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丛枝菌根真菌对小麦生长发育及根茎部病害发生的影响

2018-09-07崔美香卢彦琦王俊英祁耀正

江苏农业科学 2018年16期
关键词:旗叶病株叶面积

崔美香, 卢彦琦, 祁 芳, 王俊英, 祁耀正

(1.河北工程大学园林与生态学院,河北邯郸 056038; 2.河北省邯郸开发区第一原种场,河北邯郸 056001)

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,简称AMF)是一类非常重要的植物共生微生物,能与包括绝大部分农作物在内的多数陆生植物根系形成互惠共生体[1]。AMF不仅能有效促进植物对矿质元素的吸收,还能增加植物的抗病、抗旱等各种抗性[2]。近年来,AMF逐渐被应用于农业生产实践中,对不同作物品种的产量、营养含量、抗旱抗病性及其对土壤可持续性的影响等均具有一定的差异[3-5],但这种影响是否与AMF有关,目前仍不清楚。已有研究表明,AMF能通过增加作物的光合作用效率、增强作物的抗逆性和抗病虫害,从而增加农作物的产量和品质[6-7]。虽然AMF对农作物具有综合的有益效应,但由于AMF功能不尽相同,不同AMF对同种农作物也存在功能性差异。本试验研究2种不同的AMF对小麦生长发育及根茎部病害发生的影响,旨在为AMF应用于农业生产实践提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌种的制备

1.1.1 供繁菌种和材料 幼套球囊霉菌(Glomusetunicatum)BGC NM01B、摩西球囊霉菌(G.mosseae)BGC XJ01,均以沙土基质为载体,均购自北京农林科学院植物营养与资源研究所。高粱品种为笤帚高粱,购自郑州金阳光种子有限公司。

1.1.2 繁殖方法 菌种采用盆钵加富培养法进行扩繁[1]。扩繁4个月后取根系侵染率在80%以上的根际土壤备用。

1.2 供试材料

小麦品种为邯农1号,该品种较感小麦纹枯病,由河北省邯郸开发区第一原种场提供。

1.3 试验设计

本试验于2013年10月12日在邯郸开发区第一原种场原种繁种田内实施,土质为黏壤土。试验设1 g/cm2NM01B、2 g/cm2NM01B、1 g/cm2XJ01、2 g/cm2XJ01、空白对照等共5个处理。每个处理小区面积为13.5 m2(7.5 m×1.8 m),7行/小区,每个处理重复3次,随机排列。播种量为 225 kg/hm2,45 g/沟,先用窄锄开沟撒下菌种再播小麦,之后覆土压实浇水,进行常规管理。

1.4 调查内容与方法

1.4.1 AMF对小麦生长发育的影响 于2014年4月27日到田间采样,用3点取样法进行取样(边行除外),每点连续取10株(每株穗粒数大于10粒),共30株,带回实验室从茎基部将根系剪掉,测量小麦旗叶、倒2叶、倒3叶、倒4叶的长、宽(均测绿叶,全部枯黄记为0)、各茎节长度、株高,然后从穗基部剪开,测茎叶和穗的鲜质量,再分别放入硫酸纸袋内置电热恒温鼓风干燥箱中,105 ℃杀青30 min,75 ℃风干72 h后测其干质量,分别做好记录,计算平均值。用叶形纸称质量法测出叶面积系数a,计算不同叶位叶片的平均叶面积和平均单株叶面积,公式如下:

叶片的叶面积S叶=长×宽×a;

小麦单株叶面积=S旗叶+S倒2叶+S倒3叶+S倒4叶。

1.4.2 AMF对小麦根茎部病害发生的影响 采样方法同“1.4.1”节。调查发病株数,计算发病率。

1.4.3 AMF对小麦产量的影响 于2014年6月10日分别对不同小区进行单打单收,人工收割,用OKT-320A小区种子脱粒机脱粒称质量,计算不同处理的实际产量。

实际产量(kg/hm2)=小区平均产量(kg)÷小区面积(13.5 m2)×10 000。

2 结果与分析

2.1 AMF对小麦生长发育的影响

2.1.1 AMF对小麦各叶和单株叶面积的影响 由表1可知,不同菌种之间,1 g/cm2NM01B、XJ01处理均可以提高旗叶和倒2叶的叶面积,其中1 g/cm2XJ01的处理效果较明显;2 g/cm2NM01B处理可以降低旗叶和倒2叶的叶面积,提高倒3叶、倒4叶的叶面积;2 g/cm2XJ01处理只降低了旗叶叶面积,其他叶面积均增加。同一菌种之间,1 g/cm2NM01B处理可以提高旗叶和倒2叶的叶面积,降低倒3叶和倒4叶的叶面积,2 g/cm2NM01B处理与之相反;除2 g/cm2XJ01降低旗叶叶面积、1 g/cm2XJ01降低倒4叶叶面积外,其余XJ01处理的不同部位叶的叶面积均增加,以2 g/cm2XJ01处理倒3叶的叶面积最大,为18.01 cm2。在单株叶面积上,XJ01处理均高于NM01B处理,以2 g/cm2XJ01处理的单株叶面积最大,为53.12 cm2,其后依次是1 g/cm2XJ01、2 g/cm2NM01B处理,1 g/cm2NM01B处理的单株叶面积最小,比对照低3.10%,均与对照相比差异显著(P<0.05)。说明菌种XJ01对小麦单株叶面积的影响优于NM01B和对照,同一菌种 2 g/cm2处理优于 1 g/cm2,以2 g/cm2XJ01处理的效果最好,但1 g/cm2XJ01处理的旗叶和倒2叶的叶面积最大。

表1 AMF对小麦各叶和单株叶面积的影响

注:用SPSS进行统计分析,同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

2.1.2 AMF对小麦各茎节长度及株高的影响 由表2可知,所有处理小麦从茎基向穗部各茎节逐渐变长,除第5茎节外,均长于对照,其中对第1茎节的影响较明显,与对照相差最大的是2 g/cm2XJ01处理,长度为7.46 cm,是对照的1.80倍;第5茎节最长的是1 g/cm2XJ01处理,为26.08 cm,其他处理均比对照短。从株高来看,以2 g/cm2XJ01处理最高,为83.32 cm,XJ01的2个处理之间差异不显著,但两者均显著高于其他处理(P<0.05);以1 g/cm2NM01B处理最低,为79.01 cm,与其他处理相比差异显著(P<0.05),2 g/cm2NM01B处理与对照差异不显著。

表2 AMF对小麦各茎节长度的影响

2.1.3 AMF对小麦茎叶和穗鲜干质量的影响 由表3可知,1 g/cm2XJ01处理的茎叶鲜质量、茎叶干质量、穗鲜质量均显著高于其他处理,穗干质量也是最高,但与2 g/cm2XJ01处理之间差异不显著,与其他处理之间差异显著(P<0.05),4个指标的最低值均有不同,茎叶鲜质量、穗鲜质量、穗干质量的最低值均出现在2 g/cm2NM01B处理中,茎叶干质量的最低值则为对照。结果表明,1 g/cm2XJ01处理对小麦茎叶和穗干质量、鲜质量的积累均有显著的促进作用,2 g/cm2NM01B处理则有抑制作用或作用不明显。

2.2 AMF对小麦产量的影响

由表4可知,菌种XJ01的2个处理对小麦产量的影响比NM01B好,1 g/cm2XJ01处理的实际产量最高,达 7 333.33 kg/hm2,与其他处理之间差异显著(P<0.05),与对照相比增产 17.02%,2 g/cm2XJ01处理略低于对照, 但差异不显著;NM01B处理的产量均比对照低。说明1 g/cm2XJ01处理对小麦有显著的增产作用。

表3 AMF对小麦茎叶和穗鲜质量、干质量的影响

表4 AMF对小麦产量的影响

2.3 AMF对小麦根茎部病害发生的影响

由表5可知,1 g/cm2NM01B处理的病株率最高,为 66.67%,2 g/cm2NM01B处理的病株率最低,为33.33%。且1 g/cm2NM01B、1 g/cm2XJ01、2 g/cm2XJ01处理的病株率均比对照高,而2 g/cm2NM01B处理的病株率比对照低10%,且差异显著(P<0.05)。因此,2 g/cm2NM01B处理的抗病性效果最好。

表5 AMF对小麦根茎部病害发生的影响

3 结论

菌种XJ01对小麦单株叶面积的影响优于NM01B和对照,同一菌种2 g/cm2处理优于1 g/cm2,以2 g/cm2XJ01处理的效果最好,但1 g/cm2XJ01处理的旗叶和倒2叶的叶面积最大。所有处理小麦从茎基向穗部逐渐变长,除第5茎节外,均长于对照,其中对第1茎节的影响较明显;从株高来看,XJ01的2个处理有显著的促生作用,NM01B处理显著的抑制生长或效果不显著。对小麦茎叶和穗鲜质量、干质量的影响,XJ01处理优于NM01B处理,且以1 g/cm2XJ01处理最好。对小麦产量的影响,XJ01的处理比NM01B 高,以2 g/cm2XJ01处理增产显著,其他处理则减产。2 g/cm2NM01B处理可以显著降低病株率,抗病性最好,其他处理病株率则显著高于对照。在AMF对小麦根茎部病害发生的影响调查过程中,没有区分其根茎部病害的种类,AMF对小麦生长发育及其对根茎部病害发生的影响还须进一步深入研究。

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