【适度逆境】微生物菌剂、有机肥对甜玉米水分胁迫抗性的作用

摘要：在温室中进行本次实验以确定微生物对水胁迫抗性的效果，有机肥料和化肥处理玉米。将微生物接种被称为有效微生物或EM，并且是80种天然存在的有益微生物有以下类型和属的主要数字的混合培养：（1）乳酸菌（乳酸杆菌）（2）光合细菌（红假单胞菌）（3）酵母（酿酒）;（4）放线菌和（5）真菌（曲霉属）。播种和处理应用后五周，将植物进行土壤水分亏缺，具有光合速率（PN）维护作为指示剂；植物的水胁迫抗性（RWS）计算为公差（TWS）或避免（AWS）。 例如，植物与有机肥料或EM处理它具有较高的RWS，即，他们在保持土壤水分亏缺比用化学肥料，无EM处理更高的光合速率。相对高的RWS归因很大程度上对水胁迫避免（AWS），由此植物保持较高的叶水势（ΨL）和相对高的PN作为结果，然而，水胁迫耐受性（TWS），即，PN维护能力（PMA）在给定的ΨL，没有有机物，化学受精植物之间或EM-处理的和未处理的植物之间是不同，该增强的水应力避免由处理，并用有机肥料和微生物接种生长的植物可能是由于与其他处理相比这些植物的根的更广泛的发展和更高的呼吸活动。

介绍

关于成本的增加，食品安全和质量，环保最近的担忧已经促使植物科学家重新评估在农业化学品的现行做法。其它生产方法已经在园艺和农业提出了以降低生产成本，提高食品安全和质量，并减少环境恶化。可替换的选择通常被称为'有机农业'的做法，虽然诸如可持续农业与自然养殖其他的定义可能是在特殊情况下适当补充有机物可以干旱期间增加土壤持水能力并由此最小化水分亏缺，最近，使用微生物菌剂广为人知的有效微生物群或EM的被介绍到日本的自然农业系统。这是孕育剂的约80种天然存在的有益微生物的混合培养物并且可以增强堆肥和有机肥料的发酵，还已经报道了EM增加的有机材料，或直接到土壤可促进根系发育和作物的生长和产量，还已经报道了EM增加的有机材料，或直接到土壤可促进根系发育和作物的生长和产量，然而，没有出现过的报告表明，EM可以提高作物的抗旱性，近日，有报道表明，EM应用到农作物可在半干旱地区比在湿润地区更有益。这表明，EM应用程序可以与土壤水分的关系相关。因此，进行研究以确定是否甜玉米的水胁迫抗性可能当植物进行处理并生长与EM为具有和不具有有机或化肥施加的微生物接种来显著影响。

结果

如表1所示，水分充足的条件下的最大光合速率（P最大）是化学受精甜玉米植物比在有机受精植物更高，这最可能是由于在有机受精土壤无机氮营养成分的低的初始可用性如别处报导，P最大是在与EM没有EM治疗治疗比植物进行高。这是由于通过EM应用促进养分有效性。有人还发现，有机肥料和/或EM生长的植物开发比用化肥或不治疗EM变得更加根（表一）。

与有机肥料或与EM治疗生长的植物中维持更高的PNΨsoil比用化学肥料或没有EM治疗生长降低。这意味着，生长与有机材料的植物和/或与EM与那些化学品和没有EM受精相比开发更高水胁迫抗性。这个结果可以从与有机2，即，需氧发酵的有机材料受精植物之间的比较可以理解的视觉，以及那些在图1A中，其中PN是在植物中比保持高于EM用化学品受精而不施加EM作为Ψsoil降低。如果水胁迫抗性分离成耐受性和避免，通过有机肥料和/或EM应用诱导高水胁迫抗性主要是由于水胁迫避免机制代替水容差在给定ΨL，换句话说，植物生长用有机肥料和/或EM保持较高ΨL并因此保持PN作为Ψsoil降低。该结果可与ΨL的值在Ψsoil的70千帕来解释（ΨL[70]）（表1）。在给定的ΨL，光合保养不是肥料的处理之间或有或无EM应用程序之间的不同。因此，有肥料的处理之间或有或无EM应用程序之间的水分胁迫耐受性无差异。这可以从图1中B和C，其中ΨL保持较高与有机2受精比那些化学品如受精降低Ψsoil但没有在答复ΨL变化没有差异的植物应理解。水分胁迫避免由有机肥料和/或EM应用优惠可能与根部，这被认为是在它们比那些具有化学肥料和没有EM（表1）中生长的呼吸活动更发达和更高的相关联。

讨论

结果表明，与有机肥料和/或与EM生长的甜玉米植株与用化肥和无EM处理生长的植物相比，开发出较大的根：茎比例，具有较高的呼吸活性，由于相对于蒸腾作用的吸收潜力较大，具有较大根系比的植物可以抵抗干旱是合乎逻辑的。此外，使用切除的叶片来测试保水能力以消除根系功能和对吸水的影响，这表明在本实验中，高耐水胁迫性不仅归因于大根系，而且归因于叶保水能力，由于较发达的根系增强的水分吸收和叶片的水分流失减少可能有助于在土壤缺水条件下维持ΨL。这些结果与水分胁迫分析一致。 实际上，不管Ψ土是多么低，只有当ΨL降至临界水平时，植物才受到水的压力。如果植物ΨL没有减少或减少很少低

Ψsoil，它可以被认为是一个水分胁迫的avoider。 但是，如果ΨL降低在低Ψ土下，但植物可保持高PN，表明其功能的水分胁迫机制。在本研究中，播种后5周确定耐水胁迫性。用有机肥料种植的甜玉米植物在早期生长阶段产生的生物质少于化肥。这可能是由于来自有机肥料的无机形式的氮和磷的初始可用性很低。因此，早期，营养供应和化肥供应能够比有机肥料保持更大的增长和生物量生产。从良好浇水条件下的最大光合速率可以看出，与用化肥混合生长的植物相比，用有机肥料生长的植物较低。有趣的是，这两种肥料处理的形态特征不同。除了更发达的根系外，用有机肥料种植的植物叶片比在化肥上生长的植物/表面上的表皮蜡更多，颜色更浅，更具绿色。这些特征可能有助于防止叶子的水分流失。因此，用有机肥料生长的甜玉米植物的相对较高的耐水胁迫性可能更多地归因于改善和适应的形态特征，而不是生理特征的差异。这些结果与Levitt水胁迫避免机制主要与形态特征有关，而水胁迫耐受性主要与生理特征有关。

    除了EM处理植物中更为发达的根系之外，用和不用EM处理的植物之间的形态特征几乎没有差异。例如，不知道这种效果是直接来自微生物本身还是由这些生物的活性产生的物质。然而，EM的影响可能与水，光和湿度等环境条件以及营养因素的影响不同，这些因素不仅会导致内部状态的变化，还会导致外部环境的变化。因此，需要进一步的研究来阐明EM对植物特征与抗旱性有关的机理依据。