宋 珂，楊 震，楊佩箐，劉 凡，琚淑明

（徐州工程學(xué)院，江蘇 徐州 221000）

0 引 言

花生又名落花生，目前世界上已有100 多個國家將其作為油料作物與經(jīng)濟(jì)作物，其中亞洲最為普遍[1]?；ㄉ土扛哌_(dá)50%，是我國主要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，終年種植面積約460 萬hm2左右。同時我國也是花生最大的生產(chǎn)國與出口國，占全球花生出口量39.6%，其中70%以上的花生集中產(chǎn)區(qū)分布于干旱、半干旱地區(qū)的古河道故道、丘陵坡地等地[3]。雖然花生屬于抗旱耐堿的固氮植物，但是種植地干旱缺水、土壤肥力低下、土壤鹽堿化以及其他生物脅迫仍是目前制約花生高效生產(chǎn)的主要因素[4]。目前我國花生減產(chǎn)的主要原因有兩類：一類為環(huán)境氣候的脅迫造成減產(chǎn)，另一類為遭受病蟲害侵害造成減產(chǎn)，傳統(tǒng)的解決辦法多為工業(yè)化肥施用或噴施藥物，但作用效果低下且容易破壞生態(tài)環(huán)境。

隨著科技的不斷發(fā)展，國內(nèi)外眾多研究學(xué)者將目光轉(zhuǎn)向了生態(tài)防治的領(lǐng)域上。從1886 年德國學(xué)者赫爾利格爾發(fā)現(xiàn)根瘤菌及其應(yīng)用功能伊始，功能菌種作為肥料調(diào)節(jié)作物產(chǎn)量的研究愈發(fā)蓬勃。近年來隨著生態(tài)環(huán)境資源的日益緊張和人們對于生態(tài)保護(hù)越發(fā)重視，通過植物根際促生菌達(dá)到作物增產(chǎn)及生物防治已然成為趨勢。就我國來看，微生物肥料的研究自張憲武研制的根瘤菌菌劑推出市場至今已有70 多年歷史，近幾十年來微生物肥料的研究也得到了國家的大力支持，中央財政自2016 年啟動了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“化學(xué)肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)”試點(diǎn)專項，此外關(guān)于菌種肥料的研究也帶動了諸多相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展完善。

1 花生根際促生菌研究現(xiàn)狀

近年來，國際上將植物土壤中對植物有益的根際細(xì)菌統(tǒng)稱為植物根際促生菌，其定義為生長在植物根際土壤中或定殖于植物的根莖葉中，至少具備促進(jìn)植物對土壤中生長元素吸收（如固氮、溶磷、產(chǎn)鐵載體）、促進(jìn)植物生長（如分泌植物生長素（IAA）等）或提高植物抗性其中之一能力的一類有益細(xì)菌[5-6]。

按照PGPR 的功能可將其分為產(chǎn)鐵載體細(xì)菌、分泌IAA 細(xì)菌、固氮菌、解鉀菌、溶磷菌和具ACC 脫氫酶活性菌。此外，近年來關(guān)于植物根際菌群中真菌(例如叢枝菌根真菌、曲霉等)對于植物的促生作用的研究也表明真菌對于植物有促生、防治病蟲害以及解毒等作用[7]。

PGPR 作為可再生低污染的植物促生與病蟲害防治資源自被發(fā)現(xiàn)起一直處于各國相關(guān)研究學(xué)者的視線中，以各種方向與手段不斷開發(fā)研究其功能與類型。眾多研究表明，PGPR 不僅能夠促進(jìn)花生耐鹽生長，而且能夠抵抗土地鹽堿化造成的鹽脅迫。SHARMA 等[8]在研究中發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫下，接種PGPR的花生幼苗能夠保持離子穩(wěn)態(tài)，積累較少的活性氧（ROS），并顯示出增強(qiáng)的生長勢。同時CHAUDHARY等[9]在檢驗(yàn)接種了從鹽生植物中分離的PGPR 對大田種植花生中原生土壤微生物群落影響的研究中，闡述了PGPR 顯著影響和提高了土壤中養(yǎng)分(N、P、K和Fe)的有效性。

目前已鑒定出多種不同種屬的PGPR 菌株，主要種類包括芽孢桿菌屬和假單胞菌屬，但在許多植物的根圍占據(jù)絕對優(yōu)勢的則是熒光假單胞菌(其菌群占比可達(dá)60%～93%)，此外還有其他不同菌種。

表1 我國現(xiàn)有注冊花生根際促生菌種類

2 花生根際促生菌應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 花生應(yīng)用菌劑登記數(shù)量

我國花生根際促生菌的研究起步相對較晚，應(yīng)用方式多為復(fù)合制作為菌劑施加。從2006 年我國國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會與國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局發(fā)布《農(nóng)用微生物菌劑》國家標(biāo)準(zhǔn)對微生物肥料進(jìn)行管理等級制度以來，截至2020 年12 月28 日在農(nóng)業(yè)部微生物肥料質(zhì)檢中心中登記的菌種肥料注冊共9 161種，其中作用于花生的菌劑共359 種。自2000 年以來登記數(shù)量平穩(wěn)緩慢增加，2018 年出現(xiàn)突發(fā)式大量增加后2019 年又出現(xiàn)回落（圖1）。

2.2 我國注冊花生應(yīng)用菌劑類型

從作用對象上來看，注冊菌劑多為廣譜性菌種肥料，其適用作物涵蓋稻谷類作物、經(jīng)濟(jì)作物、瓜果蔬菜以及花卉產(chǎn)品，其中蔬菜類作物為常作用作物類型最多的作物有234 種，占廣譜肥料的55%（圖2）。

圖1 我國注冊花生應(yīng)用菌劑登記數(shù)量統(tǒng)計

圖2 我國注冊花生應(yīng)用菌劑常作用作物類型統(tǒng)計

從產(chǎn)品形態(tài)上來看以粉劑產(chǎn)品為主占42%，其次是液體產(chǎn)品(30%)和顆粒產(chǎn)品(28%)。從注冊產(chǎn)品類別上來看微生物菌劑最多占51%，其次為生物有機(jī)肥(30%)和復(fù)合微生物肥料(29%)。

圖3 我國注冊花生應(yīng)用菌劑類型統(tǒng)計

2.3 我國注冊花生應(yīng)用菌劑菌種應(yīng)用頻次

在現(xiàn)有的注冊菌劑中有效菌種中對于芽孢桿菌的應(yīng)用最大，其中應(yīng)用頻次最高的為枯草芽孢桿菌（222 次），另外真菌（如細(xì)黃鏈霉菌、釀酒酵母、少孢酵母等）也多次被應(yīng)用于生物菌肥之中（54 次）。應(yīng)用功能中最多被提到的是解鉀，其次是解磷。另外還有一些本身沒有促生作用的菌種也值得注意，例如解脂假絲酵母等在菌劑中的功能為調(diào)節(jié)復(fù)合菌群的穩(wěn)定以及為其他菌種提供植物或土壤無法提供的營養(yǎng)物質(zhì)，是制作復(fù)合微生物菌劑的關(guān)鍵。

圖4 我國注冊花生應(yīng)用菌劑菌種應(yīng)用頻次統(tǒng)計

3 延伸展望

在農(nóng)業(yè)部、國家發(fā)展改革委、科技部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、國家林草局共同印發(fā)的《“十四五”全國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》中提出：2025 年，化肥利用率達(dá)到43%以上，比2020 年提高3%，以化肥減量增效為重點(diǎn)，有機(jī)肥替代推動，推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品加工綠色轉(zhuǎn)型，發(fā)展生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)。PGPR 因?yàn)槠鋵χ参锏拇偕Чc有機(jī)肥結(jié)合制成生物肥料則能夠大大減少化肥的使用，在循環(huán)農(nóng)業(yè)和綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮出巨大作用。

我國是花生的種植與出口主產(chǎn)區(qū)，種植面積范圍廣大。我國目前關(guān)于花生相關(guān)的PGPR 研究應(yīng)用功能單一，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用少見報道，且多為單一菌種作為菌劑施用，少有復(fù)合施用或人工構(gòu)建花生PGPR 菌群的相關(guān)研究。在目前國內(nèi)微生物肥料大發(fā)展的形勢下，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)相關(guān)方面的基礎(chǔ)研究，使花生根際PGPR 研發(fā)制作微生物肥料的發(fā)展邁入一個嶄新的時代，為中國的環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。