巴西固氮螺菌（Azospirillum brasilense）接种策略对水培青贮饲料生产的增效机制研究

本文综述了巴西固氮螺菌（Azospirillum brasilense）通过种子接种（T2）、叶面喷施（T3）及联合接种（T4）对燕麦和玉米水培青贮饲料生长的影响。研究表明，该菌通过分泌生长素（auxins）、赤霉素（gibberellins）和细胞分裂素（cytokinins）促进根系发育（RDM增加8.2%）及地上部生物量积累（SFM提升25.56%），其中种子接种显著提高干物质含量（DMC增加22.1%），而叶面喷施更利于鲜重积累。该技术为无土栽培系统的高效生产提供了新思路。

　　

1 引言

水培青贮饲料（Hydroponic green fodder）是一种通过谷物种子快速萌芽（15天周期）生产的饲草技术，其营养峰值出现在播种后10-12天。该技术具有空间利用率高、气候适应性强的特点，适用于玉米、燕麦等禾本科作物（Poaceae）。巴西固氮螺菌（A. brasilense）作为植物根际促生菌（PGPR），能通过固氮作用和激素合成（如2×10⁸ CFU mL^?1的AzoTotal?菌剂）刺激作物生长，但其在水培系统中的接种策略尚未系统研究。

2 材料与方法

实验在巴西马托格罗索州立大学（UEMS）的植物生长室进行，采用完全随机设计（4处理×4重复）。处理包括：对照（T1）、种子接种（T2）、叶面喷施（T3）及联合接种（T4）。测定指标涵盖株高（PH）、鲜重（SFM/RFM）和干重（SDM/RDM），数据通过Sisvar软件进行Tukey检验（p<0.05）和R语言多变量分析。

3 结果

生长表现：种子接种使燕麦株高降低（图1a），但显著提升根系干物质（RDM增加10.7%）；叶面喷施则促进地上部鲜重积累（SFM提升25.56%）。玉米的联合接种（T4）表现最优，总鲜重（TFM）较对照提高6.74%（图2f）。

物质分配：种子接种显著提高干物质含量（DMC），燕麦和玉米分别增加22.1%和15.5%（图4）。相关性分析显示，燕麦的RFM与TFM呈强正相关（图5a），而玉米株高与RDM呈负相关（图5b）。

多变量解析：典型变量分析（图6）表明，种子接种主导根系发育（RDM贡献率>80%），叶面喷施则驱动地上部生物量合成。

4 讨论

巴西固氮螺菌通过双重机制增效：

1. 1.

   激素调控：分泌auxins诱导侧根发生，扩大根表面积（Alvarez et al., 2019），使种子接种处理的RDM显著增加；

2. 2.

   营养协同：叶面喷施通过提升氮同化酶活性（Cassán & Diaz-Zorita, 2016），促进光合产物向地上部分配。

值得注意的是，水培系统的低氧环境（O₂<5%）未抑制菌株Ab-V5/Ab-V6的活性，反利于其微好氧固氮功能（Ferreira et al., 2020）。

5 结论

巴西固氮螺菌接种可定向调控水培饲草生长：种子接种适用于提升根系质量和DMC，而叶面喷施更利于鲜饲料生产。该技术为精准化无土栽培提供了微生物调控新范式。