印度梨形孢對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量品質(zhì)和相關(guān)生理指標(biāo)的影響

楊亞珍　張建民　向雪　余成勝　董社琴

摘要：設(shè)置4個(gè)試驗(yàn)組，CK為不施任何肥料的空白對(duì)照組，A組在幼苗期施用印度梨形孢（PirFormospora indica）菌劑，B組在馬鈴薯塊莖形成期施用印度梨形孢菌劑，c組在馬鈴薯苗期、塊莖形成期分階段施用印度梨形孢菌劑，探討印度梨形孢對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)和塊莖品質(zhì)的影響結(jié)果表明，苗期、塊莖形成期分階段追施印度梨形孢菌肥可以促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)，最終提高馬鈴薯產(chǎn)量。苗期和塊莖形成期追施印度梨形孢菌肥，馬鈴薯產(chǎn)量、大中薯率、淀粉含量、還原性糖含量均高于對(duì)照。施了印度梨形孢菌肥的馬鈴薯葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照。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。

關(guān)鍵詞：印度梨形孢；馬鈴薯；葉綠素；產(chǎn)量；品質(zhì)；生理指標(biāo)

中圖分類號(hào)：S532.01 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-1302（2015）05-0077-03

蔬菜地長(zhǎng)期過量施用化肥，不僅會(huì)對(duì)蔬菜造成危害，還會(huì)妨礙蔬菜對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，引起缺素癥。因此，蔬菜地應(yīng)最大限度地施用有機(jī)肥或其他生物肥料，代替化學(xué)肥料，減少化學(xué)肥料殘留。印度梨形孢（Piriformosporaindica）是根部?jī)?nèi)生真菌，可促進(jìn)植物生長(zhǎng)，改善作物品質(zhì)，提高植物抗逆性，應(yīng)用前景廣闊。印度梨形孢是近年發(fā)現(xiàn)的一種植物根部?jī)?nèi)生菌，據(jù)報(bào)道，印度梨形孢寄主范圍廣泛，在單子葉植物、雙子葉植物中均可定殖。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到目前為止約有150種植物可以與印度梨形孢共生，包括農(nóng)業(yè)、園藝業(yè)、藥用植物和重要的經(jīng)濟(jì)作物。印度梨形孢的菌絲可以定殖于植物根系表面、根系表皮細(xì)胞和細(xì)胞間隙，形成典型的梨形厚垣孢子，能在作物根系定殖存活很長(zhǎng)時(shí)間。印度梨形孢通過促進(jìn)植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收來促進(jìn)植物生長(zhǎng)并提高大麥、小麥等糧食作物產(chǎn)量，提高大麥、擬南芥等植物的抗旱、抗鹽能力。目前國(guó)內(nèi)對(duì)印度梨形孢的研究主要集中在該菌對(duì)植物促生作用及機(jī)理方面。研究表明，接入印度梨形孢的中國(guó)小白菜植株地上與地下部分的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量與對(duì)照相比均有顯著提高，側(cè)根數(shù)量也明顯多于對(duì)照，且能提高小白菜的抗旱性。王鳳讓等發(fā)現(xiàn)，印度梨形孢能在番茄上定殖并促進(jìn)番茄側(cè)根形成，促進(jìn)植株生長(zhǎng)并提高果實(shí)產(chǎn)量，在正常供磷、低磷條件下，印度梨形孢能促進(jìn)番茄對(duì)磷的吸收，增加植株體內(nèi)磷含量，提高植株對(duì)低磷逆境的抵抗能力。陳佑源指出，印度梨形孢可促進(jìn)作物生長(zhǎng)，改善油菜菜籽品質(zhì)。我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)量位居世界首位，但馬鈴薯平均單產(chǎn)、品質(zhì)均較低，遠(yuǎn)不及荷蘭、英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)等國(guó)。本研究探討印度梨形孢對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)和塊莖品質(zhì)的影響，旨在為馬鈴薯高產(chǎn)高質(zhì)栽培以及菌肥開發(fā)利用提供依據(jù)。

1.材料與方法

1.1材料

印度梨形孢菌種由長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院提供。馬鈴薯購(gòu)自長(zhǎng)江大學(xué)附近菜市場(chǎng)。

1.2方法

2012年12月5日，選擇質(zhì)量為51～100g的薯塊，縱向一切兩半，用0.1%高錳酸鉀液浸種15min，取2個(gè)大培養(yǎng)盆，底部鋪5cnl厚的細(xì)沙，放上1層種薯，薯芽朝上，如此反復(fù)堆放2～3層，表面再鋪上5cm厚的細(xì)沙，溫度保持在20qC左右，濕度以手握住不滴水為宜，薯塊經(jīng)10d左右即可萌芽。當(dāng)薯芽長(zhǎng)至7cm左右時(shí)播種，播種深度為薯塊表面距土壤表層最高點(diǎn)20cm左右，12月下旬移栽到培養(yǎng)盆中。設(shè)置4個(gè)處理，CK為空白組，不施任何肥料；處理A僅在幼苗期施菌懸液；處理B在薯塊塊莖形成期施菌懸液；處理c在薯塊幼苗期、塊莖形成期分階段施菌懸液，每處理重復(fù)3次。

1.3測(cè)定指標(biāo)

9月15日收獲測(cè)產(chǎn)。分別記錄大中小薯個(gè)數(shù)、單株結(jié)薯數(shù)、單薯質(zhì)量以及大中薯率，折合產(chǎn)量。留取馬鈴薯塊莖鮮樣100g，105℃殺青后于75℃下烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定干質(zhì)量后粉碎過60目篩。采用碘比色法測(cè)定淀粉含量，采用砷鉬酸比色法測(cè)定還原糖含量，采用凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量。采用朱祝軍等的方法測(cè)定過氧化物酶（POD）活性，采用Cakmak等的方法測(cè)定丙二醛（MDA）含量，參照呂軍的方法測(cè)定葉綠素含量，采用李合生的方法測(cè)定過氧化氫酶（cAT）活性，各指標(biāo)均測(cè)定3次，取平均值。株高：第1側(cè)根到最頂端葉片葉柄處高度，出苗期間每2d測(cè)1次，連續(xù)測(cè)10d，10～30日齡每5d測(cè)1次，30～50日齡每10d測(cè)1次，50日齡后15d測(cè)1次。以最嫩真葉長(zhǎng)出計(jì)數(shù)，如第5張真葉長(zhǎng)出記作5張葉，真葉長(zhǎng)寬均達(dá)到1cm才記作此張真葉長(zhǎng)出，小于1cm記作葉心。取下葉片，涂上顏料印方格測(cè)量葉面積。分組定苗時(shí)，各處理隨機(jī)選取部分幼苗用自來水沖凈泥土后，測(cè)定主根長(zhǎng)度、根系總鮮質(zhì)量。

1.4統(tǒng)計(jì)方法

采用Excel2003軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用SPSS12.0軟件中通用線性模型單因素變量法進(jìn)行方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較。

2.結(jié)果與分析

2.1印度梨形孢對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)的影響

由圖1可知，c處理馬鈴薯株高最高，為118.81cm，與對(duì)照差異顯著，A處理、B處理株高與對(duì)照差異不顯著。馬鈴薯不同時(shí)期施用印度梨形孢菌肥對(duì)葉片數(shù)影響不大。幼苗期、塊莖形成期分階段施用印度梨形孢能顯著提高葉片面積，苗期或塊莖形成期單獨(dú)施用均顯著降低葉面積。各時(shí)期施用印度梨形孢菌肥莖粗與對(duì)照相比差異均不顯著。在苗期或塊莖形成期施用印度梨形孢菌肥與對(duì)照相比根長(zhǎng)明顯提高，但在2個(gè)階段都施用則根系增長(zhǎng)作用差異不顯著。

2.2印度梨形孢對(duì)馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)的影響

由表1可知，A、B、c組大中薯率均比對(duì)照高，與對(duì)照組相比差異均顯著。4個(gè)處理中，c組產(chǎn)量最高，較CK組增產(chǎn)81.44%；其次為A、B處理，分別較CK增產(chǎn)80.32%、67.49%，各施菌肥組與CK產(chǎn)量差異均顯著，表明施菌肥能顯著提高大中薯率，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

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2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、還原糖含量。A、B、C處理淀粉含量分別較對(duì)照提高34.29%、27.61%、44.76%；還原糖含量分別較對(duì)照提高15.63%、12.50%、21.88%。

2.3不同時(shí)期施用菌肥對(duì)馬鈴薯葉片生理指標(biāo)的影響

葉綠素含量對(duì)植物光合作用有一定影響。由表3可知，C處理下葉綠素a含量、葉綠素b含量、總?cè)~綠素含量均顯著高于對(duì)照，處理A、B葉綠素a含量、葉綠素b含量、總?cè)~綠素含量與對(duì)照均差異不顯著，表明施用菌肥對(duì)馬鈴薯葉綠素含量提高作用明顯。

蛋白質(zhì)含量高低反映植物代謝能力強(qiáng)弱。由圖2可知，A、B、c組葉片中蛋白質(zhì)含量均顯著高于CK組，說明印度梨形孢菌肥能提高葉片中蛋白質(zhì)含量。A、B、C組葉片中MDA含量均顯著高于CK組，且A處理中葉片MDA含量最高。POD與植物呼吸作用、光合作用及生長(zhǎng)素氧化等關(guān)系密切，一般植物老化組織中POD活性較高，幼嫩組織中POD活性較弱。B、c處理下葉片POD活性較低，代謝旺盛，表明印度梨形孢菌肥能夠有效延緩葉片老化。CAT作為信號(hào)分子，介導(dǎo)了多種植物脅迫反應(yīng)。A、B、c組葉片CAT含量均顯著高于CK組，其中c處理葉片CAT含量最高，由此可知印度梨形孢在一定程度上能提高植物的抗逆性。

3.結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，苗期、塊莖形成期分階段追施印度梨形孢菌肥可以促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)，最終提高馬鈴薯的產(chǎn)量。苗期和塊莖形成期追施印度梨形孢菌肥，馬鈴薯產(chǎn)量、大中薯率、淀粉含量、還原性糖含量均高于對(duì)照。這與夏更壽等研究結(jié)果相似，且印度梨形孢增產(chǎn)提質(zhì)效果明顯優(yōu)于追施鉀肥的效果。光合作用是植物代謝的基礎(chǔ)，葉綠素是光能吸收、轉(zhuǎn)換的原初物質(zhì)，蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量直接影響植物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成。本研究結(jié)果表明，施用了印度梨形孢菌肥的C處理中馬鈴薯葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量均顯著高于對(duì)照，表明在幼苗期、塊莖形成期分階段施用印度梨形孢可提高葉片葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量，從而在一定程度上改善馬鈴薯品質(zhì)。MDA、POD、CAT是植物抗逆性的重要指標(biāo)。施用印度梨形孢后，馬鈴薯葉片MDA含量、POD含量、CAT含量均發(fā)生不同程度的變化，表明施用印度梨形孢可以改善植物的抗逆性，這同前人報(bào)道一致。因此，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。