梁文龙

（广西绿垦建设工程有限公司，广西 南宁 530024）

甘蔗一直以来都是我国非常重要的糖料作物之一，在甘蔗生产过程中，一般会选择使用大量的化肥，长此以往，甘蔗的产业发展会受到严重的限制。固氮菌在应用时，有利于促使土壤当中的营养元素实现循环转化。在经过一系列的大量实践研究结果分析后，发现内生固氮菌能够定殖在植株的根系以及体内，同时还可以分泌有机酸等各种不同类型的物质，对土壤的养分也可以起到良好的活化作用，对土壤根际微生物群落可以起到良好的改善效果，以此来促使植物对矿质营养元素进行合理的吸收和利用，以此来促进植物的生长。

1 植物内生固氮菌相关理论研究

植物的内生固氮菌通常可以分为兼性和专性两种不同类型，兼性固氮内生细菌通常是指根的内外以及土壤当中的生活状态相对比较活跃地一种内生菌，而专性则是仅定殖在根、叶的内部，很难真正的生存在土壤当中。植物内生固氮菌可以被看作是内生菌中的一种类型，其主要是指定殖在植物体内，同时与宿主之间可以实现有效联合，以此来实现固氮的微生物。植物内生固氮菌不仅具有固氮的作用和价值，而且还可以对植物起到良好的促进生长作用。内生固氮菌在应用时，其可以被广泛应用在土壤当中，尤其是在常温条件下，能够将体内的固氮酶作用充分发挥出来，促使空气当中的氮气直接固定转化成为对应的氨，这样能够促使植物对氮素进行有效吸收和利用，对农作物的增产可以起到非常重要的影响和作用[1]。一般固氮菌在促进植物生长时，自生固氮菌的利用有利于保证多种粮食作物产量得到有效提升。所以可以将其作为提高植物获取氮素量的重要措施，尽可能减少农作物氮肥的使用量，避免对生态环境造成严重污染影响。

2 植物内生固氮菌促生作用以及土壤活化作用

除了生物固氮的影响和作用之外，诸多内生固氮细菌也会产生吲哚乙酸以及细胞分裂素等，这些对植物的生长都可以产生一定的影响，是促进植物生长发育的重要激素。内生细菌在作物促进以及各不同类型元素吸收方面也具有实质性意义，有利于保证作物产量得到有效提升。内生固氮菌有利于促使土壤当中矿物钾的溶解，接种固氮菌促使土壤当中的无效钾得到有效控制，由此可以看出，内生固氮菌对植株也可以起到良好的促进效果，促使其在钾元素吸收中的效果更加明显。内生固氮菌可以对生物固氮以及分泌植物激素等不同类型，促使矿质营养元素的吸收得到有效提升，以此来促进植物根系的生长。内生固氮菌在实践中还可以通过各种不同类型的作用机制，对其自身的根际土壤群落多样性进行转变和优化，对植物的根系代谢活动也可以起到良好的刺激效果，通过直接或间接的方式，对根际的土壤以及植株产生良好的促进作用[2]。植物的根部以及根际微生物相互之间的作用会直接对土壤肥力产生决定性影响，如图1 所示。

图1 植物—土壤微生物作用

现阶段，内生固氮菌在根际区域范围内可以实现大量的繁殖，其转变成为相对比较优势的菌株之后，会直接定殖在植物的根系，后续通过产生植物的激素或者是对土壤当中很难溶的富养圆等进行处理，以此来促进植物的生长以及发育，或直接以间接诱导的方式，对系统抗性进行合理利用，促使植物可以实现健康生长。多种内生固氮菌本身具有固氮及解钾等一种、多种的功能作用，其可以对生物固氮作用进行合理利用，对空气当中的氮进行固定处理，而且还可以有效分泌有机酸等，促使环境中的pH得到有效控制，以此来实现对土壤养分的活化处理，对植物的生长可以起到良好的促进效果。

3 较优促生菌株组合筛选及对甘蔗生长的影响结果分析

3.1 较优促生菌株组合筛选

3.1.1 不同接菌处理对土壤氮素的影响分析

一般土壤在整个接种组合菌液之后，土壤当中的硝态氮、铵态氮等含量有明显的上升趋势，但是与空白差异性展开对比分析之后，发现不同处理对土壤氮元素含量带来的影响具有明显差异性，如表1 所示。菌株组合CN11+DX120E 在经过处理之后，其自身的土壤硝态氮含量最高，在菌株组合CA1+DX120E 处理之后，土壤铵态的氮含量最高，与对照组相比，可以达到其5.29倍，由此可以看出，菌株处理有利于促使土壤氮素营养得到有效提升。

表1 不同接菌处理对甘蔗土壤氮素的影响 单位：mg/kg

3.1.2 不同处理对土壤磷素的影响

结合表2 中不同菌株以及对应组合菌液在处理之后，土壤当中目前现有的有效磷以及无机磷的整个含量结果，由此可以看出，不同菌株在处理有效磷时的含量有所增加，最低也可以增加56.2%，无机磷的含量普遍有明显的下降趋势，降低27.2%以上，与对照组展开对比分析时的差异性相对比较明显[3]。菌株DX120E 在经过处理之后的土壤有效磷含量最高，其在空白对照中达到2.72 倍，菌株的PAL5 处理次之，其达到空白对照的2.62 倍。

表2 不同处理对甘蔗土壤磷素的影响 单位：mg/kg

3.1.3 不同处理对土壤钾素的影响

根据相关数据统计以及研究结果，不同菌株以及对应的组合菌液处理之后的土壤当中速效钾以及缓效钾含量有明显的上升趋势。结合对照分析结果，菌株的处理基本上都可以对土壤当中的钾素进行活化处理。比如CA1+DX120E+WZS021 的菌株处理后，土壤速效钾的含量最高，被看作是空白对照4.67 倍。菌株CA1 在处理之后的土壤缓效钾含量最高，为空白对照的2.22 倍。不同菌株组合对土壤速效钾以及缓效钾的含量提升效果之间具有非常明显的差异性。

3.1.4 不同处理对土壤有机酸含量的影响

根据相关数据统计以及调查研究结果，不同的单菌株以及组合菌液在经过处理之后，土壤当中的有机酸含量有明显的上升趋势，各处理有机酸的总含量在整个空白对照当中可以达到2.69 倍以上[4]。其中，菌株的DX120E 在处理之后，土壤当中的有机酸含量最高，被看作是空白对照中的6.46 倍，PAL5 则是空白对照的6.25 倍。由于不同菌株的分泌有机酸种类、数量之间具有明显的差异性，所以各处理之间也具有明显不同。

3.2 菌株对甘蔗生长以及代谢相关酶活的影响

3.2.1 不同接菌处理对甘蔗株高的影响

一般在接菌处理之后，植株的整个株高有明显的上升趋势，在针对30d、60d 以及90d 处理之后，B8 的品种株高以及对照相比，有明显的上升趋势。在90d 之后，各种不同类型的接菌处理，与对照相比要更高一些。各处理株高的排序，按照从大大小依次排列为PAL5＞DX120E＞CN11+DX120E＞CA1+DX120E+WZS021，与对照相比，分别提高54.21%、50.94%、48.43%、35.09%[5]。对于甘蔗品种ROC22 接菌处理30d、60d 之后，与对照处理相比，株高都有明显上升趋势，但是不同的接菌处理之间并没有任何明显的差异性。各种处理株高的排列，按照从大到小依次为PAL5＞CN11+DX120E＞DX120E＞CA1+DX120E+WZS021，与对照相比，分别提高31.56%、29.41%、28.15%、22.12%。

3.2.2 不同接菌处理对甘蔗茎径的影响

在整个接菌处理之后，B8 品种的茎径与空白对照相比，有明显的上升趋势。在90d 的时候，增加量可以达到20.73%，但是在处理过程中，各处理方式之间并没有呈现任何的差异性。甘蔗品种ROC22 当中，接菌处理之后的甘蔗茎径与空白对照相比，均有明显的提高，除了30d 之外，各处理时期的茎径处理情况，按照从大到小的排列依次为PAL5＞DX120E＞CN11+DX120E＞CA1+DX120E+WZS021。在90d 的时候，与对照相比，其分别提高26.14%、19.07%、12.55%、7.82%。由此可以看出，ROC22 茎径受到接菌处理的影响相对比较大。

3.2.3 不同接菌处理对甘蔗叶绿素含量的影响

叶绿素含量可以被看作是甘蔗植株自身光合能力强弱判断时的重要依据和参考指标，不同接菌在经过处理之后，两个甘蔗品种叶片当中的叶绿素含量与对照相比，有明显的提高，如图2所示。甘蔗品种B8 叶绿素的含量最高是PAL5、DX120E 的处理，其在接菌90d 之后，各接菌处理与未接菌处理展开对比分析时，其有明显的上升趋势，但是各处理之间的差异性并不是很明显。ROC22 品种的叶片叶绿素含量与对照相比，有明显提高，由于受到时间的不断变化而逐渐呈先增加后下降的状态，30d、90d 的各菌株处理差异性并不是很明显[6]。60d 时候叶绿素含量最高的分别是PAL5、CN11+DX120E 及DX120E 处理，对应提高30.02%、29.63%和24.07%。

图2 叶绿素指标

3.3 接种固氮菌对甘蔗的促生长作用

根据目前现有的一系列实验研究结果不难看出，甘蔗接种固氮菌之后，固氮菌由于在整个甘蔗的根部会呈现有效定殖或侵入甘蔗植株体内定殖等。后续通过其自身分泌有机酸等各种不同类型的方式，可以对土壤氮磷钾进行有效活化处理，对土壤肥力可以起到良好的改善效果，促使土壤酶的活性得到有效提升。这样不仅有利于从根本上促使土壤养分的供给得到有效提升，而且还可以促使甘蔗的株高、茎径等含量有所增加。除此之外，在整个代谢组学分析过程中，明显看出DX120E 在经过一系列的处理之后，差异代谢物主要以含氮化合物、有机酸等组合而成。更重要的是在接菌之后，甘蔗通过上调部分糖酵解以及TCA 循环中间产物，有利于促使糖酵解以及TCA 循环，促使植株自身的氮、碳代谢等得到有效促进。在整个代谢通路富集分析过程中，不难看出氨基酸等相关通路之间的占比比较明显，菌株在整个处理过程中，对植株的氨基酸代谢也可以起到良好的促进效果。氨基酸不仅可以与糖酵解、TCA 循环之间建立密切的联系，而且其被看作是植物代谢通路当中，各种不同类型酶的重要基础物质，甘蔗当中各种不同类型的氨基酸上调，对甘蔗的生长可以起到良好的促进效果。

植株的地下以及地上部分会产生协调影响，地下部分呈现的一系列改变，势必会引起地上的改变。所以，在接菌之后，对甘蔗土壤氮素活化作用相对比较明显，有利于促使甘蔗茎叶当中的氨基酸、碳水化合物合成，对糖类物质的积累也可以起到一定的积极效果。这种形势下，其与接菌之后的甘蔗可溶性糖含量等提升结果具有一致性。由此可以看出，接菌处理对甘蔗的碳、氮代谢都会产生一系列的影响，有利于促使相关酶活性的提升，促进甘蔗干物质含量的增加，以此来提高甘蔗产量。

4 结语

经过一系列的对比分析和深入探究，不同菌株以及其组合处理土壤时，土壤中的硝态氮、有机酸等含量都有明显的上升趋势，无机磷的含量下降，与空白对照之间的对比差异相对比较明显。总而言之，固氮菌对甘蔗的生长可以起到良好的促进作用，同时还可以对氮代谢进行有效调节，提高养分的整体利用率。