(zhǎng)狀態(tài)。周曉馥等[41]研究發(fā)現(xiàn)，哈茨木霉菌液灌根處理的黃瓜幼苗植株，光合參數(shù)均有顯著提高，根系形態(tài)學(xué)指標(biāo)如根尖數(shù)、分支數(shù)和交叉數(shù)也明顯髙于對(duì)照組植株，表現(xiàn)出了其根系龐大，分支較多的特點(diǎn)；其總根體積和總根表面積也較對(duì)照組有了明顯增加，總根體積和總根表面積的增加有利于根從更廣闊的土壤中獲取養(yǎng)分和水分，此結(jié)果與胡潔等[42]研究得出哈茨木霉通過(guò)增強(qiáng)根系活力來(lái)達(dá)到對(duì)茄子幼苗的促生作用相一致，說(shuō)明哈茨木霉能夠通過(guò)對(duì)根系的影響來(lái)促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育。本研究中僅對(duì)根系鮮重、根系干重和根系活力進(jìn)行了研究，在后續(xù)試驗(yàn)中，將對(duì)根長(zhǎng)、根表面積和根生長(zhǎng)速率等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步充實(shí)棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)的促生機(jī)理。

4 結(jié) 論

施用量為106cfu/g的棘孢木霉菌劑對(duì)黃瓜生長(zhǎng)后期植株生長(zhǎng)及生理代謝促進(jìn)效果最好，過(guò)高或過(guò)低的菌劑用量均不利產(chǎn)量和品質(zhì)形成。