印度梨形孢對威芋5號脫毒馬鈴薯產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

于秋鵬，符世雄，胡生會，潘歡濤，喻美玲，潘 瑩，陳紅文，孫新明

（安順職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 安順 561000）

印度科學(xué)家Verma等于1998年在印度西北部塔爾沙漠中發(fā)現(xiàn)印度梨形孢，印度梨形孢屬擔(dān)子菌門層菌綱梨形孢屬，該屬真菌特點是只形成厚垣孢子，其典型的厚垣孢子是梨形[1]。印度梨形孢（Piriformospora indica）是一種類似于AM真菌的內(nèi)生真菌，能進行人工培養(yǎng)，在促進植物生長、增強植物抗逆等方面都有顯著作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用前景廣闊[2]。安順市屬典型喀斯特地貌，土壤貧瘠，農(nóng)作物產(chǎn)量及抗病性存在制約；課題組通過引進一種新型、環(huán)保的土壤真菌——印度梨形孢，充分利用當(dāng)?shù)刈匀毁Y源優(yōu)勢，研究印度梨形孢在馬鈴薯農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的抗干旱、抗?jié)?、抗病蟲害作用；研究改變傳統(tǒng)種植施肥模式，減少農(nóng)藥、化肥的投入，降低生產(chǎn)成本，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。通過此次試驗，探索印度梨形孢在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用前景，以期為促進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，為推廣馬鈴薯綠色無公害種植提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地塊選擇及材料來源

1.1.1 地塊選擇

以安順市西秀區(qū)楊武鄉(xiāng)順河村馬鈴薯種植基地為依托，根據(jù)地塊的肥力及傳統(tǒng)種植情況等隨機選擇3塊土地作為項目試驗地，分為旱地（Ⅰ）、低洼地（Ⅱ）、常規(guī)地（Ⅲ），所選的試驗地面積均等。

1.1.2 材料來源

“威芋5號”一級脫毒馬鈴薯由貴州省農(nóng)科院馬鈴薯研究所提供，原料采自貴州省威寧縣脫毒馬鈴薯基地。供試營養(yǎng)液由西南大學(xué)生物工程學(xué)院提供。試驗地所用農(nóng)藥具體為硫酸鉀型復(fù)合肥、鋅硫磷、甲基硫菌靈、農(nóng)用鏈霉素、滑石粉、黑膜、尿素等，由試驗所在地村委提供。

1.2 試驗設(shè)計

在同一地塊設(shè)置一個對照組和3個處理組，分別為A（對照組）：傳統(tǒng)種植法（生長期用化肥、農(nóng)藥或除草劑等）；B：使用印度梨形孢浸泡馬鈴薯切面處理（生長期不用化肥、農(nóng)藥或除草劑等）；C：傳統(tǒng)種植法+印度梨形孢浸泡馬鈴薯切面處理（生長期用化肥、農(nóng)藥或除草劑等）；D：傳統(tǒng)種植法+印度梨形孢浸泡馬鈴薯切面處理（生長期只用化肥，不用農(nóng)藥或除草劑等）。本試驗采用拉丁方設(shè)計，設(shè)3個地塊（旱地、低洼地/澇地、常規(guī)地），每個地塊中每個處理設(shè)4次重復(fù)，每個地塊面積為1 070 m2。每個小地塊寬3 m、長22.22 m，面積為66.7 m2。

1.3 田間管理及指標(biāo)測定

1.3.1 氣象和地理數(shù)據(jù)

記錄馬鈴薯種植區(qū)域的氣溫、降雨量、海拔、試驗地含水量等。

1.3.2 試驗準(zhǔn)備和栽培管理

（1）試驗準(zhǔn)備：栽種前根據(jù)試驗設(shè)計按照試驗地的海拔及含水量選取3個面積基本相等的試驗地塊（旱地、低洼地、常規(guī)地），并按照栽種要求將試驗地進行翻土、起壟。栽種前準(zhǔn)備好切刀及切板、0.5%高錳酸鉀溶液或75%酒精等消毒液及相關(guān)勞作農(nóng)具。

（2）栽培管理：選種及切塊：剔除病薯，爛薯。盡量選用整薯播種，切塊種薯切塊時根據(jù)薯塊的大小和芽眼的分布要采取橫豎切或環(huán)切等不同的切塊方法。盡量減小傷口面積，不要切成條狀或片狀，每個切塊必須含有1～2個芽眼，平均單塊質(zhì)量達35～45 g（1兩左右）。切塊過程要注意切刀消毒，可使用0.5%高錳酸鉀溶液或75%酒精不斷浸泡或擦洗消毒。

（3）拌種包衣：通過給切好的薯塊“穿衣服”來防治細(xì)菌病害和真菌病害。采用藥劑為農(nóng)用鏈霉素（廣譜性細(xì)菌殺菌劑）和70%甲基硫菌靈（廣譜性真菌殺菌劑）可濕性粉劑，附著劑為滑石粉。

（4）播種方式：單壟雙行，1.2 m開廂，窄行0.4 m，起壟栽培，株距25 cm，密度4 000株/0.067 hm2左右。施肥：0.067 hm2施腐熟有機肥1 500～2 000 kg，并施優(yōu)質(zhì)復(fù)合肥75～100 kg作基肥。

1.3.3 物候期

播種期：播種當(dāng)天的日期。出苗期：小區(qū)出苗率達50%的日期?，F(xiàn)蕾期：50%的植株顯蕾的日期。開花期：50%的植株開花的日期。成熟期：小區(qū)50%葉子變黃的日期。生育期：出苗到成熟或植株死亡或收獲的日期。當(dāng)馬鈴薯植株60%的葉片變黃時馬鈴薯達到成熟期。在此幾個物候期記錄幾種栽種處理出現(xiàn)時間的差異。

1.3.4 塊莖性狀

塊莖大小整齊度：收獲時調(diào)查。分為：不整齊、中等和整齊。薯型：圓、扁圓、長圓、卵圓、長卵圓、橢圓和長橢圓等。皮色：乳白色、淡黃色、黃色、褐色、粉色、紅色、紫紅色、紫色、深紫色和其他。肉色：白色、乳白色、淡黃色、黃色、紅色、淡紫色、紫色和其他薯皮類型：光滑、粗糙、略麻皮、麻皮和重麻皮及其他。芽眼深淺：外突、淺、中、深和很深。商品薯率：收獲時塊莖按大小分級后稱質(zhì)量，計算商品薯。

1.3.5 主要病害及產(chǎn)量調(diào)查

如實記錄生產(chǎn)過程中遇到的病蟲害。每個小區(qū)挖取薯塊，稱其質(zhì)量，扣除15%誤差，計算產(chǎn)量。

1.3.6 指標(biāo)測定

主要包括單株結(jié)薯數(shù)、大中薯率、單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量、淀粉含量、還原性糖含量、蛋白質(zhì)含量等。

1.4 統(tǒng)計方法

采用Excel2003軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用SPSS18.0進行描述性統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗區(qū)域環(huán)境參數(shù)

由表可知，試驗地塊的年平均溫度為20.39℃，平均相對濕度為74.7%，平均溫濕指數(shù)為66.97。溫濕指數(shù)計算公式為：THI=0.81×T+（0.99×T-14.3）×RH/100+46.3。試驗地塊及試驗處理對馬鈴薯物候期出現(xiàn)時間無明顯影響。

表1 試驗地塊物候狀況Tab.1 Phenological status of test plot

2.2 印度梨形孢對常規(guī)地威芋5號脫毒馬鈴薯的影響

2.2.1 常規(guī)地與旱地不同處理組單株產(chǎn)量對比情況

3個試驗地塊不同處理組的單株產(chǎn)量對比情況見表2，統(tǒng)計結(jié)果見圖1。

表2 常規(guī)地與旱地不同處理組單株產(chǎn)量對比表Tab.2 Comparison of yield per plant

分析結(jié)果表明：通過不同濃度及不同生育時期、不同水分與干旱脅迫條件下噴施印度梨形孢營養(yǎng)液對馬鈴薯產(chǎn)量的影響，常規(guī)地和旱地不同處理組單株產(chǎn)量對比得出，加入印度梨形孢以后馬鈴薯產(chǎn)量有所增加，加入印度梨形孢營養(yǎng)液后，在旱地仍能保持較好的產(chǎn)量，表明印度梨形孢對于馬鈴薯抗旱增產(chǎn)具有積極的作用。同時表明，印度梨形孢與農(nóng)用化肥在馬鈴薯種植上發(fā)揮協(xié)同作用，可共同促進馬鈴薯生長。

2.2.2 常規(guī)地與旱地不同處理組總產(chǎn)量對比情況

3個試驗地塊不同處理組的總產(chǎn)量對比情況見表3，統(tǒng)計結(jié)果見圖2。

分析得出：與對照組相比，添加了印度梨形孢營養(yǎng)液后，旱地的總產(chǎn)量高于常規(guī)地塊。說明在苗期、塊莖形成期分階段追施印度梨形孢菌肥可以促進馬鈴薯生長，最終提高馬鈴薯的總產(chǎn)量。充分表明營養(yǎng)液對于旱地可以發(fā)揮很好的促生長作用。本研究可為提高馬鈴薯抗旱增產(chǎn)能力，實現(xiàn)馬鈴薯穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

表3 常規(guī)地與旱地不同處理組總產(chǎn)量對比Tab.3 Comparison of total output

2.2.3 常規(guī)地和旱地添加印度梨形孢對爛薯率的影響

3個試驗地塊不同處理組對爛薯率的影響見表4，統(tǒng)計結(jié)果見圖3。

表4 常規(guī)地和旱地添加印度梨形孢對爛薯率的影響Tab.4 Effect of piriformis indica on rotten potato rate

結(jié)果表明：旱地和常規(guī)地添加印度梨形孢營養(yǎng)液之后，兩種地塊爛薯率顯著降低。說明適當(dāng)添加印度梨形孢營養(yǎng)液有助于改善馬鈴薯的生長狀況。

2.2.4 印度梨形孢在常規(guī)地對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

印度梨形孢在常規(guī)地對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響統(tǒng)計結(jié)果見表5。

表5 印度梨形孢在常規(guī)地對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Tab.5 Effect of piriformis indica on yield components of potato in conventional field

統(tǒng)計結(jié)果表明，3個處理中，處理2和處理3單株結(jié)薯數(shù)均有所提高。處理2產(chǎn)量最高，較對照組增產(chǎn)50.6%（P＜0.05）；其次為處理3，較對照組增產(chǎn)28.91%，差異顯著（0.01＜P＜0.05）。處理2和處理3單株結(jié)薯數(shù)均顯著高于對照組（0.01＜P＜0.05），進而提高產(chǎn)量。

2.2.5 印度梨形孢在旱地對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

印度梨形孢在旱地對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響統(tǒng)計結(jié)果見表6。

表6 印度梨形孢在旱地對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Tab.6 Effects of piriformis indica on yield components of potato in dry land

通過印度梨形孢在常規(guī)地和旱地對馬鈴薯產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響分析可以得出，在旱地和常規(guī)地添加印度梨形孢營養(yǎng)液均能提高單株結(jié)薯數(shù)、大中薯數(shù)和產(chǎn)量。印度梨形孢營養(yǎng)液在旱地對于提高單株結(jié)薯數(shù)、大中薯數(shù)、大中薯率和產(chǎn)量優(yōu)勢較常規(guī)地明顯。表明，在苗期，噴施植物生長營養(yǎng)液對正常供水的馬鈴薯生理特性無顯著影響，對干旱處理的影響較大。

2.2.6 印度梨形孢對馬鈴薯品質(zhì)的影響

統(tǒng)計印度梨形孢處理對馬鈴薯品質(zhì)的影響，結(jié)果見表7。

表7 印度梨形孢在常規(guī)地對馬鈴薯品質(zhì)的影響Tab.7 Effect of piriformis indica on potato quality in conventional cultivation

統(tǒng)計結(jié)果分析得出，在常規(guī)地添加印度梨形孢營養(yǎng)液種植馬鈴薯效果比旱地好。蛋白質(zhì)含量高低反映植物代謝能力強弱。淀粉含量、還原糖含量是衡量馬鈴薯品質(zhì)的重要指標(biāo)。由表7可知，施用印度梨形孢生物菌肥能顯著提高馬鈴薯塊莖的淀粉含量、還原糖、蛋白質(zhì)含量。常規(guī)地，淀粉含量處理1和處理2分別較對照組提高15%、9.4%；蛋白質(zhì)含量分別較對照提高6%、7.25%。分析得出，旱地淀粉含量較對照組最高增加14.4%，常規(guī)地淀粉含量較對照組最高增加28.89%，旱地還原糖含量較對照組最高增加66.67%；常規(guī)地淀粉含量較對照組最高增加16.67%，旱地蛋白質(zhì)含量較對照組最高增加42.86%，常規(guī)地淀粉含量較對照組最高增加26.67%。

2.2.7 常規(guī)地和旱地添加不同組分對馬鈴薯畸形薯率（%）的影響

統(tǒng)計常規(guī)地和旱地添加不同組分對馬鈴薯畸形薯率的影響，結(jié)果見表8。

表8 常規(guī)地和旱地添加不同組分對馬鈴薯畸形薯率（%）的影響Tab.8 Effect of adding different components on abnormal rate of potato

通過分析得出，添加不同組分的印度梨形孢營養(yǎng)液后，常規(guī)地的馬鈴薯畸形薯率顯著降低。對于旱地影響不大，說明該組分營養(yǎng)液在旱地改善馬鈴薯畸形薯率方面影響不大。

2.2.8 印度梨形孢對低洼地種植威芋5號脫毒馬鈴薯的影響

本試驗在試驗期間，試驗組專門用一塊低洼地來驗證印度梨形孢對馬鈴薯生長的抗?jié)匙饔?。實驗結(jié)果表明，印度梨形孢對于馬鈴薯的生長具有一定的抗?jié)匙饔?，但由于低洼地長期積水，低洼試驗地排水困難，試驗地積水時間超過了印度梨形孢抗?jié)车淖饔脮r間，最后低洼地馬鈴薯產(chǎn)量較低，故沒有作進一步的分析。

3 討論

本研究表明，在威芋5號脫毒馬鈴薯的不同生長時期添加印度梨形孢營養(yǎng)液，可以有效促進馬鈴薯的生長，改善土壤板結(jié)情況，改善薯行，提高淀粉和蛋白質(zhì)含量，最終提高產(chǎn)量。印度梨形孢是一種可以離體培養(yǎng)的真菌，有別于叢枝菌根真菌[3]。因此，可將該真菌制成生物菌肥、生物保護劑、或生物調(diào)節(jié)劑，應(yīng)用于大田生產(chǎn)，對于指導(dǎo)干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義[4]。有研究表明：該菌能促進12科24種植物的生長，并能誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性和提高對逆境脅迫的忍耐性，加快插枝側(cè)根的形成和促進微繁殖植物的硬化[5-6]。該菌在根分化區(qū)定殖的量高于根尖片斷的量，在該菌與植物根部早期的識別過程中，涉及多種蛋白[7]。有研究表明，使用印度梨形孢對營養(yǎng)元素的吸收來促進馬鈴薯生長并提高產(chǎn)量，提高抗旱、抗?jié)?、抗病能力，增產(chǎn)增收產(chǎn)生的經(jīng)濟效益，改良貧瘠土地，防止土壤板結(jié)的經(jīng)濟效益[8-9]。研究表明，苗期和塊莖形成期追施印度梨形孢菌肥，馬鈴薯淀粉含量、還原性糖含量、蛋白含量均高于對照。這與門福義等研究結(jié)果相似，且印度梨形孢增產(chǎn)提質(zhì)效果明顯優(yōu)于追施其他肥料[9]。印度梨形孢可以作為生物改良因子，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，用生物菌肥代替化肥，可以減少環(huán)境污染、土壤污染，符合生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展要求。

4 研究結(jié)論

（1）印度梨形孢營養(yǎng)液對不同生長時期的馬鈴薯具有促進作用，對提高馬鈴薯產(chǎn)量的效果顯著，其中常規(guī)地對馬鈴薯產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為：“印度梨形孢+農(nóng)藥+化肥＞印度梨形孢+化肥＞印度梨形孢＞對照組”；旱地對馬鈴薯產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為：“印度梨形孢+農(nóng)藥+化肥＞印度梨形孢＞印度梨形孢+化肥＞對照組”。

（2）在栽種時、苗期及塊莖形成期添加印度梨形孢營養(yǎng)液，馬鈴薯單株結(jié)薯數(shù)、大中薯率、單株產(chǎn)量、淀粉含量、還原性糖含量、蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照組。

（3）印度梨形孢營養(yǎng)液對不同生長時期的馬鈴薯具有促進生長作用，提高馬鈴薯產(chǎn)量的效果，其中不同地塊以“常規(guī)地—印度梨形孢+農(nóng)藥+化肥”處理效果最佳。

（4）印度梨形孢營養(yǎng)液對不同生長時期的馬鈴薯具有促進生長作用，提高馬鈴薯產(chǎn)量的效果，其中不同地塊以“常規(guī)地—印度梨形孢+農(nóng)藥+化肥”處理效果最佳。在苗期和塊莖形成期添加印度梨形孢營養(yǎng)液，馬鈴薯產(chǎn)量、大中薯率、淀粉含量、還原性糖含量、蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照組。