论文摘要
随着人口的增长及林分质量的下降，木材的供需矛盾日益严重，营造速生、丰产的人工林能较好地解决这一问题。但林业生产实践表明，长期营造人工纯林，特别是营造大面积针叶林纯林又易导致土壤肥力下降，理化性质恶化，造成土地生产力严重下降，影响了林地的可持续经营。相思类树种是典型的强阳性树种，生长迅速，具根瘤，可改良土壤，提高土壤肥力，具有较大的经济、生态和社会效益。福建省广大地带地处南亚热带地域，有着大面积营建相思速生丰产林的便利条件。但因多数相思引种时间短，土壤中是否存在能与之高效匹配的根瘤菌，尚未有人开展过研究。本研究拟从福建省不同地点的十余种相思类树种根瘤上分离出根瘤菌菌株，对其生理生化特性，抗逆性，侵染结瘤能力及接种效应等方面进行比较研究，筛选出一些适应性广、侵染能力强、固氮效果好的广谱性及适应某些特殊环境的特异性优良根瘤菌菌株，从而为相思类树种的短周期速生丰产林建设及林业的可持续发展提供理论指导，同时也为其他固氮树种的研究奠定理论基础。研究结果表明：1．所收集的马占相思、厚荚相思等10余种相思类树种的根瘤有圆锥状、葫芦形、椭圆状、叉状和球形等多种形态，呈现粉红色和淡黄色外观，表明在福建省主要相思引种区不同立地条件下，根瘤表型差异较大。2．所分离的根瘤菌菌株在YMA培养基平板上生长的菌落均呈圆形，透明或半透明乳白色，粘稠状，边缘整齐，表面稍凸起，富有光泽，革兰氏染色阴性，具有根瘤菌典型的个体形态和菌落特征。3．相思类树种根瘤菌的生理特征测定表明：在牛肉膏蛋白胨试验中所有供试菌株都生长不良；所有供试菌株都能利用柠檬酸盐；在碳源利用试验中，除个别菌株外，多数菌株都可不同程度利用木糖、半乳糖、果糖、葡萄糖和麦芽糖等为碳源，但不同菌株间存在着较大的差异。以上这些差异表明在福建省主要相思引种区有着较为丰富的根瘤菌资源。4．相思类树种根瘤菌的生化特征测定表明：在3—酮基乳糖试验中所有供试菌株都呈阴性反应，表明了所分离的根瘤菌不具有氧化乳糖的能力：在B.T.B反应试验中，除MZ01、MZ05和TW02等三菌株外，其余菌株在YMA培养基上均产酸；在石蕊牛奶试验中有14个菌株产碱，18个菌株产酸；在明胶水解试验中，有23个菌株能液化明胶，其余则不液化明胶。总体看来，本试验所分离的根瘤菌具有根瘤菌典型的生化特征，但不同菌株间存在着较大的差异。以上这些差异表明在福建省主要相思引种区有着较为丰富的根瘤菌资源。5．相思类树种根瘤菌的抗逆性筛选试验结果表明：在温度梯度筛选试验中，多数菌株生长的最适温度在18～32℃之间，在12～32℃温度范围内全部供试菌株均可存活生长，但不同菌株间存在着较大差异。其中，HJ04、HJ06和ZG01等十菌株能耐8℃的低温，而HJ04和LZJ01等6个菌株在39℃高温下仍然生长良好，是典型的耐高温菌株；在酸碱度梯度筛选试验中，除HJ05、MZ03等8个菌株外，其余菌株在pH 4～8的酸碱度范围内均能生长，其中ZZ02和LZJ01两菌株在pH4的酸度条件下仍然生长良好，具较强的耐酸性；在耐盐性梯度筛选试验中，除MZ04、JJ03和WJ01等三个菌株外，其余菌株在NaCl(％)浓度小于2.5时均能生长，其中HJ05、HJ06和HM01等3个菌株在NaCl(％)浓度为2.5的条件下仍然生长良好，具较强的耐盐性。综合各抗逆性筛选试验结果，本试验筛选出的具较强耐低温、耐低pH值和耐高盐度能力的优良相思根瘤菌菌株有HJ04、LZJ01和HM01等3个菌株。6．相思类树种根瘤菌侵染结瘤能力筛选试验结果表明：总体而言，接种根瘤菌可以显著提高马占相思幼苗的单株瘤数、单株瘤重、单个瘤重和结瘤率等指标，具有较明显的接种效应。接种3个月后，测定计算得马占相思幼苗平均单株瘤数8.1个／株、平均单株瘤重25.7mg/株、平均单个瘤重3mg和平均结瘤率88.75％，明显优于对照。综合看来，HJ03菌株在所测宿主四项指标上表现都很优秀，是具有较强侵染结瘤能力的优良菌株，此外，MZ06、HJ01、DH01、MZ03、DH02和ZZ01等6个菌株也具有较强的侵染能力。7．相思类树种根瘤菌的接种效应试验结果表明：总体而言，各菌株具有比较显著的接种效应，但不同菌株之间存在显著差异。接种根瘤菌的马占相思苗的平均苗高生长量为8.1cm，平均单株生物量为250mg，平均相思幼苗叶片叶绿素含量为1.107 mg／g，平均单株固氮量为3.365mg/株，平均单株瘤数为6.9个/株，平均单株瘤重为15.4mg/株，平均单个瘤重为2.3mg，平均结瘤率为77.5％，明显优于对照。在本试验中，MZ02、WJ02和BJ01三菌株具有较好的接种效应。8．冬小麦浸提液预处理马占相思种子的根瘤菌接种效应试验结果表明：与未经冬小麦种子浸提液处理过的接种MZ04菌株的马占相思幼苗相比，经冬小麦种子浸提液处理过的接种MZ04菌株的马占相思幼苗的单株瘤数和单株瘤重不存在显著差异。总体看来，在本试验中用冬小麦种子浸提液预处理马占相思种子对提高相思苗木的结瘤能力作用不大。