大田接種叢枝菌根真菌對(duì)甘蔗品種“福農(nóng)41號(hào)”生長(zhǎng)的影響

伍榮冬，譚彩麗，李廷化，雷崇華*，韋金凡，余鳳良，汪 茜，譚裕模，陳廷速*

(1廣西農(nóng)墾國(guó)有金光農(nóng)場(chǎng)，廣西南寧 530042；2廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所，廣西南寧 530007；3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西南寧 530007)

大田接種叢枝菌根真菌對(duì)甘蔗品種“福農(nóng)41號(hào)”生長(zhǎng)的影響

伍榮冬1，譚彩麗1，李廷化1，雷崇華1*，韋金凡1，余鳳良1，汪 茜2，譚裕模3，陳廷速2*

(1廣西農(nóng)墾國(guó)有金光農(nóng)場(chǎng)，廣西南寧 530042；2廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所，廣西南寧 530007；3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西南寧 530007)

為了探討大田甘蔗接種叢枝菌根(AM)真菌促進(jìn)甘蔗生長(zhǎng)的效果，本研究對(duì)甘蔗品種“福農(nóng)41號(hào)”進(jìn)行大田接種AM菌劑的試驗(yàn)，初步分析其對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的影響。研究結(jié)果表明：AM菌劑能促進(jìn)甘蔗對(duì)土壤中Mg和有機(jī)質(zhì)的吸收；在施用AM菌劑及50%復(fù)合肥(375 kg·hm-2)的條件下，能促進(jìn)P的吸收，提高磷肥的利用率。施AM菌劑能提高土壤的pH值，促進(jìn)甘蔗植株生長(zhǎng)，增加甘蔗有效莖數(shù)，提高產(chǎn)量和含糖量。

甘蔗；叢枝菌根真菌；接種；大田試驗(yàn)

0 引言

叢枝菌根(Arbuscular mycorrhizae, AM)真菌與植物根系形成叢枝菌根共生體，促進(jìn)水分和營(yíng)養(yǎng)元素的吸收[1]，80%以上陸生植物根系都能形成這種共生結(jié)構(gòu)[2]。叢枝菌根真菌通過改善根際土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，從而改良土壤生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)植物生長(zhǎng)[3]，并在退化土壤恢復(fù)中起重要作用[4]。

甘蔗是我國(guó)主要的糖料作物，種植面積占我國(guó)常年糖料面積的85%以上，產(chǎn)糖量占食糖總產(chǎn)量的90%以上，甘蔗產(chǎn)業(yè)已成為主產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要

支柱和農(nóng)民增收的主要來源。作為C4作物，甘蔗具有生長(zhǎng)期長(zhǎng)，消耗養(yǎng)分多的特性，是對(duì)肥料需求較大的經(jīng)濟(jì)作物，需要充分的水肥條件，才能維持其旺盛的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[5]。由于我國(guó)大部份蔗區(qū)采用多年連作制，加之蔗農(nóng)為了追求甘蔗產(chǎn)量，過度施用化肥，導(dǎo)致耕地土壤結(jié)構(gòu)變差，土壤板結(jié)，成酸性，有機(jī)質(zhì)含量中偏低。由于耕地土壤退化嚴(yán)重，在近幾年的甘蔗種植中，通過增加施用化肥量的方法已無法明顯提高甘蔗產(chǎn)量，這不僅導(dǎo)致甘蔗種植成本的增加，影響了蔗農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，還會(huì)造成地下水資源污染。本研究進(jìn)行大田甘蔗接種AM菌劑試驗(yàn)，探討叢枝菌根真菌對(duì)甘蔗品種“福農(nóng)41號(hào)”生長(zhǎng)的影響，為AM菌劑在甘蔗生產(chǎn)上的應(yīng)用，也將為其在生態(tài)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試甘蔗品種：福農(nóng)41號(hào)。叢枝菌根真菌菌株為地表球囊霉菌(Glomus versiforme) LCGX-58，菌株保藏號(hào)CGMCC No.8775(中國(guó)科學(xué)院微生物研究所中國(guó)微生物菌種保藏中心)，由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所分離自甘蔗根際土壤。采用河沙為主要培養(yǎng)基質(zhì)，以玉米為宿主植物，接種Glomus versiforme LCGX-58，生長(zhǎng)期間每周噴淋25%～50% Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，培養(yǎng)4個(gè)月后，將孢子、宿主根系和培養(yǎng)基質(zhì)作為接種物(AM菌劑)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在廣西農(nóng)墾國(guó)有金光農(nóng)場(chǎng)前進(jìn)分場(chǎng)金光綜合試驗(yàn)站甘蔗試驗(yàn)基地實(shí)施。甘蔗品種為福農(nóng)41號(hào)。2014年3月5日種植。共設(shè)6個(gè)處理：(A) AM；(B) AM+50%復(fù)合肥(375 kg·hm-2下同)；(C) AM+復(fù)合肥(750 kg·hm-2下同)；(D)空白對(duì)照；(E)50%復(fù)合肥；(F)復(fù)合肥。施用AM菌劑(3個(gè)處理)與不施AM菌劑(3個(gè)處理)之間，設(shè)立隔離區(qū)30 m。每個(gè)處理3個(gè)小區(qū)，采用拉丁方設(shè)計(jì)。每個(gè)小區(qū)面積7 m×5.5 m。其中行距1.1 m，共5行。每行7 m，下種量50個(gè)雙芽苗，共100個(gè)芽。所用復(fù)合肥為N：P：K=10：9：7(科泉復(fù)混肥，廣西南寧市壯禾肥業(yè)有限公司)。1.3 調(diào)查項(xiàng)目

2014年5月調(diào)查出苗率、分蘗率，2015年1月實(shí)產(chǎn)測(cè)定株高、莖徑、有效莖數(shù)、錘度、糖分和產(chǎn)量等，評(píng)價(jià)施用AM菌劑對(duì)甘蔗生長(zhǎng)的影響。試驗(yàn)結(jié)果采用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 AM菌劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

施用AM菌劑對(duì)土壤的理化性質(zhì)有著不同的影響。從表1可以看出，在甘蔗收獲后，施用AM菌劑的處理，土壤中殘留的Mg和有機(jī)質(zhì)的含量均比未施AM菌劑的低，說明，AM菌能促進(jìn)甘蔗對(duì)土壤中Mg和有機(jī)質(zhì)的吸收。AM菌劑對(duì)土壤全氮的影響不大，主要表現(xiàn)在甘蔗收獲后，各處理土壤中全氮的含量相差不大。而對(duì)土壤有效磷卻有不同的影響，在同樣施用50%的復(fù)合肥(即復(fù)合肥375 mg·kg-1)的條件下，施用AM菌劑能促進(jìn)甘蔗對(duì)土壤中P的吸收，提高磷肥的利用率，主要表現(xiàn)在B比E的P含量低23.55 mg·kg-1；在未施肥任何肥料的處理A和D中，A的P比D高，原因可能是AM菌能促使土壤中P的分解，以滿足甘蔗生長(zhǎng)對(duì)P的需求。處理C與F土壤中P的含量相差不大，原因可能是甘蔗在施用復(fù)合肥750 kg·hm-2下，說明2個(gè)處理所施的磷肥已經(jīng)能滿足甘蔗生長(zhǎng)的需要，或是施P過量，此時(shí)AM菌對(duì)甘蔗吸收P的影響不大。AM菌還能提高土壤的pH值，表現(xiàn)在處理A、B、C的pH值分別比D、E、F高。

2.2 AM菌劑對(duì)甘蔗出苗率、分蘗率的影響

表1 AM菌劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

試驗(yàn)各處理間差異不顯著，說明大田甘蔗施肥AM菌劑對(duì)甘蔗出苗率沒有影響(圖1)。在甘蔗分蘗方面，處理E和B、C差異達(dá)顯著水平，處理A和處理D、處理C和處理F間差異不顯著，說明甘蔗

施AM菌劑，在分蘗階段，并不能有效的提高甘蔗分蘗(圖2)。

圖1 甘蔗出苗率

圖2 甘蔗分蘗率

2.3 AM菌劑對(duì)甘蔗株高、莖徑的影響

施用AM菌劑的處理A、B、C的植株株高均分別比未施用AM菌劑的處理D、E、F的高，說明大田甘蔗施用AM菌劑能促進(jìn)植株生長(zhǎng)，其中A和和F相比，達(dá)到顯著差異水平(圖3)。此外，施AM菌劑對(duì)甘蔗植株的莖徑的影響不大(圖4)。

圖3 不同處理的植株株高

圖4 不同處理的植株莖徑

2.4 AM菌劑對(duì)甘蔗有效莖數(shù)和產(chǎn)量的影響

甘蔗施用AM菌劑能提高甘蔗有效莖數(shù)。處理A、B、C的有效莖數(shù)分別大于處理D、E、F，其中處理C和處理D、E、F相比差異達(dá)到顯著水平(圖5)。在產(chǎn)量方面，施用AM菌劑的處理A、B、C的產(chǎn)量分別為70.837、69.884、69.130 t·hm-2；對(duì)照D、 E、F的產(chǎn)量分別為56.709、57.217、59.368 t·hm-2(圖6)。處理A、B、C分別比D、E、F增產(chǎn)24.9%、22.1%和16.4%，且處理A和D、B和E的差異達(dá)顯著水平。說明，大田甘蔗在施用AM菌劑后，不但能提高有效莖數(shù)，還能增加產(chǎn)量。

2.5 AM菌劑對(duì)甘蔗田間錘度、糖分和含糖量的影響

圖5 不同處理公頃有效莖數(shù)

圖6 不同處理的甘蔗產(chǎn)量

只有在一定的施肥條件下，AM菌劑能提高甘蔗田間錘度。處理AE，C

糖分分別高于未施用AM菌劑的處理D、E、F(圖8)。表明施用AM菌后，能提高甘蔗的糖分。

圖7 不同處理的甘蔗田間錘度

圖8 不同處理的甘蔗糖分

在甘蔗含糖量方面，施用AM菌劑的處理A、B、C的含糖量分別為10.08 t·hm-2、10.55 t·hm-2、10.07 t·hm-2；對(duì)照D、E、F的產(chǎn)量分別為 7.99 t·hm-2、8.20 t·hm-2、8.63 t·hm-2(圖9)。A、B、C分別比D、E、F增糖26.15%、28.61%、16.61%，其中A和D、B和E的差異均達(dá)顯著水平。試驗(yàn)表明，施用AM菌劑能增加甘蔗含糖量。

圖9 不同處理的甘蔗含糖量

3 討論

叢枝菌根(AM)真菌是自然界分布最為廣泛的一種植物內(nèi)生菌根真菌，它能促進(jìn)水分和養(yǎng)分的吸收和利用，提高植物的抗逆性，在自然生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)中具有重要作用。本研究表明，AM菌能促進(jìn)大田甘蔗對(duì)土壤中Mg和有機(jī)質(zhì)的吸收，還能提高土壤的pH值，這對(duì)甘蔗的生長(zhǎng)起尤其重要的作用。同時(shí)也表明，在施用復(fù)合肥375 kg·hm-2的情況下，施用AM菌能促進(jìn)甘蔗對(duì)磷的吸收，從而提高磷肥的利用率。大田甘蔗在施用AM菌劑后，能促進(jìn)甘蔗植株伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，提高有效莖數(shù)，增加甘蔗產(chǎn)量，還能提高蔗糖分，增加含糖量和降低生產(chǎn)成本，這一結(jié)果與張金蓮[7]的研究結(jié)果基本相同。我國(guó)的甘蔗經(jīng)過常年連作，甘蔗土壤退化已很嚴(yán)重，增加化肥施用量已經(jīng)達(dá)不到明顯增產(chǎn)的效果，而且還會(huì)造成浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的增加，因此，建議在今后的甘蔗品種“福農(nóng)41號(hào)”的種植中，在前茬甘蔗施用肥料充足的情況下，新植蔗單施AM菌劑或AM菌劑+復(fù)合肥375 kg·hm-2，宿根蔗建議施用AM菌劑+復(fù)合肥375 kg·hm-2，以達(dá)到節(jié)本增產(chǎn)和增效的效果。

[1] BAREA J M, AZCóN R, AZCóN-AGUILAR C. Mycorrhizosphere interactions to improve plant fitness and soil quality [J]. Antonie van Leeuwenhoek, 2002, 81：343-351.

[2] SMITH S E, READ D. Mycorrhizal symbiosis//3rd ed. [M]. San Diego：Academic Press, 2008.

[3] SIEVERDING E, OEHL F. Are arbuscular mycorrhizal fungal species invasive - derived from our knowledge about their distribution in different ecosystems? [J]. BCPC Symposium Proceedings, 2005, 81：197-202.

[4] 王曉英, 王冬梅. 叢枝菌根真菌與土壤養(yǎng)分交互作用的生態(tài)效應(yīng)研究[J]. 北方園藝，2009(6)：111-115.

[5] 江永，敖俊華，盧穎林，等. 湛江市甘蔗“3414”肥料效應(yīng)試驗(yàn)[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，38(19)：69-72.

[6] 陳廷速，李松，王維贊，等. 甘蔗大田接種AM菌劑效應(yīng)研究[J]. 甘蔗糖業(yè)，2013(3)：6-10.

[7] 張金蓮，黃振瑞，車江旅，等. AM菌劑對(duì)大田甘蔗根際土壤AM真菌種群影響研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015(1)：269-273.

(本篇責(zé)任編校：李金玉)

Influence of Inoculation of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Sugarcane Variety Funong 41 Grown in Field

WU Rong-dong1, TAN Cai-li1, LI Ting-hua1, LEI Cong-hua1, WEI Jin-fan1, YU Feng-liang1, WANG Qian2,
TAN Yu-mo3, CHEN Ting-su2
(1Guangxi State Farms Jinguang Farm, Nanning, Guangxi 530042;2Microbiology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007;3Resource and Environment Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning, Guangxi 530007)

To reveal the influence of inoculation of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi on sugarcane, sugarcane variety Funong 41 grown in fields were inoculated with AM fungi, and the soil property and the plant growth were investigated. The results showed that AM fungi can stimulate sugarcane plants to absorb magnesium and organic matter, especially available phosphorus when inoculating AM fungi together with 50% compound fertilizer. Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi inoculation increased soil pH value, stimulated the plant growth, and increased millable cane stalks, cane production and sugar contents.

Sugarcane; Arbuscular mycorrhizae fungi; Inoculation; Field research

S566.1

A

1005-9695(2015)04-0020-01

2015-05-22；

2015-08-14

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31360356)；國(guó)家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-20)；國(guó)家人社部留學(xué)回國(guó)擇優(yōu)資助項(xiàng)目(優(yōu)秀項(xiàng)目類)(2012-258)；廣西科技攻關(guān)(12300007)；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基金項(xiàng)目(2014YP06，2015YT81，2015YZ10)

伍榮冬(1981-)，男，農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料、甘蔗栽培管理技術(shù)研究工作；E-mail：wuy055@163.com

*通訊作者：雷崇華，E-mail：2279209610@qq.com；陳廷速，E-mail：chen20409@hotmail.com

伍榮冬，譚彩麗，李廷化，等. 大田接種叢枝菌根真菌對(duì)甘蔗品種“福農(nóng)41號(hào)”生長(zhǎng)的影響[J]. 甘蔗糖業(yè)，2015(4)：20-20.