施用胶质芽胞杆菌菌剂对黑麦草根际土壤脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性的影响

微生物学杂志　２Ｏｌｉ年１１月第３１卷第６期ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＭＩＣＲＯＢＩＯＬＯＧＹ　Ｎｏｖ．２０１１　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．６　４９　

施用胶质芽胞杆菌菌剂对黑麦草根际土壤脲酶、　

磷酸酶及过氧化氢酶活性的影响　

赵艳　，张晓波　

（１．海南大学农学院，海南海１３　５７０２２８；２．热带作物种质资源保护与开发利用教育部重点实验室，海南海１３　５７０２２８）　

摘　要　土壤酶活性是反映土壤肥力最为重要的生物学指标之一。采用稀释涂布平板法研究了从玉米　（Ｋ０２）、草地早熟禾（Ｋ０５）、披碱草（Ｋ０９）、多年生黑麦草（Ｋ１１）、匍匐翦股颖（Ｋ１２）根际土壤中分离到的５株　胶质芽胞杆茵茵株对黑麦草根际土壤脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性的影响。结果表明：在苗期、中期、收获　期各处理黑麦草根际土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性均高于对照（Ｐ＜０．０５）。总体来看，各处理黑麦草根　际土壤脲酶和过氧化氢酶活性呈先增加后降低的变化趋势；土壤磷酸酶活性与对照（ＣＫ）相比除苗期处理　Ｋ１２外，其他处理均呈上升趋势，以处理Ｋ０５磷酸酶活性最大。研究表明，施入胶质芽胞杆菌茵剂对黑麦草根　际土壤脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性有一定的积极作用，其结果可为生物钾肥的研制提供必要的数据。　关键词胶质芽胞杆菌；脲酶；磷酸酶；过氧化氢酶；黑麦草；根际　中图分类号Ｓ１５４．３　文献标识码Ａ　文章编号　１００５—７０２１（２０１１）０６—００４９—０４　

Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ　Ａｇｅｎｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｕｒｅａｓｅ，　

Ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ　ａｎｄ　Ｃａｔａｌａｓｅ　ｉｎ　Ｒｙｅｇｒａｓｓ　Ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ　Ｓｏｉｌ　

ＺＨＡ０　Ｙａｎ。．ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏ－ｂｏ　・　

（１．Ｃｏｌｔ．ｏｆＡｇｒｉｃ．；２．Ｋｅｙ　Ｌａｂ．ｏｆＰｒｏｔｅｃｔ．＆Ｄｅｖｅｌ’ｔ　Ｕｔｉｌ．ｏｆＴｒｏｐ．Ｇｒｏｐ　Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ　Ｒｅｓ．，Ｍｉｎｉ￣ｔ．ｏｆＥｄｕｅ．，Ｈａｉｎａｎ　Ｕｎｉ．，Ｈａｉｋｏｕ　５７０２２８）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｓｏｉｌ　ｅｎｚｙｍｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｉｎｄｅｘｅｓ　ｔｈａｔ　ｒｅｆｌｅｃｔ　ｓｏｉｌ　ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ．Ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｗａｓ　ｔｏ　ｉｎｖｅｓｔｉ－　

ｇａｔｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　５　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ（Ｂｍ）ｓｔｒａｉｎｓ，ｉｓｏｌａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ　ｏｆ　Ｚｅａ　ｍａｙｓ（Ｋ０２），Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｉｓ　

（Ｋ０５），Ｅｌｙｍｕｓｄａｈｕｒｉｃｕｓ（Ｋ０９），Ｌｏｌｉｕｍ　ｐｅｒｅｎｎｅ（Ｋ１　１）ａｎｄ　Ａｇｒｏｓｔｉｓ　ｐａｌｕｓｔｒ￣（Ｋ１２），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｏｎ　ｔｈｅ　ａｅｔｉｖｉ－　

ｔｉｅｓ　ｏｆ　ｕｒｅａｓｅ，ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ　ａｎｄ　ｅａｔａｌａｓｅ　ｉｎ　ｒｙｅｇｒａｓｓ　ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｄｉｌｕｔｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｆｌａｔ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　

ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｕｒｅａｓｅ　ａｎｄ　ｃａｔａｌａｓｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ　ａ　ｔｅｎｄｅｎｃｙ　ｔｈａｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｉｒｓｔｌｙ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ　

ａｌｋａｌｉｎｅ　ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ａｌｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ａｓｃｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ（ＣＫ）（Ｐ＜０．０５），　

ｅｘｃｅｐｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ＫＩ２　ｉｎ　ｉｔｓ　ｓｅｅｄｉｎｇ　ｓｔａｇｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｋ０５　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　

ｏｔｈｅｒｓ．Ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　Ｂｍ　ａｇｅｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ　ｔｏ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｕｒｃａｓｅ，ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ　ａｎｄ　ｃａｔａｌａｓｅ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ　ｉｎ　ｒｙｅｇｒａｓｓ　ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｂａｓｉｓ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｆｏｒ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ；ｕｒｅａｓｅ；ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ；ｃａｔａｌａｓｅ；ｒｙｅｇｒａｓｓ；ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ　

胶质芽胞杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ）俗称硅　

酸盐细菌，能分解长石、云母等铝硅酸盐类的原生　

态矿物，使土壤中难溶性Ｋ、Ｐ等转变为可溶性以　

供植物生长利用。以胶质芽胞杆菌为主要活性成　分的生物钾肥在促进土壤无效磷钾的转化、增加　

土壤磷钾的供给及对各种农作物表现出较好的增　

产效果，是业内学者普遍认可的微生物菌剂　。　

因此开辟新的效果好、成本低，又不污染环境的胶　

基金项目：海南省教育厅高等学校科学研究项目（Ｈｊｋｊ２０１０－１６）　作者简介：赵艳女，讲师，博士。从事土壤微生物的教学及科研工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｎｂｏ３１５＠１２６．ｔｏｍ　｝通讯作者。Ｅ—ｍａｉｌ：ａｎｇｉａｏｏ＠１２６．ｃｏｌｎ　收稿日期：２０１１．１１－

０２；修回日期：２０１１．１１．１７　微生物学杂志　

质芽胞杆菌来挖掘土壤中的钾素资源，对发展生　

态、经济农业具有十分重要的意义。土壤酶活性　

在土壤系统的物质和能量运转过程中起着不可忽　

视的作用，反映了土壤中进行的各种生物化学过　

程的强度和方向，与土壤肥力密切相关，在一定意　

义上能反映土壤肥力水平　。近年来，许多学　

者　引进行了施用化学肥料对黑麦草产量、品质　

等方面的研究，但长期使用化学肥料不可避免地　

对生态环境造成了一些严重的问题。为此，本研　

究初步探讨了以胶质芽胞杆菌为活性菌制成的菌　

剂在盆栽条件下对黑麦草根际脲酶、磷酸酶及过　

氧化氢酶活性的影响，为胶质芽胞杆菌资源的开　

发利用及生物钾肥的研制提供必要的数据。　

１　材料与方法　

１．１　材料　

１．１．１供试植物黑麦草（Ｌｏｌｉｕｍ　ｐｅｒｅｎｎｅ　Ｌ．），　

品种为Ｐｒｅｍｉｅｒ。　

１．１．２　供试茵剂　本试验所用菌株是从玉米　

（Ｚｅａ　ｍａｙｓ　Ｌ．）、草地早熟禾（Ｐｏａ　ｐｒａｔｅｎｓｉｓ　Ｌ．）、披　

碱草（Ｅｌｙｍｕｓｄａｈｕｒｉｃｕｓ　Ｔｕｒｃｚ．）、多年生黑麦草　

（Ｌｏｌｉｕｍ　ｐｅｒｅｎｎｅ　Ｌ．）、匍匐翦股颖（Ａｇｒｏｓｔｉｓ　Ｐａｌｕｓ—　

ｔｒｉｓ　Ｈｕｄｓ．）根际土壤中分离筛选鉴定出的５株胶　

质芽胞杆菌菌株，分别编号为菌株Ｋ０２、Ｋ０５、　

Ｋ０９、Ｋ１１、Ｋ１２；经扩繁、复壮制成菌液（活菌数达　

到２．０×１０’个／ｍＬ），培养后用灭菌草炭分别吸　

附各菌液（草炭：菌液＝２：１），晾干备用。　

１．２方法　

１．２．１　试验设计　取农田０～２０　ｅｍ耕层土壤，　

有机质含量２２．８　ｇ／ｋｇ，速效氮２２．７　ｍｇ／ｋｇ，速效　

磷１１．８　ｍｇ／ｋｇ，速效钾５８．３　ｍｇ／ｋｇ，细菌８．９×　１０　ｃｆｕ／ｇ，放线菌２．３×ｌ０。ｃｆｕ／ｇ，真菌５．３×１０’　

ｃｆｕ／ｇ，ｐＨ值为７．８９。本试验采用盆栽法（盆钵为　

３０　ｅｍ×２７　ｅｍ的聚乙烯塑料盆）进行，试验设６　

个处理，分别为上述５个胶质芽胞杆菌及对照　

（ＣＫ），ＣＫ为种子及土壤均不接菌的处理，每个处　

理设１Ｏ个重复，共计６Ｏ盆。先在盆底部装粉碎　

小石子１　ｋｇ／盆，装供试土壤５　ｋｇ／盆和菌剂５０　ｇ／　

盆（对照除外），充分混匀后，为保证每盆的含水　

量一致，每盆浇水１　Ｌ，然后每盆播种黑麦草种子　

１　ｇ。　

１．２．２盆栽取样及测定方法①土样采集与分　析：在黑麦草苗期（播种后１０　ｄ）、中期（播种后５０　

ｄ）以及收获期（播种后９０　ｄ），选取黑麦草植株，　

将其０～１０　ｅｍ土样挖出，轻轻抖落根系外围土，　

取紧贴在根表附近的土样，将同一处理的土样混　

合后作为根际土，并过１　ｍｍ筛；②土壤酶活性的　

测定：土壤脲酶、土壤磷酸酶和过氧化氢酶活性的　

测定分别采用靛酚比色法、磷酸苯二钠比色法和　

ＫＭｎＯ。滴定法¨　，为消除误差和土壤其他因素　

的影响，每样重复３次，同时做无土和无基质２种　

对照。土壤脲酶活性用２４　ｈ后１　ｇ土壤中ＮＨ　一Ｎ　

的毫克数表示，土壤磷酸酶活性用２４　ｈ后１　ｇ土　

壤中释放出的酚的毫克数表示，过氧化氢酶活性　

用１０　ｍｉｎ后１　ｇ土壤中０．１　ｍｏｌ／Ｌ　ＫＭｎＯ　的毫升　

数表示；最后计算各重复的平均值。　

２　结果与分析　

２．１对黑麦草根际土壤脲酶活性的影响　

土壤酶是土壤中非常重要的生物催化剂，是　

表征土壤中物质、能量代谢旺盛程度和土壤质量　

水平的一个重要生物指标。其中土壤脲酶是决定　

土壤中氮转化的关键酶，主要来源于微生物和植　

物代谢，其活性的变化与土壤氮素状况有关。　

不同处理　

图１　胶质芽胞杆菌对黑麦草根际土壤脲酶的影响　Ｆｉｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｕｒｅａｓｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　ｒｙｅｇｒａｓｓ　ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ　ｕｓｉｎｇ　Ｂａｃｉｌｌｕｓ　ｍｕｃｉｌａｇｉｎｏｓｕｓ　

测定结果（图１）表明，在苗期、中期、收获期　

各处理黑麦草根际土壤脲酶活性均大于对照　

（ＣＫ），各处理均以中期脲酶活性最高，到收获期　

时均出现下降，其中处理Ｋ１２土壤脲酶活性较　

高，在苗期比对照（ＣＫ）提高１４．１０％，中期比对　

照（ＣＫ）提高４１．３２％，在收获期比对照（ＣＫ）提　一●２　．暑）．暑１Ⅱ　．　

受一＼　烬龉６期　赵艳等：施用胶质芽胞杆菌菌剂对黑麦草根际土壤脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性的影响　５１　

高２１．３２％；其次为处理Ｋ０５、Ｋ０９、Ｋ１１、Ｋ０２。方　

差分析表明，与对照（ＣＫ）相比，在苗期与处理　

Ｋ１２、Ｋ０５差异显著（Ｐ＜０．０５），在中期与所有处　

理差异均显著（Ｐ＜０．０５），在收获期与处理Ｋ１２、　

Ｋ０５差异显著（Ｐ＜０．０５）。　

２．２对黑麦草根际土壤磷酸酶活性的影响　

土壤的磷酸酶活性，取决于土壤微生物的数　

量，植物类型等因素，可作为土壤的肥力状况（特　

别是磷的状况）的表征¨　。由图２可以看出，在生　

长时期黑麦草根际土壤磷酸酶活性都有一定提　

高，与对照（ＣＫ）相比较，各处理黑麦草在苗期提　

高了３．３３％～１３．７９％，在中期提高了５．２６％一　

３４．２１％，在收获期提高了４．７６％～３５．７１％。尤　

其是处理Ｋ０５在黑麦草生长发育期间磷酸酶活性　

保持了较高水平，说明菌剂施入土壤后，促进土壤　

难溶性无机磷酸盐的溶解，磷素活性的增加进而　

引起土壤中磷酸酶活性增加，从而缓解了植物在　

生长期对土壤磷素的需要¨　。　。从图中还可看　

出，处理Ｋ１２在中期磷酸酶活性达到最强为０．４７　

ｉ￣ｇ／ｇ，／ｄ，然后在收获期下降为０．４４　ｉｘｇ／ｇ／ｄ，其原