CN115011353A - 棘孢木霉在修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了棘孢木霉在修复盐碱农田土壤中和/或促进植物生长中的应用，属于盐碱农田修复和微生物技术领域。所述棘孢木霉在修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长中的应用中，将棘孢木霉菌剂施用于盐碱农田土壤中，能够提高土壤养分和生物酶活性，缓解了盐碱土壤对玉米生长的影响；同时，所述棘孢木霉菌剂能够增强玉米叶片光合作用特性，提高盐碱农田玉米产量，显著缓解吐丝后盐碱胁迫对玉米叶片Fv/Fm和Y(II)的负面影响，使叶绿素含量保持在较高水平，从而提高光合速率，最终提高玉米产量。棘孢木霉菌剂可以有效的充当玉米生长促进真菌，缓解盐碱胁迫。

Description

棘孢木霉在修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长中的应用
技术领域
本发明涉及盐碱农田修复和微生物技术领域，特别涉及棘孢木霉在修复盐碱农田土壤中和/或促进植物生长中的应用。
背景技术
土壤盐碱化是全世界共同面对的严重问题之一，相关统计表明，目前全球约有超过9.54亿公顷的盐碱土壤，并逐年递增。土壤中过多的盐分影响植物的生理生化过程的各个阶段，导致生长受抑、生物量减少、作物减产。黑龙江省是我国最主要的玉米(Zea maysL.)产区之一，该地区也是盐碱地集中分布区之一，盐碱地面积约2.882×106hm2，盐碱土壤理化性质非常差，严重制约该地区粮食产量。玉米对盐碱土壤具有中等敏感性，且不同品种耐受性有所不同，在盐碱土壤上生长，其产量可降低20％左右。土壤中的一切生物化学反应，都是在酶的参与下进行的，土壤酶活性反映了土壤中进行的各种生物化学过程的强度和方向。土壤酶活性对农田的管理利用方式、土壤养分特征具有高度敏感性，因此土壤酶活性作为土壤健康状况变化的敏感因子受到越来越多的重视。
光合作用是植物体内最重要的生理过程，作物产量的90％直接来源于光合作用产生的有机物。大量研究表明，盐碱胁迫对植物的光合作用影响最为突出，能够显著降低光合速率，产生光抑制现象，最终导致植物减产甚至死亡，其中，光系统II(PSII)对逆境胁迫较为敏感，更容易受到盐碱胁迫的抑制，主要由于盐碱胁迫导致水势下降从而引起渗透胁迫，最终导致光合电子传递链中过度还原，进而产生光氧化损伤。研究发现，盐碱胁迫下玉米叶片的可变荧光与最大荧光产量比值(Fv/Fm)和可变荧光与初始荧光比值(Fv/F0)显著下降，说明玉米PSII的结构受到伤害(参见“Beneficial role of spermidine in chlorophyllmetabolism and D1 protein content in tomato seedlings under salinity–alkalinity stress,Hu L,PhysiologiaPlantarum,2016,468-477”)。盐碱胁迫导致光合色素含量降低，其影响程度与植物的耐性有关，耐盐碱植物的叶绿素含量比盐碱敏感的植物含量高(参见“Evaluation ofsome nutritional and biochemical indicators inselecting salt-resistant tomato cultivars,M Juan,Experimental Botany,2005,193-201”)。
植物根际栖息着大量的有益微生物，它们通过不同的方式促进植物根系生长并诱导植物产生防御反应，增强对外界环境的抵抗能力，是植物和土壤之间养分交换的重要部位。木霉菌作为一种重要的生防真菌，其在土壤中可快速传播，强势定殖并能长期存活在作物根系表面，在作物及土壤中增殖并形成有效群体，促进根系生长及分泌多种化合物，诱导植物产生局部或系统抗性，木霉菌有很强的能力调动和吸收土壤养分，从而使其比许多其他土壤微生物更有效率和竞争力，从而有效改善土壤结构，提高作物的养分利用率，促进作物生长。研究分析盐水灌溉条件下，哈茨木霉Trichoderma harzianum显著缓解了盐度对番茄生长的影响，并对土壤中有效磷浓度产生积极影响，可有效降低磷肥施用量(参见“Effectiveness ofTrichoderma harzianum in soil and yield conservation oftomato crops under saline irrigation,Daliakopoulos I N,Catena,2019,144-153”)；此外，还有研究报道指出，哈茨木霉菌参与促进黄瓜生长和对环境胁迫的耐受性(参见“Trichoderma harzianum mitigates salt stress in cucumber via multipleresponses,Zhang F L,Ecotoxicology and Environmental Safety,2019,436-445”)。
木霉菌已经在世界范围内被用作植物生长促进剂且得到广泛深入的研究，但目前主要应用于一些园艺作物以促进其生长。然而，很少有研究关注外源施用木霉对盐碱地玉米根际土壤养分的活化效果及促生作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供棘孢木霉在修复盐碱农田土壤中和/或促进植物生长中的应用。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了棘孢木霉在修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长中的应用。
优选的，所述植物包括的玉米；所述盐碱农田土壤包括含盐量为1～2.5g/kg的盐碱农田土壤。
优选的，所述修复盐碱农田土壤为增加盐碱农田土壤养分和/或提高盐碱农田土壤生物酶活性。
优选的，所述促进植物生长包括促进植物叶片光合特性和/或提升幼苗素质。
本发明提供了一种修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长的棘孢木霉菌剂，所述棘孢木霉菌剂的有效成分包括棘孢木霉ACCC30536；所述菌剂中分生孢子浓度至少为1.5×108个/g。
优选的，所述菌剂由所述棘孢木霉ACCC30536菌株进行活化得到；所述活化的方法包括：将棘孢木霉ACCC30536分生孢子接种于固体培养基中，25℃～28℃培养5～8d，获得活化分生孢子；将所述活化分生孢子与水混合，得到高浓度孢子悬液作为棘孢木霉菌剂。
本发明还提供了一种修复盐碱农田土壤的方法，包括以下步骤：
将上述技术方案所述棘孢木霉菌剂与水混合得到棘孢木霉菌悬液，利用所述棘孢木霉菌悬液进行喷灌。
优选的，所述棘孢木霉菌剂与水混合的比例为0.7g～1.4g:200mL。
优选的，所述喷灌的方式包括在玉米苗期进行灌根。
优选的，所述灌根的方法包括将所述棘孢木霉菌悬液浇于植物根际，每株浇施200mL，用土进行覆盖。
有益效果：
本发明提供的棘孢木霉在修复盐碱农田土壤中和促进植物生长中的应用。将棘孢木霉ACCC30536菌剂施用于盐碱农田土壤中，能够提高土壤中的养分，促进植物生长。本发明提供的棘孢木霉ACCC30536菌剂施用于盐碱农田玉米根系，能够增加土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的平均含量，同时，能够提高土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性，从而缓解了盐碱土壤对玉米生长的影响；同时所述棘孢木霉菌剂可以增强玉米叶片光合速率和叶绿素相关参数，提高盐碱农田玉米产量；另外所述棘孢木霉菌剂还可以提升玉米幼苗的素质，促进同时期幼苗的株高、地上干重、地下干重，提高玉米幼苗的叶片及根系含水量，提高幼苗的光合作用强度等。实施例结果表明：玉米根际土壤检测结果表明，进行棘孢木霉菌剂处理玉米根际土壤养分得到了显著提高同时显著提高了玉米根际土壤酶活性，进而促进盐碱土壤养分活化，缓解盐碱土壤对玉米的胁迫效应，为玉米生长提供良好的土壤环境。玉米叶片光合特性测定结果表明，施用棘孢木霉菌剂能够提高玉米叶面积指数，提高光合作用速率，增加叶绿素含量和叶绿素荧光参数等。对幼苗生长指标进行测定结果表明，棘孢木霉菌剂处理组能够显著提高同时期玉米幼苗的株高、地上干重、地下干重和叶片及根系含水量，提高幼苗的光合作用强度，从而提升玉米幼苗素质。综上，棘孢木霉菌剂在盐碱土壤条件下提高了土壤酶活性，促进土壤养分活化，促进了玉米的生长。并且，棘孢木霉菌剂处理显著缓解了吐丝后盐碱胁迫对玉米叶片Fv/Fm和Y(II)的负面影响，使叶绿素含量保持在较高水平，从而提高光合速率，最终提高玉米产量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为棘孢木霉菌对玉米叶面积指数的影响。
图2为棘孢木霉对玉米叶片净光合速率(Pn)的影响。
图3为棘孢木霉菌对玉米叶片叶绿素含量的影响。
图4棘孢木霉菌对玉米叶片叶绿素荧光参数的影响；其中，图4-1为棘孢木霉对玉米叶片F0的影响；图4-2为棘孢木霉对玉米叶片Fv/Fm的影响；图4-3为棘孢木霉对玉米叶片Y(II)的影响。
具体实施方式
本发明提供了棘孢木霉在修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长中的应用。
在本发明中，所述植物优选为玉米，进一步优选为生长于盐碱农田中的玉米。本发明中所使用的玉米品种为先玉335。在本发明中，所述盐碱农田土壤优选为含盐量为1～2.5g/kg的盐碱农田土壤；进一步优选为含盐量平均值为1.24g/kg的苏打盐碱土壤；更优选为盐碱农田玉米根际土壤。
在本发明中，所述修复盐碱农田土壤优选为增加盐碱农田土壤养分和/或提高盐碱农田土壤生物酶活性。本发明所述增加盐碱农田土壤养分优选为增加土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾中的一种或多种，更优选为增加土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾。在本发明中，所述提高盐碱农田土壤生物酶活性优选为提高土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性、蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性中的一种或多种，更优选为提高土壤脲酶活性、碱性磷酸酶活性、蔗糖酶活性和过氧化氢酶活性。
本发明将棘孢木霉用于促进植物生长，能够促进植物叶片光合特性和/或提升幼苗素质。在本发明中，所述促进植物叶片光合特性具体为增强叶片光合速率和/或叶绿素荧光参数；更具体为同时增强叶片光合速率和叶绿素荧光参数；进一步地，所述促进植物光合特性具体为增强生长于盐碱地农田中玉米的叶片光合速率和/或叶绿素荧光参数；更具体为同时增强生长于盐碱地农田中玉米的叶片光合速率和叶绿素荧光参数。在本发明中，所述提升幼苗素质具体为提高幼苗叶片含水量和根系含水量，增强幼苗叶片光合作用特性，增加幼苗的株高、地上干重和地下干重；更具体为提高盐碱地中玉米幼苗叶片含水量和根系含水量，增强盐碱地中玉米幼苗叶片光合作用特性，增加盐碱地中玉米幼苗的株高、地上干重和地下干重。在本发明中，所述棘孢木霉促进植物生长最终表现为促进盐碱地玉米产量的提高。
本发明提供了一种修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长的棘孢木霉菌剂，所述棘孢木霉菌剂的有效成分包括棘孢木霉ACCC30536；所述菌剂中分生孢子浓度至少为1.5×108个/g。
在本发明中，所述菌剂优选由所述棘孢木霉ACCC30536菌株进行活化得到。本发明所述活化方法优选包括：将棘孢木霉ACCC30536分生孢子接种于固体培养基中。在本发明中，所述固体培养基优选为PDA固体培养基；所述PDA固体培养基的组成优选为马铃薯、葡萄糖和琼脂。本发明对所述PDA培养基的来源没有特殊限制，采用本领域常规市售即可。本发明中所述PDA固体培养基能够为棘孢木霉生长提供条件，促进棘孢木霉ACCC30536菌株大量增殖。在本发明中，所述棘孢木霉ACCC30536分生孢子在固体培养基中培养的温度优选为25℃～28℃，更优选为28℃；培养的时间优选为5～8d，更优选为6d。所述培养完成后，本发明获得活化分生孢子。在本发明中所述活化分生孢子优选与水混合，得到棘孢木霉菌剂。在本发明中，所述棘孢木霉菌剂的浓度至少为1.5×108个/g，优选为1.5×108个/g～1.5×109个/g，更优选为1.5×108个/g。在本发明中，所述活化优选在无菌条件下进行。
本发明还提供了一种上述技术方案所述棘孢木霉菌剂修复盐碱农田土壤的方法，包括以下步骤：
将所述棘孢木霉菌剂与水混合得到棘孢木霉菌悬液后进行喷灌。
在本发明中，所述棘孢木霉菌剂与水混合的比例优选为0.7g～1.4g:200mL，更优选为1.4g:200mL。本发明所述喷灌的方式优选为在玉米苗期进行灌根，进一步优选为在玉米出苗15～25d进行灌根，更优选为在玉米出苗25d进行灌根。在本发明中，所述灌根的方法优选为将所述棘孢木霉菌悬液浇于植物根际，更优选为将植物根际周围的表土移开3cm厚，将所述棘孢木霉菌悬液浇于植物根际，每株浇施200mL，然后将移开的土壤重新覆盖。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的棘孢木霉在修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长中的应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
从中国农业微生物菌种保藏管理中心购买棘孢木霉ACCC30536菌株分生孢子，进行菌株活化。
菌株活化具体操作：
在无菌条件下，将棘孢木霉ACCC30536菌株分生孢子接种于PDA培养基，在28℃条件下培养6d获得大量分生孢子，将分生孢子与自来水混合配制成高浓度的孢子悬液，显微镜下计数，得到1.5×108个/g的棘孢木霉菌剂。
实施例2
取实施例1所得棘孢木霉菌剂0.7g与200mL水进行混合，得到棘孢木霉菌悬液。
实施例3
取实施例1所得棘孢木霉菌剂1.0g与200mL水进行混合，得到棘孢木霉菌悬液。
实施例4
取实施例1所得棘孢木霉菌剂1.4g与200mL水进行混合，得到棘孢木霉菌悬液。
实施例5
采用实施例2制备得到的棘孢木霉菌悬液进行以下试验，记为T1组。
试验于2018-2019年在黑龙江八一农垦大学科研基地(46°37′N 125°11′E，海拔146m)进行，试验区极端最低气温-39.2℃，最热月平均气温23.3℃，极端最高气温39.8℃，年均无霜期143d，年降水为427.5mm，年蒸发量1635mm。两年田间试验供试玉米品种为先玉335。试验地0～20cm土层土壤基本理化性质：全氮1.07g/kg、碱解氮133.78mg/kg、速效磷26.76mg/kg、速效钾161.36mg/kg、有机质29.39g/kg、pH 8.41、HCO3 -0.142g/kg、Cl-0.082g/kg、钠吸附比0.374、可溶性盐含量1.24g/kg，属于苏打盐碱土。
玉米种植密度为75000株/hm2，采用随机区组设计，该实验组设置6行区，每行长10m，宽0.7m；实验组设置3个重复；在玉米出苗后25d时进行灌根处理。灌根方法具体为：将植物根际周围的表土移开3cm厚，将实施例2制备得到的棘孢木霉菌悬液浇于植物根部，每株浇施200mL，然后将移开的土壤重新覆盖。基础肥料为：N 75kg/hm2、P2O5120kg/hm2和K2O90kg/hm2，在拔节期和大喇叭口期分别追施氮肥(46％N)75kg/hm2。在玉米两叶期进行间苗。其他田间管理措施，为防止农药对微生物群落的强烈影响，采用人工除草和杀虫(毒饵法、诱光法)。
实施例6
采用实施例3制备得到的棘孢木霉菌悬液进行以下试验，记为T2组。施肥和田间处理方式等其他处理同实施例5。
实施例7
采用实施例4制备得到的棘孢木霉菌悬液进行以下试验，记为T3组。施肥和田间处理方式等其他处理同实施例5。
对比例1
不进行棘孢木霉菌悬液的灌根处理，记为Con组。施肥和田间处理方式等其他处理同实施例5。
应用例1
对实施例5、7和对比例1中的玉米根际土壤进行检测。
1.土壤样品采集及预处理
对2018-2019年两年的玉米根际土壤进行采集和预处理。于玉米拔节期(V6)，吐丝期(R1)，吐丝后20d(DAS 20)，完熟期(R6)分别在每个处理区随机采集长势一致的玉米植株3株，小心挖出玉米根系后，采用抖根法提取根际土壤，采样深度为0-30cm，用灭菌镊子去除砂砾及作物根系等，装入无菌封口袋密封，迅速放入便携式冰盒中带回实验室，土壤过2mm筛，放于阴凉处风干，用于测定土壤养分及酶活性指标。
2.根际土壤养分及酶活性指标测定
(1)土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾测定参照鲍士旦在《土壤农化分析》中所述的方法进行，采用Excel 2019对数据进行整理，SPSS 21.0软件对测定的数据进行统计分析及差异显著性分析。结果如表1所示。
表1棘孢木霉对玉米根际土壤养分的影响
Figure BDA0003716890140000071
Figure BDA0003716890140000081
注：*和**分别代表P<0.05和P<0.01。
由表1可知，T1组和T3组木霉菌处理下玉米根际土壤养分含量均随生育期推进总体上呈升高-下降-升高的趋势，在R1时期达到最大值，而Con组玉米根际土壤养分含量随生育期推进，在R1时期达到最大值后养分含量表现为逐渐下降的趋势(无升高趋势)。与Con组相比，棘孢木霉处理显著改善了不同生育期玉米根际土壤养分，除有机质外，均具有显著的年×处理交互作用(P<0.05)。两年实验的变化规律相似，随着木霉菌的施用年限增加，玉米根际土壤养分含量呈升高趋势，除个别生育期外，T3组表现好于T1组处理。与Con组相比，2018年，T3处理下玉米全生育期内土壤有机质、碱解氮、速效磷和速效钾平均含量较Con组分别提高9.52％、10.91％、14.24％和10.92％，2019年变化趋势相似，不同浓度木霉菌处理下，土壤养分略有增幅。由此可知，进行棘孢木霉菌剂处理玉米根际土壤养分含量增幅显著高于Con组，能够有效缓解连作导致的土壤肥力降低。
(2)土壤脲酶活性、蔗糖酶(转化酶)活性、过氧化氢酶活性、碱性磷酸酶活性测定参照关松荫在《土壤酶及其研究法》中的测定方法进行，采用Excel 2019对数据进行整理，SPSS 21.0软件对测定的数据进行统计分析及差异显著性分析。结果如表2所示。
表2棘孢木霉对玉米根际土壤酶活性的影响
Figure BDA0003716890140000091
Figure BDA0003716890140000101
注：*和**分别代表P<0.05和P<0.01。
由表2可知，与Con组相比，连续两年不同浓度棘孢木霉处理玉米根际土壤酶活性均显著提高，且年份和处理间具有显著互作效应(P<0.05)。但根际土壤酶活性在不同生育期和不同处理间存在差异，土壤脲酶活性V6时期达到最大后，呈逐渐下降趋势；不同浓度棘孢木霉处理土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性则随着生育期的推进表现为升高-下降-升高的趋势，在R1时期达到最大后开始下降，DAS20时期最低，R6时期略有回升，而Con组土壤酶活性在R1时期达到最大后逐渐下降，R6时期将至最低，T3组表现好于T1组。2018年，T3处理下玉米全生育期内土壤脲酶、碱性磷酸酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性较Con组分别平均提高了19.01％、19.91％、14.88％和14.52％，2019年不同处理间变化趋势相似，木霉菌处理下土壤酶活性均有所提高。由此可知，棘孢木霉菌剂处理能够显著提高根际土壤酶活性，进而促进盐碱土壤养分活化，缓解盐碱土壤对玉米的胁迫效应，为玉米生长提供良好的土壤环境。
应用例2
对实施例5、7和对比例1中的玉米叶片光合特性进行测定
1.叶面积指数测定
对2018-2019年两年的玉米叶片的叶面积指数进行测定。于玉米拔节期(V6)，吐丝期(R1)，吐丝后20d(DAS 20)，完熟期(R6)在每个处理选取5株生育进程一致、照光均匀的健康植株测定绿叶面积，单叶面积＝长×宽×0.75(式中0.75为校正系数)。叶面积指数(LAI)＝单株叶面积×单位土地面积内的株数/单位土地面积。叶面积指数检测结果如图1和表3所示。
表3棘孢木霉对玉米叶面积指数的影响
Figure BDA0003716890140000111
如图1和表3可以看出，随着生育时期的推进，各处理玉米叶面积指数呈现先升高后降低的单峰曲线变化趋势。从拔节期开始，玉米叶面积指数逐渐升高，在吐丝期叶面积指数达到最大值，随着生育时期的推进，玉米叶面积指数逐渐下降。与Con组相比，连续两年不同浓度棘孢木霉处理玉米叶面积指数均显著提高，但年份和处理间互作效应不显著。不同处理的玉米叶面积指数变化为T3组＞T1组＞Con组。在整个生育时期内，均以Con组处理最低，2018年和2019年T1组理平均叶面积指数较Con组分别提高13.69％和17.13％；2018年和2019年T3组理平均叶面积指数较Con组分别提高27.65％和29.20％，达到显著水平。随着生育期的进行，棘孢木霉菌剂施用能够提高玉米叶面积指数，特别在后期表现的差异更为显著，说明棘孢木霉菌剂的施用有延缓叶片衰老作用，从而影响后期叶面积指数的增加。
2.花后叶片光合速率检测
对2018-2019年两年的玉米花后叶片的光合速率进行检测。从拔节期开始在每个小区随机选取长势一致(比如高度，叶片数等田间农艺性状指标进行选择)的植株进行挂牌标记，于吐丝后10d、20d、30d、40d、50d对标记的玉米植株穗位叶进行光合速率指标测定，于晴天上午9:00～11:00统一在各小区的中间条带，利用Li-6400XTR光合仪(Li-COR Inc，USA)测定玉米穗位叶的光合速率。光合测量的叶室条件设置为1000mmol·m-2·s-1光强，380±10μmol·mol-1，温度为25℃±2℃，70％相对湿度。光合速率Photosynthetic rate(Pn)由光合仪直接导出，每个植株测量重复5次取平均值。叶片光合速率检测结果如图2和表4所示。
表4棘孢木霉对玉米叶片净光合速率(Pn)的影响
Figure BDA0003716890140000121
如图2和表4所示，随着吐丝后天数的增加，不同处理下玉米叶片光合速率逐渐降低。与对照相比，不同浓度棘孢木霉菌剂处理均显著提高玉米叶片光合速率，且年份和处理间互作差异显著(P<0.01)。不同处理的玉米叶片光合速率化表现为T3＞T1＞Con，整个生育时期内，2018年间T1和T3处理平均光合速率较Con处理分提高了9.14％和15.27％；2019年间T1和T3处理平均光合速率较Con处理分提高了13.88％和17.30％。
3.花后叶片叶绿素检测
对2018-2019年两年的花后叶片叶绿素进行检测。于吐丝后10d、20d、30d、40d、50d每个处理在试验区内随机选取5株玉米穗位叶片，采用丙酮浸提比色法测定叶绿素(Chlorophyll)含量，称取叶片鲜样0.1～0.15g，加入15ml叶绿素提取液(80％丙酮和无水乙醇等体积混合)，置于黑暗处浸提至叶片完全变白，然后分别测定其在646nm和663nm下的OD值。叶片叶绿素检测结果如图3和表5所示，玉米叶片质量、OD值及其叶绿素总量如表5-1所示。
计算公式：
叶绿素含量＝(8.04×OD663+20.29×OD645)×V/(1000×W)
V为提取液体积，W为叶片重量。
表5棘孢木霉菌对玉米叶片叶绿素含量的影响
Figure BDA0003716890140000131
表5-1玉米叶片质量、OD值及其叶绿素总量
Figure BDA0003716890140000132
Figure BDA0003716890140000141
如图3和表5所示，花后玉米叶片叶绿素含量受年份和不同处理的显著影响，但是年份和处理之间的交互作用差异不显著。随着吐丝后天数的增加，叶绿素含量逐渐减少，与对照相比，不同浓度棘孢木霉菌剂处理的玉米叶绿素含量显著提高，以T3处理的植株效果最好，2018-2019年，花后叶绿素平均含量比对照分别提高了14.69％和19.52％。
4.花后叶片叶绿素荧光参数
对2018-2019年两年的花后叶片叶绿素荧光参数进行检测。于吐丝后10d、20d、30d、40d、50d利用PAM-2500叶绿素荧光分析仪测定玉米穗位叶叶绿素荧光特性。暗适应30min后读取初始荧光F0，待F0稳定后再照射饱和脉冲光，可得最大荧光Fm，光光强设置600μmol m-2s-1，测量最大荧光(Fm')、初始荧光(F0)和稳态荧光(Fs)。系统II(PSII)最大光化学量子效率[(Fv/Fm)＝(Fm-F0)/Fm]，PSII在Y(II)光照下的实际光化学效率＝(Fm'-Fs)/Fm'。叶片叶绿素荧光参数检测结果如图4和表6所示。
表6棘孢木霉菌对玉米叶片叶绿素荧光参数的影响
Figure BDA0003716890140000151
Figure BDA0003716890140000161
由图4和表6可知，初始荧光(F0)、最大光化学量子效率Fv/Fm和Y(II)受年份和不同处理的显著影响(P<0.01)，但是年份和处理的交互作用差异不显著。其中F0值随着吐丝后天数的增加呈上升趋势，与Con组相比，棘孢木霉菌剂处理的植株F0值均降低，其中T3处理最为显著，2018-2019年，花后F0值分别降低了27.24％和32.11％。Fv/Fm和Y(II)值随着吐丝后天数的增加呈下降趋势，与对照相比，2018-2019年不同浓度棘孢木霉处理的Fv/Fm和Y(II)值均有所提高，T3组表现显著好于其他处理，其中，2018年和2019年T3组Fv/Fm的平均值较对照分别提高了20.23％和23.00％；2018年和2019年T3组Y(II)值的平均值较对照分别提高了21.86％和29.08％。
应用例3
对实施例5、7和对比例1中的玉米产量进行测定
于2018年10月2日和2019年10月3日进行玉米籽粒收获，收获时每处理均取3个30m2样方，查样方内有效穗数，人工脱粒后测定鲜粒重和含水率，折算出14％含水量下的产量，同时随机取10穗进行考种。采用Excel 2019对数据进行整理，SPSS 21.0软件对测定的数据进行统计分析及差异显著性分析。结果如表7所示。
表7棘孢木霉对玉米产量及构成因素的影响
Figure BDA0003716890140000162
Figure BDA0003716890140000171
由表7可得，与Con处理相比，连续2年不同浓度棘孢木霉施用下玉米产量显著增加，年份×处理互作效应显着(P<0.05)。产量表现为T3>T1>Con，2018年，T1组和T3组处理较Con组处理产量分别提高了6.3％和12.1％，2019年提高了8.4％和15.8％。木霉菌处理比Con组的产量优势主要来自于较高的百粒重和穗粒数，从而导致产量的显著差异。
应用例4
对实施例5～7和对比例1的幼苗生长指标进行测定
1.玉米幼苗生长状态的检测
在2018年，于施用木霉菌27d后，选取实施例5～7和对比例1中每个处理组的10株幼苗，测量其株高。将幼苗根系与根上部分离，置于105℃烘箱中杀青15min，80℃烘干至恒重，然后分别称取幼苗根系和根上部分干重，得到地下干重和地上干重。取10株幼苗所有叶片和根系，用蒸馏水清洗叶片，吸净叶表面水后称其鲜重；然后将叶片和根系置于80℃烘箱中烘至恒重，称其干重。分别根据叶片和根系的湿重和干重计算得到每株幼苗叶片和根系的相对含水量。
每株幼苗叶片相对含水量＝[(鲜叶重-干叶重)/鲜叶重]/10×100％；
每株幼苗根系相对含水量＝[(鲜根重-干根重/)/鲜根重]/10×100％。
测定得到的幼苗的株高、地上干重、叶片含水量、地下干重和根系含水量，结果如表8所示。
表8棘孢木霉菌剂对盐碱农田玉米幼苗生长的影响
Figure BDA0003716890140000172
由表8可得，T1、T2和T3相对于Con能够显著提高盐碱农田中玉米幼苗的株高、地上干重、叶片含水量、地下干重以及根系含水量。T1、T2和T3相比，随着棘孢木霉菌剂施用量的增加，对幼苗各项生理指标的影响增加更显著。
2.玉米幼苗叶片光合特性指标的检测
在2018年，于施用木霉菌27d后，在实施例5～7和对比例1中每个处理组中，利用Li-6400XTR光合仪(Li-COR Inc，USA)测定玉米幼苗光合作用参数，于9:00～11:00am进行测量，光合测量的叶室条件设置为1000mmol·m-2·s-1光强，380±10μmol·mol-1，温度为25℃±2℃，70％相对湿度。光合速率photosynthetic rate(Pn)、气孔导度Stomatalconductance(Gs)、胞间CO2浓度Intercelular CO2concentration(Ci)、蒸腾速率Transpiration rate(Tr)由光合仪直接导出，每个处理测量重复5次，取平均值。
测定幼苗的净光合速率，气孔导度，蒸腾速率以及胞间CO2浓度，结果如表9所示。
表9木霉菌对盐碱农田玉米叶片光合特性的影响
Figure BDA0003716890140000181
由表9可得，T1、T2和T3相对于Con可以显著提高玉米幼苗的净光合作用速率、气孔导度和蒸腾速率。其中，随着棘孢木霉菌剂施用量的增加，玉米幼苗的净光合作用速率、气孔导度和蒸腾速率增加效果更显著，而胞间CO2浓度在施用棘孢木霉菌剂后显著降低，且随着棘孢木霉菌剂施用量的增加，胞间CO2浓度降低效果更加显著。
综上所述，不同浓度的棘孢木霉菌剂在盐碱土壤条件下提高了土壤酶活性，促进土壤养分活化，进而促进了玉米的生长。棘孢木霉菌剂处理显著缓解了吐丝后盐碱胁迫对玉米叶片Fv/Fm和Y(II)的负面影响，使叶绿素含量保持在较高水平，从而提高光合速率，最终提高玉米产量。棘孢木霉菌剂处理还可以提升玉米幼苗的素质，促进同时期幼苗的株高、地上干重、地下干重，提高玉米幼苗的叶片及根系含水量，提高幼苗的光合作用强度等。综上，棘孢木霉菌剂可以有效的充当玉米生长促进真菌，缓解盐碱胁迫。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.棘孢木霉在修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述植物包括玉米；所述盐碱农田土壤包括含盐量为1～2.5g/kg的盐碱农田土壤。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述修复盐碱农田土壤为增加盐碱农田土壤养分和/或提高盐碱农田土壤生物酶活性。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述促进植物生长包括促进植物叶片光合特性和/或提升幼苗素质。
5.一种修复盐碱农田土壤和/或促进植物生长的棘孢木霉菌剂，其特征在于，所述棘孢木霉菌剂的有效成分包括棘孢木霉ACCC30536；所述菌剂中分生孢子浓度至少为1.5×108个/g。
6.根据权利要求5所述的棘孢木霉菌剂，其特征在于，所述菌剂由所述棘孢木霉ACCC30536菌株进行活化得到；所述活化的方法包括：
将棘孢木霉ACCC30536分生孢子接种于固体培养基中，25℃～28℃培养5～8d，获得活化分生孢子；
将所述活化分生孢子与水混合，得到高浓度孢子悬液作为棘孢木霉菌剂。
7.一种修复盐碱农田土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求5或6所述棘孢木霉菌剂与水混合得到棘孢木霉菌悬液，利用所述棘孢木霉菌悬液进行喷灌。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述棘孢木霉菌剂与水混合的比例为0.7g～1.4g:200mL。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述喷灌的方式包括在玉米苗期进行灌根。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述灌根的方法包括将所述棘孢木霉菌悬液浇于植物根际，每株浇施200mL，用土进行覆盖。
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