胡丹珠 张东旭 张俊灵 闫金龙 冯丽云 邬志远

（山西农业大学谷子研究所 山西长治 046000）

小麦是我国主要粮食作物之一， 其种植面积和总产量仅次于水稻和玉米， 保障小麦产业稳定发展对我国粮食安全具有重要的战略意义[1]。 同时小麦是山西省第二大粮食作物， 干旱胁迫是影响小麦生长发育与产量形成最主要的非生物胁迫因子， 在小麦各发育时期均会引起一系列异常的代谢反应。 探索能够快速提高小麦抗旱性且对生态环境友好的方法， 在干旱胁迫环境下保障小麦正常生长发育及产量稳定形成是旱作农业工作者追寻的目标[2]。

植物根际促生菌 （Plant Growth Promoting Rhizobacteria，PGPR）是生活于植物根际或定殖于根系表面的一类促进植物生长的有益菌株。PGPR 不仅可以协助小麦高效利用养分资源，促进产量的形成，还能够通过自身作用或产生多种代谢产物协助小麦抵御干旱等非生物胁迫，这对于保障干旱、半干旱地区小麦产量正常形成， 促进产业可持续性发展具有重要的生态效益与经济效益。 刘玉涛等的研究表明，链霉菌对小麦具有较强的促生作用， 并能提高小麦的诱导抗性[2-3]。 李永斌等的研究表明，类芽胞杆菌和枯草芽胞杆菌可以提高小麦产量[4]。 虽然目前高效PGPR筛选及机理研究工作取得了积极的进展， 但尚没有针对不同小麦品种进行亲和性评比， 为进一步鉴定筛选出山西省中部麦区与PGPR 亲和性较强的优质抗旱高产小麦品种，推广应用PGPR，特开展了此次试验。

1 材料与方法

1.1 试验时间与试验地点

试验于 2020年10月至 2021年6月进行。 地点为山西省长治市 （山西农业大学谷子研究所小麦试验地）。

1.2 试验材料

参试的小麦品种为中麦175、济麦22、长9499、长6794、 长 6990， 共 5个， 均为山西中部麦区主干品种。

植物根际促生菌（PGPR）选用娄彻氏链霉菌和密旋链霉菌按质量比1∶1 混合而成的复合制剂，有效活菌数分别为 3.5×1010CFU/g 和 2.3×1010CFU/g。 采用种子包衣方法，以6 g/L 羧甲基纤维素钠溶液为胶结剂，按200 mL/kg种子用量使用；按种子质量的10%用量将粉状菌剂用搅拌方式包裹在已加胶结剂的小麦种子表面，置于阴凉处风干备用。

底肥施用复合肥（25∶12∶8），施用量为 40 kg/亩。

1.3 试验设计

试验对5个品种分别设2个处理，未包菌CK 为不施植物根际促生菌，正常施底肥；包菌PGPR 为使用植物根际促生菌对种子进行包衣，并正常施底肥。

播种量按供试品种基本苗345 万株/hm2计算，播种期均为9月29日，均采用TPJ-150 小区经量播种机进行播种，行距20 cm。小区面积为20 m2（10 m×2 m），不设重复，田间管理实行统一播期、统一施底肥、统一防治病虫草害。

在小麦灌浆中期使用SPAD-502 型便携式叶绿素仪对参试品种（系）的旗叶（从叶尖起1/3 部位）进行叶绿素相对含量测定； 使用植物光谱仪进行归一化植被指数（NDVI）测定。成熟后取样测定株高；全区收获测定产量。

1.4 数据分析

采用 SPSS 软件和Excel 进行数据分析和图表绘制。

2 结果与分析

2.1 PGPR 对小麦性状的影响

由表1 可知， 供试小麦品种包菌PGPR 处理后，长6990 株高最高，为94 cm，旗叶叶绿素相对含量济麦 22 最高， 为 57.5， 长 6794 的 NDVI 值最高，为0.823，长 9499 产量最高，为 8 611.5 kg/hm2。 进一步进行分析，由表2 可知，小麦包菌PGPR 处理与未包菌CK 处理相比，株高、NDVI 值和产量均有显著差异（P＜0.05），P值分别为 0.029、0.045、0.029， 而叶绿素相对含量无显著差异。说明包菌PGPR 处理对小麦的株高、NDVI 值和产量有显著的促进作用。

表1 PGPR 对小麦品种株高、叶绿素相对含量（SPAD）、NDVI 值和产量等性状的影响

表2 未包菌CK—包菌PGPR 各性状比较分析

2.2 PGPR 对小麦株高的影响

包菌PGPR 处理后小麦品种的株高变化可反映PGPG 对小麦表型性状发育的促生作用。 由图1 可知，供试小麦品种在包菌PGPR 处理后株高长6990 最高，为 94 cm，其次为中麦 175、长 9499、长 6794 和济麦 22，株高分别为 92 cm、88 cm、85 cm、75 cm。 对供试小麦品种包菌PGPR 处理与未包菌CK 处理的株高进行比较，除长6990 株高表现一致外，其余供试小麦品种的株高在包菌PGPR 处理后都有增加，其中长9499 增加率最高，为4.76%，其次为长6794、济麦22、中麦175，增加率分别为3.66%、2.74%和2.22%。

图1 包菌PGPR—未包菌CK 株高比较

2.3 PGPR 对小麦叶绿素含量的影响

包菌PGPR 处理后小麦品种的叶绿素含量变化可反映PGPR 对植株内部光合系统性能状况的影响。由图2 可知， 供试品种包菌PGPR 处理后旗叶叶绿素含量的增加有正有负。 其中长9499、中麦175、长6794 供试小麦品种包菌PGPR 处理后旗叶叶绿素相对含量增加，增加率分别为2.13%、1.89%、1.34%。 长6990 和济麦22 供试小麦品种在包菌PGPR 处理后旗叶叶绿素为负增长，分别为-0.35%和-1.03%。

图2 包菌PGPR—未包菌CK 旗叶叶绿素相对含量比较

2.4 PGPR 对小麦NDVI 值的影响

NDVI 值主要与单位面积内的绿色覆盖面积相关，包菌PGPR 处理后小麦品种的NDVI 值变化可反映PGPR 对小麦群体的促生作用。 由图3 可知，供试小麦品种在包菌 PGPR 处理后NDVI 值长6794 最高，为 0.823，其次为济麦 22、长 9499、长 6990、中麦175，NDVI 值分别为 0.816、0.807、0.782、0.704。 对供试小麦品种包菌PGPR 处理与未包菌CK 处理的NDVI 值进行比较，5个供试小麦品种的NDVI 值在包菌后PGPR 处理后都有增加， 其中长9499 增加率最高，为 9.35%，其次为中麦 175、济麦22、长 6794、长 6990， 增加率分别为 7.65%、4.35%、1.98%和0.26%。

图3 包菌PGPR—未包菌CK NDVI 值比较

2.5 PGPR 对小麦产量的影响

包菌PGPR 处理后小麦品种的产量变化可反映PGPG 对小麦的综合促生作用。 由图4 可知，供试小麦品种在包菌PGPR 处理后， 长9499 产量最高，为8 611.5 kg/hm2， 其次为长 6990、 济麦 22、 长 6794、中 麦 175， 分 别 为 8 544.9 kg/hm2、8 500.4 kg/hm2、8 389.3 kg/hm2、7 694.8 kg/hm2。 对供试小麦品种包菌PGPR 处理与未包菌CK 处理的产量进行比较，5个供试小麦品种的产量在包菌后都有增加， 其中长6794 增产率最高， 为 4.93%， 其次为长 6794、 济麦22、长 6990、中麦 175，分别为 2.99%、2.00%、1.99%和0.36%。

图4 包菌PGPR—未包菌CK 产量比较

3 结论与讨论

从试验结果看， 供试小麦品种包菌PGPR 可显著提高小麦的株高、NDVI 值和产量， 而叶绿素含量各品种表现不同，有3/5 的品种表现为包菌PGPR 处理后叶绿素相对含量增加，2/5 的品种在不包菌CK处理下叶绿素相对含量已经较高， 在包菌PGPR 处理后反而略有下降，可能与包菌后群体增加，个体吸收矿质元素和水分相对减少有关。 总体来看，使用植物根际促生菌（PGPR）对小麦种子包衣后，能够对小麦的表型性状、光合性能、群体生长及产量产生积极的促生作用。

不同品种在包菌PGPR 处理后小麦品种各性状变化表现不同， 也就是说不同品种与植物根际促生菌（PGPR）之间的亲和力不同。 从产量指标来看，长6794 在包菌PGPR 处理后增产幅度最大、 亲和性最强，其次为长9499、济麦22、长6990，均有较为有效的增产作用，亲和性次之，中麦175 增产有限，亲和性较差。 本研究中，包菌PGPR 处理后供试小麦品种的株高和NDVI 值长9499 的增加率最高， 而其增产率却非最高， 反而是长6794 的产量增加率最高，造成这种差异的原因， 可能与长6794 在不包菌CK 处理下产量较低， 且产量是作物生长过程中自身综合协调的结果，除本研究中测定的性状外还受穗粒数、千粒重等性状变化影响。 综合考虑，产量变化是评价品种与植物根际促生菌（PGPR）亲和力的综合指标。

本年度试验在小麦生长的关键时期均有有效降雨，水分较为及时充足，供给小麦生长的水分和营养较为充分，致使包菌PGPR 处理和未包菌CK 处理之间产量差距较小，所有小麦品种在包菌PGPR 后的增产幅度均未能超过5%，未能完全揭示出在不同环境下PGPR 与小麦品种之间的亲和力，尚待进一步研究。