不同磁化水处理对有益微生物（苜蓿根瘤菌）生长及功能的影响——材料与方法
经过磁场静止处理或以一定流速经过磁场、垂直切割磁力线后的水称之为磁化水。在洛伦兹力的作用下，磁化后的水分子间氢键减弱、结构状态发生改变、聚合度降低，导致水的活性增加，渗透力、电导率、溶解度、透光率、挥发性及pH等诸多物理化学性质都发生变化。磁化水技术装置简单，节能环保，现已应用于防治水垢、污水处理和农业等领域，并取得了一定效益。近年来，磁化水在农业生产中的应用越来越引起国内外广泛关注和日益深入的研究。研究表明，在优化磁场的作用下，磁化水浸种可增加种子活性、提高抗逆性、促进幼苗生长和营养吸收利用；磁化水灌溉应用在棉花、玉米、番茄、小麦和蚕豆等作物上能提高产量和品质，还具有改善土壤肥力、提高土壤脱盐率等功效。
近年来，将磁化水与滴灌相结合的磁化水滴灌成为一种新型节水技术在棉花、小麦、苜蓿等作物栽培中试验应用，能显著提高水分利用效率，在水资源短缺的中西部干旱地区农业生产中具有良好的应用前景。目前，磁化水处理对微生物的生物生长和代谢影响的研究鲜有报道。马放等研究发现磁场对硝化细菌生长有明显的促进作用，而对反硝化细菌的生长则表现出一定的负效应。而王祥三等试验得出，磁场强度为2 100 Gs的磁处理水可使70%以上细菌死亡，存活下来的细菌发生变异，具有更强的生存能力。研究发现，不同磁场强度、作用时间、磁化次数(频率)处理的磁化水，针对不同微生物菌株的影响不同，会产生不同的效果。在一定情况下磁化水对微生物生长起促进作用，但超过一定范围可能会产生负效应。因此，如何优化磁化水技术、促进有益微生物生长，抑制和减少有害微生物的危害是磁化水应用中亟需解决的问题。本试验以根瘤菌、生防芽孢杆菌2种益微菌为研究材料，研究不同磁化水处理对有益微生物生长及功能的影响，明确磁化水的生物效应，为磁化水技术在农业生产中的应用提供参考依据。
1材料与方法
1.1磁化器及磁化水的制备
4 000 Gs采用外置式强磁水处理JBMS-cw 50(上海长创水处理设备有限公司)，20 000 Gs磁化器采用外置式强磁水处理DW-II(哈尔滨大禹磁处理开发有限公司)。以自来水(水流速为3 m·s-1)分别制备流水切割4 000 Gs磁化处理1～3次的磁化水和20 000 Gs磁化处理1次的磁化水。
1.2供试的苜蓿种子
供试种子为‘新牧一号’杂花苜蓿，由新疆农业大学草业与环境科学学院提供。
1.3供试菌株
根瘤菌株：苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti)XGL026，为新疆农业大学农学院实验室(以下简称本实验室)在前期研究中从新疆紫花苜蓿根瘤中分离、筛选出的固氮活性高、抗逆性强、具有促生性能的苜蓿根瘤菌株。S.melilotiXGL026-GFP为本实验室采用三亲本杂交法构建的携带有绿色荧光蛋白基因GFP和四环素抗性基因的标记菌株。
枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)2-4菌株：为本实验室分离、保存的对棉花黄萎病菌(VerticilliumdahliaeKleb)具有较强抑菌活性的拮抗菌株。
棉花黄萎病菌株：由新疆农业大学植物病理系提供。
1.4培养基
根瘤菌、枯草杆菌培养分别采用甘露醇酵母汁培养基和牛肉膏蛋白胨培养基；棉花黄萎病菌孢子液培养采用查氏培养基；抑菌活性测定采用马铃薯蔗糖培养基(PDA)。
1.5磁化水对苜蓿根瘤菌生长的影响
分别用4 000 Gs磁化器处理1次(T1)、2次(T2)、3次(T3)的磁化水和普通水(CK)制备YMA培养基，分装于三角瓶中(装液量80 mL/250 mL)，每处理重复3次。高压蒸汽灭菌后，接种活化后的根瘤菌种子液(接种量1%)，置于恒温摇床中120 r·min-1，30℃振荡培养48 h。每隔8 h分别测定各处理根瘤菌的生长状况。测定各处理培养液的OD600nm值，同时用稀释平板测数法测定根瘤菌活菌数。按10×倍比对各处理培养液梯度稀释后，取200μL合适稀释度的稀释液均匀涂布于YMA平板上，于恒温培养箱中30℃倒置培养48 h，计数菌落数，计算活菌数。
活菌数(cfu·mL-1)培养液=计数皿菌平均菌落数×稀释倍数/接种量
1.6磁化水灌溉对苜蓿接种根瘤菌结瘤数的影响
1.6.1接种液的制备将根瘤菌S.melilotiXGL026-GFP菌株活化后，接种至由T1、T2、T3磁化水和普通水配制的YMA液体培养基中(含四环素10μg·mL-1)，120 r·min-1，30℃，振荡培养至菌液OD600nm≈1.0。
1.6.2盆栽苜蓿接种根瘤菌将土壤和蛭石混和(体积比1∶1)灭菌后，按每盆15 kg干土装入花盆中，其底部放置托盘接渗漏液，防止养分、水分流失。将供试苜蓿种子表面消毒后催芽，选取露白均匀一致种子，按每粒200μL接种菌液。每盆播种5粒种子，出苗后每盆选留生长一致的3株苗，每处理14盆苗。将花盆放置在日光温室内，自然光照，适时浇水。
1.6.3磁化水灌溉对各接种处理分别用T1、T3磁化水灌溉接种处理的苜蓿盆栽苗，以无菌水灌溉接种处理的苜蓿盆栽苗作为对照，每处理7盆。50 d后调查苜蓿结瘤情况。
1.7磁化水对枯草芽孢杆菌生长的影响
分别用4 000 Gs磁化处理1次(T1)、2次(T2)、3次(T3)的磁化水和20 000 Gs磁化处理1次(T4)的磁化水和普通水(CK)制备牛肉膏蛋白胨培养基，分装于三角瓶中(装液量80 mL/250 mL)，每处理重复3次。灭菌后，接种活化后的根瘤菌种子液(接种量1%)，置于恒温摇床中120 r·min-1，30℃振荡培养48 h。每隔8 h分别测定各处理根瘤菌培养液的OD600nm值和活菌数。
1.8磁化水培养的枯草杆菌对棉花黄萎菌的抑菌效果
1.8.1棉花黄萎菌孢子液的制备
将黄萎菌活化后,挑取菌块接种于察氏液体培养基中，180 r·min-1，25℃恒温摇床培养5～7 d，4层纱布过滤菌丝,在显微镜下用血球计数板将滤液中孢子数调至1×106个·mL-1。
1.8.2枯草芽孢杆菌对棉花黄萎病菌抑菌活性的测定
用PDA培养基制备双层平板。取黄萎病菌孢子悬液200μL均匀涂布平板，用灭菌的打孔器在培养基平板周围打孔(直径为5 mm)。向孔洞内分别加入20μL磁化水和普通水培养的枯草芽孢杆菌接种液，28℃恒温培养箱内倒置培养3～4 d。观察抑菌圈产生情况。
1.9数据分析
采用Excel 2003和SPSS 19.0软件对试验所得的数据进行统计分析。
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