不同磁化水處理對有益微生物（苜蓿根瘤菌）生長及功能的影響——材料與方法
經過磁場靜止處理或以一定流速經過磁場、垂直切割磁力線后的水稱之為磁化水。在洛倫茲力的作用下，磁化后的水分子間氫鍵減弱、結構狀態發生改變、聚合度降低，導致水的活性增加，滲透力、電導率、溶解度、透光率、揮發性及pH等諸多物理化學性質都發生變化。磁化水技術裝置簡單，節能環保，現已應用于防治水垢、污水處理和農業等領域，并取得了一定效益。近年來，磁化水在農業生產中的應用越來越引起國內外廣泛關注和日益深入的研究。研究表明，在優化磁場的作用下，磁化水浸種可增加種子活性、提高抗逆性、促進幼苗生長和營養吸收利用；磁化水灌溉應用在棉花、玉米、番茄、小麥和蠶豆等作物上能提高產量和品質，還具有改善土壤肥力、提高土壤脫鹽率等功效。
近年來，將磁化水與滴灌相結合的磁化水滴灌成為一種新型節水技術在棉花、小麥、苜蓿等作物栽培中試驗應用，能顯著提高水分利用效率，在水資源短缺的中西部干旱地區農業生產中具有良好的應用前景。目前，磁化水處理對微生物的生物生長和代謝影響的研究鮮有報道。馬放等研究發現磁場對硝化細菌生長有明顯的促進作用，而對反硝化細菌的生長則表現出一定的負效應。而王祥三等試驗得出，磁場強度為2 100 Gs的磁處理水可使70%以上細菌死亡，存活下來的細菌發生變異，具有更強的生存能力。研究發現，不同磁場強度、作用時間、磁化次數(頻率)處理的磁化水，針對不同微生物菌株的影響不同，會產生不同的效果。在一定情況下磁化水對微生物生長起促進作用，但超過一定范圍可能會產生負效應。因此，如何優化磁化水技術、促進有益微生物生長，抑制和減少有害微生物的危害是磁化水應用中亟需解決的問題。本試驗以根瘤菌、生防芽孢桿菌2種益微菌為研究材料，研究不同磁化水處理對有益微生物生長及功能的影響，明確磁化水的生物效應，為磁化水技術在農業生產中的應用提供參考依據。
1材料與方法
1.1磁化器及磁化水的制備
4 000 Gs采用外置式強磁水處理JBMS-cw 50(上海長創水處理設備有限公司)，20 000 Gs磁化器采用外置式強磁水處理DW-II(哈爾濱大禹磁處理開發有限公司)。以自來水(水流速為3 m·s-1)分別制備流水切割4 000 Gs磁化處理1～3次的磁化水和20 000 Gs磁化處理1次的磁化水。
1.2供試的苜蓿種子
供試種子為‘新牧一號’雜花苜蓿，由新疆農業大學草業與環境科學學院提供。
1.3供試菌株
根瘤菌株：苜蓿中華根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti)XGL026，為新疆農業大學農學院實驗室(以下簡稱本實驗室)在前期研究中從新疆紫花苜蓿根瘤中分離、篩選出的固氮活性高、抗逆性強、具有促生性能的苜蓿根瘤菌株。S.melilotiXGL026-GFP為本實驗室采用三親本雜交法構建的攜帶有綠色熒光蛋白基因GFP和四環素抗性基因的標記菌株。
枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)2-4菌株：為本實驗室分離、保存的對棉花黃萎病菌(VerticilliumdahliaeKleb)具有較強抑菌活性的拮抗菌株。
棉花黃萎病菌株：由新疆農業大學植物病理系提供。
1.4培養基
根瘤菌、枯草桿菌培養分別采用甘露醇酵母汁培養基和牛肉膏蛋白胨培養基；棉花黃萎病菌孢子液培養采用查氏培養基；抑菌活性測定采用馬鈴薯蔗糖培養基(PDA)。
1.5磁化水對苜蓿根瘤菌生長的影響
分別用4 000 Gs磁化器處理1次(T1)、2次(T2)、3次(T3)的磁化水和普通水(CK)制備YMA培養基，分裝于三角瓶中(裝液量80 mL/250 mL)，每處理重復3次。高壓蒸汽滅菌后，接種活化后的根瘤菌種子液(接種量1%)，置于恒溫搖床中120 r·min-1，30℃振蕩培養48 h。每隔8 h分別測定各處理根瘤菌的生長狀況。測定各處理培養液的OD600nm值，同時用稀釋平板測數法測定根瘤菌活菌數。按10×倍比對各處理培養液梯度稀釋后，取200μL合適稀釋度的稀釋液均勻涂布于YMA平板上，于恒溫培養箱中30℃倒置培養48 h，計數菌落數，計算活菌數。
活菌數(cfu·mL-1)培養液=計數皿菌平均菌落數×稀釋倍數/接種量
1.6磁化水灌溉對苜蓿接種根瘤菌結瘤數的影響
1.6.1接種液的制備將根瘤菌S.melilotiXGL026-GFP菌株活化后，接種至由T1、T2、T3磁化水和普通水配制的YMA液體培養基中(含四環素10μg·mL-1)，120 r·min-1，30℃，振蕩培養至菌液OD600nm≈1.0。
1.6.2盆栽苜蓿接種根瘤菌將土壤和蛭石混和(體積比1∶1)滅菌后，按每盆15 kg干土裝入花盆中，其底部放置托盤接滲漏液，防止養分、水分流失。將供試苜蓿種子表面消毒后催芽，選取露白均勻一致種子，按每粒200μL接種菌液。每盆播種5粒種子，出苗后每盆選留生長一致的3株苗，每處理14盆苗。將花盆放置在日光溫室內，自然光照，適時澆水。
1.6.3磁化水灌溉對各接種處理分別用T1、T3磁化水灌溉接種處理的苜蓿盆栽苗，以無菌水灌溉接種處理的苜蓿盆栽苗作為對照，每處理7盆。50 d后調查苜蓿結瘤情況。
1.7磁化水對枯草芽孢桿菌生長的影響
分別用4 000 Gs磁化處理1次(T1)、2次(T2)、3次(T3)的磁化水和20 000 Gs磁化處理1次(T4)的磁化水和普通水(CK)制備牛肉膏蛋白胨培養基，分裝于三角瓶中(裝液量80 mL/250 mL)，每處理重復3次。滅菌后，接種活化后的根瘤菌種子液(接種量1%)，置于恒溫搖床中120 r·min-1，30℃振蕩培養48 h。每隔8 h分別測定各處理根瘤菌培養液的OD600nm值和活菌數。
1.8磁化水培養的枯草桿菌對棉花黃萎菌的抑菌效果
1.8.1棉花黃萎菌孢子液的制備
將黃萎菌活化后,挑取菌塊接種于察氏液體培養基中，180 r·min-1，25℃恒溫搖床培養5～7 d，4層紗布過濾菌絲,在顯微鏡下用血球計數板將濾液中孢子數調至1×106個·mL-1。
1.8.2枯草芽孢桿菌對棉花黃萎病菌抑菌活性的測定
用PDA培養基制備雙層平板。取黃萎病菌孢子懸液200μL均勻涂布平板，用滅菌的打孔器在培養基平板周圍打孔(直徑為5 mm)。向孔洞內分別加入20μL磁化水和普通水培養的枯草芽孢桿菌接種液，28℃恒溫培養箱內倒置培養3～4 d。觀察抑菌圈產生情況。
1.9數據分析
采用Excel 2003和SPSS 19.0軟件對試驗所得的數據進行統計分析。