叢枝菌根真菌(AMF)對(duì)烤煙生長(zhǎng)及煙葉養(yǎng)分積累的影響

羅 杰， 朱春波， 董 清， 馬 駿

(1.黔西南州煙草公司興義市分公司， 貴州 黔西南 562400； 2.貴州省煙草公司黔西南州公司， 貴州 黔西南 562400)

烤煙是貴州省的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，是當(dāng)?shù)厝罕娒撠毤霸鍪罩赂坏闹匾еa(chǎn)業(yè)。近年來(lái)，由于土地資源稀缺及煙區(qū)轉(zhuǎn)移，烤煙連作現(xiàn)象較嚴(yán)重，導(dǎo)致煙地土壤理化性狀改變，養(yǎng)分嚴(yán)重失調(diào)，病蟲(chóng)害逐年加重，煙株的田間長(zhǎng)勢(shì)及煙葉產(chǎn)質(zhì)量明顯下降[1-2]，給烤煙生產(chǎn)造成很大影響[3]。叢枝菌根(Arbuscular mycorrhiza，簡(jiǎn)稱(chēng)AM)是自然界中分布非常廣泛的一類(lèi)菌根，叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi，簡(jiǎn)稱(chēng)AMF)可以與陸地上90%以上的植物根系共生，并建立相互有利、互為條件的生理整體，對(duì)生態(tài)環(huán)境修復(fù)具有非常重要的作用[4-5]。李秋玲等[6-8]研究表明，叢枝菌根真菌(AMF)可降解土壤中的有毒有機(jī)物，促進(jìn)化學(xué)農(nóng)藥的降解和轉(zhuǎn)化，降低土壤和農(nóng)產(chǎn)品中化學(xué)農(nóng)藥殘留量。煙草是AMF的共生植物之一，對(duì)菌根依賴(lài)性較強(qiáng)，容易與AMF共生[5]。AMF與烤煙根系形成菌根后，能活化根系周?chē)鸂I(yíng)養(yǎng)元素，提高養(yǎng)分利用率，促進(jìn)煙株生長(zhǎng)及鉀素積累[9-10]，增強(qiáng)其抗病性，提高抗逆性，改善根際微域環(huán)境，從而提高煙葉產(chǎn)量和產(chǎn)值[11-13]，改善煙葉品質(zhì)[12]。

目前，關(guān)于AMF在烤煙生產(chǎn)上的應(yīng)用研究主要集中在對(duì)烤煙幼苗生長(zhǎng)、生理指標(biāo)、營(yíng)養(yǎng)元素吸收、大田生長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)性狀的影響等方面[9-13]，而對(duì)烤煙生長(zhǎng)及煙葉主要養(yǎng)分積累的影響方面鮮見(jiàn)研究報(bào)道。為此，采用大田試驗(yàn)方法，研究不同AMF對(duì)烤煙生長(zhǎng)及煙葉養(yǎng)分積累的影響，以期為AMF在烤煙生產(chǎn)上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

2018年4-9月在貴州省黔西南州貞豐縣者相基地(N 25°21′34″、E 105°27′47″)進(jìn)行田間試驗(yàn)，其地勢(shì)基本平坦，灌排方便；海拔1 259 m，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫17.96℃，年平均降水量1 348.17 mm，無(wú)霜期260～340 d，年日照時(shí)數(shù)1 201.02～1 740.34 h；植煙土壤為當(dāng)?shù)卮硇渣S壤，土壤pH 6.6，有機(jī)質(zhì)43.14 g/kg，全氮2.13 g/kg，堿解氮131.26 mg/kg，有效磷14.46 mg/kg，速效鉀156.92 mg/kg。

1.2 材料

1.2.1 烤煙品種 供試烤煙品種為K326和紅花大金元(簡(jiǎn)稱(chēng)紅大)，均由云南玉溪中煙種子有限責(zé)任公司提供。

1.2.2 AMF菌株 BEG Number 171(簡(jiǎn)稱(chēng)BEG-171)和BEG Number 180(簡(jiǎn)稱(chēng)BEG-180)均為摩西球囊霉，均由貴州省煙草科學(xué)研究院分離、鑒定、保存；真菌菌劑是以白三葉草為寄主將原種擴(kuò)大繁殖的含有白三葉草植物根段、相應(yīng)菌根真菌孢子及根外菌絲體的根際土壤。

1.2.3 基質(zhì) 烤煙漂浮育苗專(zhuān)用基質(zhì)，由昆明愛(ài)摩爾科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.2.4 育苗肥 育苗前期肥(N∶P2O5∶K2O=15∶20∶10)和育苗中后期肥(N∶P2O5∶K2O=8∶22∶18)，昆明愛(ài)摩爾科技開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.3 方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，不接種AMF菌株為對(duì)照(CK)；T1，接種BEG-180；T2，接種BEG-171。BEG-180和BEG-171接種量均以其擴(kuò)繁菌劑與育苗基質(zhì)按1∶5(V∶V)比例充分混勻裝盤(pán)。3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，4行區(qū)，小區(qū)面積24 m2，2個(gè)烤煙品種共計(jì)18個(gè)小區(qū)。各處理煙株行距1.2 m，株距0.5 m，種植密度16 500 株/hm2，2018年4月28日移栽，9月11日采收結(jié)束；氮、磷、鉀肥施用量與當(dāng)?shù)責(zé)熑~生產(chǎn)一致[14]，菌根苗的培育管理措施按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)漂浮育苗技術(shù)規(guī)程執(zhí)行，其余田間管理措施按當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。

1.3.2 項(xiàng)目考察與測(cè)定

1) 根系侵染率。大田移栽6周后，用酸性品紅法測(cè)定菌根苗的真菌侵染率，采用根段頻率標(biāo)準(zhǔn)法[15-16]，估算煙苗根系A(chǔ)MF侵染率。

菌根侵染率=∑[(0%×根斷數(shù)+10%×根斷數(shù)+…+100%×根斷數(shù))]/觀察總根段數(shù)×100%

2) 農(nóng)藝性狀與煙葉經(jīng)濟(jì)性狀。因數(shù)據(jù)不完整，只分析K326的農(nóng)藝性狀和煙葉經(jīng)濟(jì)性狀。在煙株打頂后按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/142-2010[17]，分別選取具有代表性煙株10株進(jìn)行農(nóng)藝性狀調(diào)查，記錄其株高、有效葉片數(shù)、莖圍、最大葉長(zhǎng)和葉寬，并計(jì)算最大葉面積和葉面積系數(shù)。

最大葉面積=最大葉長(zhǎng)×最大葉寬×0.634 5

葉面積系數(shù)=(平均單葉面積×單株葉數(shù)×株數(shù))/取樣的土地面積

根據(jù)烤煙國(guó)標(biāo)42級(jí)[18]及2018年國(guó)家烤煙收購(gòu)價(jià)格，逐炕分處理分級(jí)測(cè)產(chǎn)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性狀統(tǒng)計(jì)分析。

3) 煙葉氮(N)、磷(P)、鉀(K)和鎂(Mg)的含量。X2F、C3F、B2F等級(jí)初烤煙葉送貴州省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站，參照文獻(xiàn)[19-21]的方法，用H2O2-H2SO4消解植株樣品，分別采用凱氏法、鉬銻抗比色法、火焰光度法和傅里葉變換近紅外光譜法測(cè)氮、磷、鉀和鎂的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 18.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)煙苗根系的侵染率

從表1可知，CK(未接種AMF)煙苗根系侵染率為0；T1和T2煙苗的根系侵染率分別為76%和77%，侵染效果較好，表明所用的真菌菌種均適宜當(dāng)?shù)乜緹熒a(chǎn)上應(yīng)用。

表1 接種不同叢枝菌根真菌煙苗根系的侵染率

2.2 不同處理對(duì)K326打頂后農(nóng)藝性狀的影響

從表2可知，不同處理K326打頂后株高、莖圍和有效葉數(shù)等農(nóng)藝性狀的變化。株高：不同處理為116.53～123.66 cm，依次為T(mén)1>T2>CK，各處理間差異不顯著。莖圍：不同處理為9.32～10.07 cm，依次為T(mén)2>T1>CK，各處理間差異不顯著。有效葉數(shù)：不同處理為21.2～22.2片，依次為T(mén)1>T2=CK，各處理間差異不顯著。最大葉長(zhǎng)：不同處理為74.28～81.44 cm，依次為T(mén)2>CK>T1，T2顯著長(zhǎng)于T1和CK，T1與CK間差異不顯著。最大葉寬：不同處理為36.54～40.43 cm，依次為T(mén)2>T1>CK，CK顯著小于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。最大葉面積：不同處理為1 727.95～2 089.17 cm2，依次為T(mén)2>T1>CK，T2顯著大于T1和CK，T1與CK間差異不顯著。綜合看，接種AMF菌劑后，可促進(jìn)打頂煙株莖葉生長(zhǎng)和提高葉片的開(kāi)張度。

表2 接種不同叢枝菌根真菌K326打頂后的農(nóng)藝性狀

2.3 不同處理對(duì)K326煙葉主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

不同處理K326煙葉的產(chǎn)量、產(chǎn)值和上等煙率等主要經(jīng)濟(jì)性狀的變化。產(chǎn)量和產(chǎn)值：T1最高，分別為2 388.45 kg/hm2和6 1877.25元/hm2；CK最低，分別為2 047.20 kg/hm2和53 439.75元/hm2；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。上等煙率：T1最高，為74.38%；CK最低，為67.25%；各處理間差異不顯著。中等煙率：T2最高，為25.41%；CK最低，為19.36%；各處理間差異不顯著。雜色煙率：CK最高，為13.39%；T1最低，為2.38%；CK顯著高于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。表明，接種AMF可提高煙葉的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，進(jìn)而提升煙葉經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

表3 接種不同叢枝菌根真菌K326煙葉的主要經(jīng)濟(jì)性狀

2.4 不同處理對(duì)各品種煙葉氮含量的影響

從表4可知，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉氮含量的變化。K326：X2F，T2最高，為1.44%；CK最低，為1.07%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T2最高，為1.42%；CK最低，為1.14%；T2顯著高于T1和CK，T1顯著高于CK。B2F，T2最高，為1.48%；CK最低，為1.42%；各處理間差異不顯著。紅大：X2F，T2最高，為1.10%；CK最低，為0.82%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T2最高，為1.34%；CK最低，為0.82%；T2顯著高于T1和CK，T1顯著高于CK。B2F，T1最高，為1.09%；CK最低，為0.98%；各處理間差異不顯著。表明，不同AMF菌劑對(duì)提高各部位煙葉氮含量具有明顯促進(jìn)作用，對(duì)中下部煙葉氮素含量提高的效果更好。

表4 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的氮含量

2.5 不同處理對(duì)各品種煙葉磷含量的影響

從表5看出，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉磷含量的變化。K326：X2F，T1最高，為0.39%；CK最低，為0.27%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T1最高，為0.34%；CK最低，為0.25%；T1顯著高于CK，T1與T2間和T2與CK間差異不顯著。B2F，T2最高，為0.33%；CK最低，為0.22%；T2顯著高于T1和CK，T1與CK間差異不顯著。紅大：X2F，T2最高，為0.23%；CK最低，為0.18%；T2顯著高于CK，T1與T2間和T1與CK間差異不顯著。C3F，T1最高，為0.33%；CK最低，為0.22%；T1顯著高于T2和CK，T2與CK間差異不顯著。B2F，T1最高，為0.39%；CK最低，為0.22%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。

表5 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的磷含量

2.6 不同處理對(duì)各品種煙葉鉀含量的影響

從表6看出，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉鉀含量的變化。K326：X2F，T1最高，為2.61%；CK最低，為2.02%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。C3F，T1最高，為2.47%；CK最低，為1.88%；T1顯著高于T2和CK，T2顯著高于CK。B2F，T1最高，為2.02%；CK最低，為1.86%；T1顯著高于CK，T1與T2間和T2與CK間差異不顯著。紅大：X2F，T1最高，為2.20%；CK最低，為1.48%；T1顯著高于T2和CK，T2與CK間差異不顯著。C3F，T1最高，為2.49%；CK最低，為1.70%；T1顯著高于T2和CK，T2顯著高于CK。B2F，T2最高，為2.56%；CK最低，為1.95%；CK顯著低于T1和T2，T1與T2間差異不顯著。表明，施用不同AMF均不同程度提高各部位煙葉的鉀含量，但不同烤煙品種各部位煙葉鉀積累效應(yīng)存在差異。

表6 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的鉀含量

2.7 不同處理對(duì)各品種煙葉鎂含量的影響

從表7可知，不同處理K326和紅大的X2F、C3F和B2F煙葉鎂含量的變化。K326：X2F，T1最高，為0.93%；CK最低，為0.55%；T1顯著高于T2和CK，T2與CK間差異不顯著。C3F和B2F，均以T2最高，分別為0.91%和0.73%；CK最低，分別為0.57%和0.61%；T1與T2間差異不顯著，二者顯著高于CK。紅大：X2F，T1最高，為0.67%；CK最低，為0.52%；T1與T2間差異不顯著，二者顯著高于CK。C3F，T1和T2最高，均為0.92%；CK最低，為0.72%；T1與T2間差異不顯著，二者顯著高于CK。B2F，T1最高，為0.74%；CK最低，為0.68%；各處理間差異均不顯著。表明，施用不同AMF均可提高各部位煙葉的鎂含量。

表7 接種不同叢枝菌根真菌初烤煙葉的鎂含量

3 結(jié)論與討論

大量研究表明[22-26]，烤煙接種AMF后，能促進(jìn)煙株的莖圍、株高、葉長(zhǎng)葉寬和葉面積等農(nóng)藝性狀的提高和增加，對(duì)烤煙生長(zhǎng)有促生作用；株高和莖圍是與產(chǎn)量和產(chǎn)值有密切關(guān)系的指標(biāo)，株高和莖圍在正常情況下與烤煙產(chǎn)量和產(chǎn)值成正相關(guān)[25]。研究結(jié)果表明，在苗期接種AMF可促進(jìn)打頂后煙株莖葉生長(zhǎng)，煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙率、中等煙率和黃煙率提高，對(duì)提高煙葉等級(jí)質(zhì)量，優(yōu)化煙葉等級(jí)結(jié)構(gòu)具有較好促進(jìn)作用。與王茂勝等[3-4,11,22,26-27]的研究結(jié)果一致。主要是由于AMF與煙草營(yíng)養(yǎng)根系形成菌根之后，增加了根系與土壤的接觸面積，活化土壤磷和鎂等養(yǎng)分，擴(kuò)大了根際吸收范圍，使原來(lái)對(duì)植物生長(zhǎng)無(wú)效的養(yǎng)分變?yōu)橛行юB(yǎng)分，促進(jìn)煙株快速生長(zhǎng)，增強(qiáng)煙株抗逆性，提高煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)[23-26]。

王剛等[28]研究指出，AM真菌可促進(jìn)烤煙對(duì)土壤中氮、磷、鉀、鎂和鐵等礦質(zhì)元素的吸收。研究結(jié)果表明，接種不同AMF均不同程度促進(jìn)各部位煙葉氮含量的積累，尤其促進(jìn)中下部葉氮含量的積累效果更明顯，與賀學(xué)禮等[25]研究結(jié)果相似。磷是煙草植株生長(zhǎng)發(fā)育的必需營(yíng)養(yǎng)元素之一，能促進(jìn)煙株的細(xì)胞分裂，縮短煙苗從移栽到成熟所需要的時(shí)間。如果缺少磷元素，煙株會(huì)出現(xiàn)發(fā)育不良、成熟遲緩，嚴(yán)重時(shí)甚至老葉出現(xiàn)葉斑、焦枯，使煙葉的產(chǎn)量和質(zhì)量都受到影響；菌根真菌可改善植物磷素營(yíng)養(yǎng)并促進(jìn)植物生長(zhǎng)[29]。研究結(jié)果表明，接種不同AMF均促進(jìn)不同烤煙品種各部位煙葉磷含量的積累，下部葉(X2F)的磷含量積累尤為顯著。與王剛等[28-29,31]研究結(jié)果相近。鉀在烤煙中是含量最豐富的陽(yáng)離子，而且在許多情況下甚至是烤煙體內(nèi)含量最高的礦質(zhì)元素[30,32]。研究結(jié)果表明，2種AMF均可不同程度提高不同品種上、中、下部位煙葉鉀的含量，與李登武[10,29]等的研究結(jié)果相近。鎂是作物生長(zhǎng)必需的大量元素，也是葉綠素的組成成分，能夠影響烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育及烤后煙葉的品質(zhì)[33]。研究結(jié)果表明，不同AMF均可一定程度提高不同品種各部位煙葉的鎂含量，與王剛等[28]研究結(jié)果基本一致。王剛等[28]還報(bào)道，各種礦質(zhì)元素在各葉位的分配比例及積累量因AM真菌與氮肥的不同組合而有差異；在煙草大田期接種AMF也有利于對(duì)礦質(zhì)元素的吸收，提高煙草產(chǎn)量及品質(zhì)，增加煙株抗病性及煙草對(duì)土壤重金屬耐性?？傮w看，不同AMF均對(duì)打頂后煙株莖葉生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，且明顯提高煙葉的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；同時(shí)，不同AMF的應(yīng)用也可促進(jìn)各部位煙葉氮、磷、鉀和鎂含量的積累，但不同AMF對(duì)不同烤煙品種各部位煙葉的養(yǎng)分積累效果存在差異。因此，在苗期接種AMF對(duì)促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)、提高煙農(nóng)經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)煙葉養(yǎng)分積累有較大的促進(jìn)作用。