说起来调节植物生长的药物,人们第一反应就是细胞分裂素、脱落酸、膨大素等人工合成类药物,很多人纳闷,生物肥是肥料,怎么也有这功效?
目前,有关微生物有机肥料促进植物生长的机理研究表明,活的微生物活动产生的植物激素、酸性物质以及维生素都能不同程度地刺激调节植物的生长 。
研究表明植物生长发育过程中,共生微生物产物的植物激素起到一定作用。植物激素类物质主要有生长素(auxin,主要是 IAA)、赤霉素(gibbere2 lin,主要是 GA3 , GA1 )、细胞分裂素(cytokinin, CTK)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、乙烯(ethylence)和酚类化合物及其衍生物等。
它们的作用不是孤立的,而是相互协调、相互制约的。其中,脱落酸和酚类化合物相当于抑制剂,是植物调节内生生长素的手段之一。
现已证实,80%的根际细菌能产生吲哚232乙酸(Indole232Acetic Acid,简称 IAA) ,其中主要有固氮螺菌、假单胞菌、黄单胞菌、粪产碱杆菌以及根瘤菌等。
吲哚乙酸的重要作用不仅在于其直接促生作用,即通过与质膜上质子泵结合使之活化,改变细胞内环境导致细胞壁糖溶解和可塑性增加来增大细胞体积和促进核糖核酸、蛋白质的合成,来增加细胞体积和质量以达到促生的作用;更重要的是使色氨酸( Trp)类似物解毒,减轻其毒害作用;另外,还可以抑制植物防卫系统酶,如几丁质酶(chitinase)、β21 ,32葡聚糖酶(β2 1 , 32polygluco sanase)等的活性,使有益细菌更易定殖于植物。成都微生物菌剂
目前的研究表明,微生物肥料产生生长素提供给植物有3种方式:
一是 IAA基因直接整合到植物细胞染色体上,在植物细胞的调控下合成 IAA,如土壤杆菌;
二是细菌侵入植物细胞,在细胞内分泌 IAA供植物生长;
三是细菌也能在宿主植物的根际生活,合成生长素供植物利用。
细胞分裂素可促进细胞分裂和细胞体积增大 ,并抑制衰老。
有研究者筛选了包括 Pesudomonas 和 Serratia在内的各种根际促生细菌原种,观察其产生的几丁质酶与诱导根伸长的关系,发现植物细胞分裂、叶绿素的积累、叶面扩展以及叶片脱落的延迟等都与微生物产生外源细胞分裂素有很好的相关性。
赤霉素种类繁多,易受干扰,不易检测。
赤霉素一般对根的生长没有影响 ,高浓度下反而起抑制作用(对不定根的生长本身就有抑制作用)。微生物肥料能产生赤霉素,其作用主要是促进地上部茎叶、侧芽的生长,
乙烯(ethylene)的各种生理作用 ,同高浓度的生长素作用相类似。
尽管大多数微生物都产生乙烯,但各种微生物中乙烯的合成代谢却复杂多样。目前的研究表明,乙烯的合成前体可以是糖代谢三羧酸循环中的有机酸;可以是氮代谢中的氨基酸,如丙氨酸、甲硫氨酸;也可以是脂肪代谢中的亚麻酸。
高浓度的脱落酸对植物体有抑制作用。而用放射免疫法在固氮螺菌培养物中检测到的脱落酸,在低浓度时可促进植物生长。成都有机肥发酵菌种
酸类物质(Acids)
各种微生物肥料通过自身三羧酸循环产生的许多有机酸,除了有螯合作用和酸溶作用外 ,其本身就是一种生理活性物质,可促进作物生长。
有研究表明1∶1的琥珀酸与乳酸混合,在10×10- 6时,使得植物根生长量增加40%。有人对硅酸盐细菌王 K1 ,NO2 的研究结果表明,该细菌产生的柠檬酸在达到100μg/ g时,可促进水培玉米的生长。
水杨酸(salicylic, SA)是一种铁载体,可使植物产生系抗性。同时水杨酸本身又是一种激素,可诱导植物开花和产热,可以抑制乙烯的生物合成,还可以促进种子萌发,抑制伤信号转导。