叢枝菌根菌劑對春大棚黃瓜生長和品質(zhì)的影響

郭 芳，王鐵臣，趙 鶴，徐 進(jìn)，王書娟，祝 寧

（1.北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京100029；2.延慶區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，北京102100；3.昌平區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京102200）

黃瓜是我國大宗蔬菜之一，在設(shè)施蔬菜中占有重要地位。隨著生活水平的提高，蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)和口感風(fēng)味日益受到人們關(guān)注。叢枝菌根真菌（AM）是普遍存在于土壤中的一種真菌類，能與絕大多數(shù)高等植物形成菌根共生體系-叢枝菌根，增加了植物根部的吸收面積和能力，促進(jìn)水分和營養(yǎng)元素的吸收，促進(jìn)寄主植物的生長發(fā)育，增強(qiáng)植物的抗逆能力[1-3]。AM真菌具有豐富的多樣性，目前全世界被發(fā)現(xiàn)的大約有260種[4]，其中，摩西球囊霉（Glomus mosseae）是AM真菌類群球囊霉目的一種[5]。由于蔬菜的經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，AM真菌在蔬菜作物上的應(yīng)用較多[6-7]，AM真菌在黃瓜栽培中的應(yīng)用早有報(bào)道[8-11]，但不同的AM真菌菌種對土壤生態(tài)條件適應(yīng)性不同，自然土壤中含有本地土著AMF以及其他共生菌類對菌根的功效有一定影響[12]。

本研究針對供試摩西球囊霉類AM菌劑產(chǎn)品設(shè)計(jì)田間試驗(yàn)，比較不同施用方法對黃瓜長勢、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響，研究其在大棚黃瓜上的應(yīng)用效果，為實(shí)際生產(chǎn)中摩西球囊霉類AM菌劑產(chǎn)品的應(yīng)用和推廣提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019年4—9月在北京茂源廣發(fā)種植專業(yè)合作社進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為褐土，pH值7.24，有機(jī)質(zhì)64.5 g/kg，全氮0.431%，有效磷409 mg/kg，速效鉀2.95×103mg/kg，EC值為389 μS/cm。

1.2 試驗(yàn)材料

黃瓜品種為黃瓜金胚98，購自北京中研惠農(nóng)種業(yè)有限公司。叢枝菌根（AM）菌劑的菌種為摩西球囊霉（Glomus mosseae），由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜系李志芳教授提供。

1.3 試驗(yàn)方法

2019年4月12 日定植，采用小高畦，種植密度為4.95萬株/hm2，行距75 cm，株距25 cm。采用滴灌，不同處理水肥管理相同。

1.3.1 叢枝菌根菌劑的育苗試驗(yàn) 在塑料大棚采用基質(zhì)培育幼苗。設(shè)2個處理，分別為：ST.菌劑與基質(zhì)混合，每盤混拌50 g叢枝菌根菌劑，培育菌根苗；SCK.滅菌菌劑（160℃高溫2 h）與基質(zhì)混合，每盤混拌50 g叢枝菌根菌劑，作為對照。每個處理3盤重復(fù)，每盤72穴。

定植前每個處理選2株，測定幼苗的株高、莖葉鮮質(zhì)量、根系鮮質(zhì)量、根長、根表面積、根體積。

幼苗期測定菌根侵染率，采用曲利苯藍(lán)染色法及根段侵染率加權(quán)法。根據(jù)菌根侵染強(qiáng)弱將其分為5個等級：1級（0≤侵染率＜1%）、2級（1%≤侵染率＜20%）、3級（20%≤侵染率＜40%）、4級（40%≤侵染率＜60%）、5級（侵染率≥60%）[13]。每個處理選3株。

1.3.2 叢枝菌根菌劑的移栽試驗(yàn) 幼苗移栽前每穴施用菌劑，共設(shè)4個處理，分別為：PST5.ST處理的菌根苗，定植時每穴施5 g的叢枝菌根菌劑；PT25.普通基質(zhì)育苗，定植時每穴施25 g的叢枝菌根菌劑；PT75.普通基質(zhì)育苗，定植時每穴施75 g叢枝菌根菌劑叢枝菌根菌劑；PT125.普通基質(zhì)育苗，定植時每穴施125 g；PCK.普通基質(zhì)育苗，定植時每穴施25 g滅菌菌劑作為對照。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個處理3行，每行16棵，重復(fù)3次。

盛果期測定各處理植株菌根侵染率，方法同幼苗期，每個處理3株。每小區(qū)隨機(jī)選定4株，在定植初期（4月29日）、結(jié)果盛期（7月15日），記錄黃瓜株高和節(jié)位數(shù)。結(jié)果期持續(xù)記錄各小區(qū)產(chǎn)量。

Vc采用2，6-二氯靛酚滴定法測定，可溶性固形物采用手持折光儀測定，可溶性糖采用蒽酮比色法測定，游離氨基酸采用分光光度法測定，反，順-2，6-壬二烯醛采用氣質(zhì)聯(lián)用法（GCMS）測定，硝酸鹽和亞硝酸鹽采用離子色譜法測定。以上品質(zhì)指標(biāo)測定均在國家蔬菜工程技術(shù)研究中心營養(yǎng)品質(zhì)實(shí)驗(yàn)室完成。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010和SPSS 26.0軟件，采用單因素方差分析（P＜0.05），選用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 育苗期施用菌劑對黃瓜幼苗的影響

2.1.1 幼苗侵染率 由表1可知，ST幼苗根系侵染率為24.10%，顯著高于SCK的侵染率（2.03%），說明菌劑處理ST形成了菌根共生體。

表1 AM菌劑育苗根系侵染率情況

2.1.2 菌劑處理對黃瓜幼苗生長的影響 從表2可以看出，與對照SCK相比，菌劑處理ST對黃瓜幼苗多個生長指標(biāo)有顯著影響，其中，ST處理株高（12.8 cm）、地上部鮮質(zhì)量（2.81 g）、根部鮮質(zhì)量（0.66 g）及根冠比（0.235），顯著高于對照SCK的株高（11.95 cm）、地上部鮮質(zhì)量（2.52 g）、根部鮮質(zhì)量（0.51 g）及根冠比（0.202），但莖粗、地上部和根部的干質(zhì)量與對照差異不顯著。ST的壯苗指數(shù)為0.834，略高于對照（0.812），差異不顯著。

表2 AM菌劑對黃瓜幼苗生長的影響

從表3可以看出，與對照相比，菌劑處理ST對黃瓜幼苗根系表面積和根長的影響差異顯著，而體積、平均直徑與SCK差異不顯著。

表3 AM菌劑對黃瓜幼苗根系生長的影響

2.2 定植前穴施菌劑對黃瓜長勢、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響

2.2.1 不同處理黃瓜根系侵染率比較 根系侵染率反映了菌根真菌與植物根系之間的親和程度[14]。由表4可知，各處理的侵染率在12.20%～28.84%，定植后棚內(nèi)土壤中存在土著的叢枝菌根真菌也能造成侵染，但是侵染率較低，說明菌劑處理形成了菌根共生體。其中，PCK、PT25、PT75處理侵染率分別為12.20%、17.33%和18.32%，侵染強(qiáng)度為2級；PT125和PST5侵染率分別為28.84%和26.67%，侵染強(qiáng)度為3級，均顯著高于對照，說明土壤栽培下施用該AM菌劑，能顯著提高黃瓜根系A(chǔ)M侵染率。

表4 盛果期黃瓜根系侵染率

2.2.2 不同處理對黃瓜植株長勢的影響 由表5可知，定植初期各處理株高和節(jié)位數(shù)差異不顯著。盛果期PT25株高顯著小于其他處理，比對照PCK小15.1 cm；菌劑顯著降低了植株節(jié)位數(shù)，菌劑處理節(jié)位數(shù)平均為39個，與對照差異明顯，比對照PCK少約3個節(jié)位，分析可能根部穴施菌劑有抑制植株徒長的作用。

表5 AM菌劑對黃瓜長勢的影響

2.2.3 不同處理對黃瓜根系鮮干質(zhì)量的影響 由表6可知，在根系鮮質(zhì)量方面，施用菌劑各處理與PCK（19.00 g）間差異顯著，其中，PST5處理鮮質(zhì)量（30.03 g）為最高，PT25、PT75和PT125分別為22.67、21.73和22.07 g，三者間差異不顯著。PST5處理根系 干 質(zhì) 量 顯 著 高 于 其 他 處 理，PT25、PT75、PT125與PCK無顯著差異，PCK干質(zhì)量最低，為1.94 g。

表6 AM菌劑對黃瓜根系及地上部干鮮質(zhì)量的影響g

由表6可知，PST5、PT25、PT75、PT125鮮質(zhì)量分別為652.3、497.7、482.1、538.0 g，PST5顯著高于PT25、PT75、PT125，且顯著高于對照PCK（416.0g）。在地上部干質(zhì)量方面，PST5為56.5 g，PT125為51.7 g，二者間差異不顯著，PT25為45.9 g，這3個處理均顯著高于對照PCK（33.7 g），而PT75與PCK間差異不顯著。

2.2.4 不同處理對黃瓜品質(zhì)的影響 由表7可知，PCK的Vc含量最高，為9.89mg/100g，PST5、PT75、PT125的Vc含量略低于對照，但差異不顯著，PT25最低，為8.37 mg/100 g，較PCK少1.52 mg/100 g；PT25處理的可溶性糖含量最低（1.79 mg/100 g），其他處理間差異不顯著；游離氨基酸、可溶性固形物含量各處理間差異不顯著；黃瓜風(fēng)味物質(zhì)反，順-2，6-壬二烯醛含量方面，PST5處理為17.68%，顯著高于對照和其他處理；亞硝酸鹽含量方面，PT125為0.159 mg/kg，顯著低于對照PCK（0.539 mg/kg）和PT2（50.588 mg/kg），PST5和PT75處理介于PCK和PT125之間，分別為0.302、0.334 mg/kg；PST5的 硝 酸 鹽 含 量 最 高，為382.39 mg/kg，PT75和PT125則顯著低于對照PCK，含量分別為116.61、186.22 mg/kg。以上結(jié)果初步說明，施用菌劑降低了Vc含量，提高了反，順-2，6-壬二烯醛含量，而PT75和PT125果實(shí)亞硝酸鹽和硝酸鹽含量均顯著低于其他處理。

表7 AM菌劑不同處理對黃瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

2.2.5不同處理對黃瓜產(chǎn)量的影響 由圖1可知，PST5、PT25、PT75、PT125、PCK處理產(chǎn)量分別為183 590.4、179 803.7、182 175.5、184 042.1、175 457.4 kg/hm2，各處理分別比對照產(chǎn)量提高了4.6%、2.5%、3.8%、4.9%，其中，PT125處理產(chǎn)量最高，其次為PST5處理，說明AM菌劑處理對于提高黃瓜產(chǎn)量有一定效果。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同菌劑處理對黃瓜幼苗生長指標(biāo)的影響

本研究表明，育苗期施用供試摩西球囊霉類AM菌劑，能夠提高基質(zhì)育苗中菌根苗的侵染率，是對照侵染率的11.9倍，顯著提高了黃瓜幼苗株高、鮮質(zhì)量、根冠比、根系表面積和根長等多個生長指標(biāo)，壯苗指數(shù)略高于對照，表明供試菌劑對于黃瓜幼苗生長具有促進(jìn)作用。而已有研究中接種AMF菌劑可以使黃瓜幼苗地上和地下部分干物質(zhì)質(zhì)量明顯上升[11]，但在本試驗(yàn)中幼苗干質(zhì)量方面，菌根苗與對照差異沒有達(dá)到顯著水平，這可能是由于苗期取樣較早，根系侵染率較低有關(guān)，AM菌劑對于黃瓜幼苗干物質(zhì)的積累作用沒有達(dá)到顯著效果。

3.2 不同菌劑處理對黃瓜植株長勢、營養(yǎng)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

移栽定植前穴施菌劑一定程度增加了黃瓜根系A(chǔ)M侵染率，PT125和PST5侵染率最高，分別為28.84%和26.67%，強(qiáng)度為3級，但相較于以往研究中36%以上的侵染率[8，11，15]，強(qiáng)度水平偏低。有研究表明，菌根侵染率的高低與植物種類、品種有關(guān)，還與外界環(huán)境等因素有關(guān)[16]，AM菌劑在低肥力水平下促生效果更為顯著[16-17]，而本試驗(yàn)在成熟蔬菜基地的生產(chǎn)大棚中進(jìn)行，試驗(yàn)棚土壤肥力水平普遍較高，可能會在一定程度上影響菌劑效果的發(fā)揮[17]。

施用菌劑提高了風(fēng)味物質(zhì)反，順-2，6-壬二烯醛[18]含量，果實(shí)亞硝酸鹽和硝酸鹽含量降低（PT75和PT125），營養(yǎng)品質(zhì)得到改善，這與以往研究一致[9，17]。但菌劑處理降低了Vc含量，且對游離氨基酸、可溶性固形物含量影響不大，與任志雨等[9]和呂桂云等[8]研究結(jié)果不同，分析這可能與品種或大棚肥力條件等有關(guān)。

AM菌劑處理PT125和PST5分別比對照增產(chǎn)4.9%和4.6%。結(jié)果與呂桂云等[8]研究一致，但增產(chǎn)率低，可能與大棚肥力條件有關(guān)[12]。

本研究表明，育苗時混拌50 g/盤AM菌劑，定植穴施5 g和定植穴施125 g處理綜合表現(xiàn)相對較好，可作為推薦方法和用量。PST5處理菌劑用量少，使用效果與PT125處理相近。但該結(jié)論在不同地區(qū)不同環(huán)境和肥力條件下，菌劑效果會有所差異，因此，未來還需要對不同茬口和肥力條件下，適宜的AM菌劑施用方案進(jìn)行進(jìn)一步試驗(yàn)，為大棚黃瓜高品質(zhì)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。