印度梨形孢对威芋5号脱毒马铃薯产量及品质的影响

2020-08-18于秋鹏符世雄胡生会潘欢涛喻美玲陈红文孙新明

农业技术与装备 2020年7期

于秋鹏，符世雄，胡生会，潘欢涛，喻美玲，潘莹，陈红文，孙新明

（安顺职业技术学院，贵州安顺 561000）

印度科学家Verma等于1998年在印度西北部塔尔沙漠中发现印度梨形孢，印度梨形孢属担子菌门层菌纲梨形孢属，该属真菌特点是只形成厚垣孢子，其典型的厚垣孢子是梨形[1]。印度梨形孢（Piriformospora indica）是一种类似于AM真菌的内生真菌，能进行人工培养，在促进植物生长、增强植物抗逆等方面都有显著作用，在农业生产上应用前景广阔[2]。安顺市属典型喀斯特地貌，土壤贫瘠，农作物产量及抗病性存在制约；课题组通过引进一种新型、环保的土壤真菌——印度梨形孢，充分利用当地自然资源优势，研究印度梨形孢在马铃薯农业生产中的抗干旱、抗涝、抗病虫害作用；研究改变传统种植施肥模式，减少农药、化肥的投入，降低生产成本，提高农作物产量。通过此次试验，探索印度梨形孢在农业生产上的应用前景，以期为促进马铃薯产业持续健康发展，为推广马铃薯绿色无公害种植提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地块选择及材料来源

1.1.1 地块选择

以安顺市西秀区杨武乡顺河村马铃薯种植基地为依托，根据地块的肥力及传统种植情况等随机选择3块土地作为项目试验地，分为旱地（Ⅰ）、低洼地（Ⅱ）、常规地（Ⅲ），所选的试验地面积均等。

1.1.2 材料来源

“威芋5号”一级脱毒马铃薯由贵州省农科院马铃薯研究所提供，原料采自贵州省威宁县脱毒马铃薯基地。供试营养液由西南大学生物工程学院提供。试验地所用农药具体为硫酸钾型复合肥、锌硫磷、甲基硫菌灵、农用链霉素、滑石粉、黑膜、尿素等，由试验所在地村委提供。

1.2 试验设计

在同一地块设置一个对照组和3个处理组，分别为A（对照组）：传统种植法（生长期用化肥、农药或除草剂等）；B：使用印度梨形孢浸泡马铃薯切面处理（生长期不用化肥、农药或除草剂等）；C：传统种植法+印度梨形孢浸泡马铃薯切面处理（生长期用化肥、农药或除草剂等）；D：传统种植法+印度梨形孢浸泡马铃薯切面处理（生长期只用化肥，不用农药或除草剂等）。本试验采用拉丁方设计，设3个地块（旱地、低洼地/涝地、常规地），每个地块中每个处理设4次重复，每个地块面积为1 070 m2。每个小地块宽3 m、长22.22 m，面积为66.7 m2。

1.3 田间管理及指标测定

1.3.1 气象和地理数据

记录马铃薯种植区域的气温、降雨量、海拔、试验地含水量等。

1.3.2 试验准备和栽培管理

（1）试验准备：栽种前根据试验设计按照试验地的海拔及含水量选取3个面积基本相等的试验地块（旱地、低洼地、常规地），并按照栽种要求将试验地进行翻土、起垄。栽种前准备好切刀及切板、0.5%高锰酸钾溶液或75%酒精等消毒液及相关劳作农具。

（2）栽培管理：选种及切块：剔除病薯，烂薯。尽量选用整薯播种，切块种薯切块时根据薯块的大小和芽眼的分布要采取横竖切或环切等不同的切块方法。尽量减小伤口面积，不要切成条状或片状，每个切块必须含有1～2个芽眼，平均单块质量达35～45 g（1两左右）。切块过程要注意切刀消毒，可使用0.5%高锰酸钾溶液或75%酒精不断浸泡或擦洗消毒。

（3）拌种包衣：通过给切好的薯块“穿衣服”来防治细菌病害和真菌病害。采用药剂为农用链霉素（广谱性细菌杀菌剂）和70%甲基硫菌灵（广谱性真菌杀菌剂）可湿性粉剂，附着剂为滑石粉。

（4）播种方式：单垄双行，1.2 m开厢，窄行0.4 m，起垄栽培，株距25 cm，密度4 000株/0.067 hm2左右。施肥：0.067 hm2施腐熟有机肥1 500～2 000 kg，并施优质复合肥75～100 kg作基肥。

1.3.3 物候期

播种期：播种当天的日期。出苗期：小区出苗率达50%的日期。现蕾期：50%的植株显蕾的日期。开花期：50%的植株开花的日期。成熟期：小区50%叶子变黄的日期。生育期：出苗到成熟或植株死亡或收获的日期。当马铃薯植株60%的叶片变黄时马铃薯达到成熟期。在此几个物候期记录几种栽种处理出现时间的差异。

1.3.4 块茎性状

块茎大小整齐度：收获时调查。分为：不整齐、中等和整齐。薯型：圆、扁圆、长圆、卵圆、长卵圆、椭圆和长椭圆等。皮色：乳白色、淡黄色、黄色、褐色、粉色、红色、紫红色、紫色、深紫色和其他。肉色：白色、乳白色、淡黄色、黄色、红色、淡紫色、紫色和其他薯皮类型：光滑、粗糙、略麻皮、麻皮和重麻皮及其他。芽眼深浅：外突、浅、中、深和很深。商品薯率：收获时块茎按大小分级后称质量，计算商品薯。

1.3.5 主要病害及产量调查

如实记录生产过程中遇到的病虫害。每个小区挖取薯块，称其质量，扣除15%误差，计算产量。

1.3.6 指标测定

主要包括单株结薯数、大中薯率、单株产量、总产量、淀粉含量、还原性糖含量、蛋白质含量等。

1.4 统计方法

采用Excel2003软件统计数据，采用SPSS18.0进行描述性统计分析。

2 结果与分析

2.1 试验区域环境参数

由表可知，试验地块的年平均温度为20.39℃，平均相对湿度为74.7%，平均温湿指数为66.97。温湿指数计算公式为：THI=0.81×T+（0.99×T-14.3）×RH/100+46.3。试验地块及试验处理对马铃薯物候期出现时间无明显影响。

表1 试验地块物候状况Tab.1 Phenological status of test plot

2.2 印度梨形孢对常规地威芋5号脱毒马铃薯的影响

2.2.1 常规地与旱地不同处理组单株产量对比情况

3个试验地块不同处理组的单株产量对比情况见表2，统计结果见图1。

表2 常规地与旱地不同处理组单株产量对比表Tab.2 Comparison of yield per plant

分析结果表明：通过不同浓度及不同生育时期、不同水分与干旱胁迫条件下喷施印度梨形孢营养液对马铃薯产量的影响，常规地和旱地不同处理组单株产量对比得出，加入印度梨形孢以后马铃薯产量有所增加，加入印度梨形孢营养液后，在旱地仍能保持较好的产量，表明印度梨形孢对于马铃薯抗旱增产具有积极的作用。同时表明，印度梨形孢与农用化肥在马铃薯种植上发挥协同作用，可共同促进马铃薯生长。

2.2.2 常规地与旱地不同处理组总产量对比情况

3个试验地块不同处理组的总产量对比情况见表3，统计结果见图2。

分析得出：与对照组相比，添加了印度梨形孢营养液后，旱地的总产量高于常规地块。说明在苗期、块茎形成期分阶段追施印度梨形孢菌肥可以促进马铃薯生长，最终提高马铃薯的总产量。充分表明营养液对于旱地可以发挥很好的促生长作用。本研究可为提高马铃薯抗旱增产能力，实现马铃薯稳产增产提供理论依据和技术支持。

表3 常规地与旱地不同处理组总产量对比Tab.3 Comparison of total output

2.2.3 常规地和旱地添加印度梨形孢对烂薯率的影响

3个试验地块不同处理组对烂薯率的影响见表4，统计结果见图3。

表4 常规地和旱地添加印度梨形孢对烂薯率的影响Tab.4 Effect of piriformis indica on rotten potato rate

结果表明：旱地和常规地添加印度梨形孢营养液之后，两种地块烂薯率显著降低。说明适当添加印度梨形孢营养液有助于改善马铃薯的生长状况。

2.2.4 印度梨形孢在常规地对马铃薯产量构成因素的影响

印度梨形孢在常规地对马铃薯产量构成因素的影响统计结果见表5。

表5 印度梨形孢在常规地对马铃薯产量构成因素的影响Tab.5 Effect of piriformis indica on yield components of potato in conventional field

统计结果表明，3个处理中，处理2和处理3单株结薯数均有所提高。处理2产量最高，较对照组增产50.6%（P＜0.05）；其次为处理3，较对照组增产28.91%，差异显著（0.01＜P＜0.05）。处理2和处理3单株结薯数均显著高于对照组（0.01＜P＜0.05），进而提高产量。

2.2.5 印度梨形孢在旱地对马铃薯产量构成因素的影响

印度梨形孢在旱地对马铃薯产量构成因素的影响统计结果见表6。

表6 印度梨形孢在旱地对马铃薯产量构成因素的影响Tab.6 Effects of piriformis indica on yield components of potato in dry land

通过印度梨形孢在常规地和旱地对马铃薯产量构成因素的影响分析可以得出，在旱地和常规地添加印度梨形孢营养液均能提高单株结薯数、大中薯数和产量。印度梨形孢营养液在旱地对于提高单株结薯数、大中薯数、大中薯率和产量优势较常规地明显。表明，在苗期，喷施植物生长营养液对正常供水的马铃薯生理特性无显著影响，对干旱处理的影响较大。

2.2.6 印度梨形孢对马铃薯品质的影响

统计印度梨形孢处理对马铃薯品质的影响，结果见表7。

表7 印度梨形孢在常规地对马铃薯品质的影响Tab.7 Effect of piriformis indica on potato quality in conventional cultivation

统计结果分析得出，在常规地添加印度梨形孢营养液种植马铃薯效果比旱地好。蛋白质含量高低反映植物代谢能力强弱。淀粉含量、还原糖含量是衡量马铃薯品质的重要指标。由表7可知，施用印度梨形孢生物菌肥能显著提高马铃薯块茎的淀粉含量、还原糖、蛋白质含量。常规地，淀粉含量处理1和处理2分别较对照组提高15%、9.4%；蛋白质含量分别较对照提高6%、7.25%。分析得出，旱地淀粉含量较对照组最高增加14.4%，常规地淀粉含量较对照组最高增加28.89%，旱地还原糖含量较对照组最高增加66.67%；常规地淀粉含量较对照组最高增加16.67%，旱地蛋白质含量较对照组最高增加42.86%，常规地淀粉含量较对照组最高增加26.67%。

2.2.7 常规地和旱地添加不同组分对马铃薯畸形薯率（%）的影响

统计常规地和旱地添加不同组分对马铃薯畸形薯率的影响，结果见表8。

表8 常规地和旱地添加不同组分对马铃薯畸形薯率（%）的影响Tab.8 Effect of adding different components on abnormal rate of potato

通过分析得出，添加不同组分的印度梨形孢营养液后，常规地的马铃薯畸形薯率显著降低。对于旱地影响不大，说明该组分营养液在旱地改善马铃薯畸形薯率方面影响不大。

2.2.8 印度梨形孢对低洼地种植威芋5号脱毒马铃薯的影响

本试验在试验期间，试验组专门用一块低洼地来验证印度梨形孢对马铃薯生长的抗涝作用。实验结果表明，印度梨形孢对于马铃薯的生长具有一定的抗涝作用，但由于低洼地长期积水，低洼试验地排水困难，试验地积水时间超过了印度梨形孢抗涝的作用时间，最后低洼地马铃薯产量较低，故没有作进一步的分析。

3 讨论

本研究表明，在威芋5号脱毒马铃薯的不同生长时期添加印度梨形孢营养液，可以有效促进马铃薯的生长，改善土壤板结情况，改善薯行，提高淀粉和蛋白质含量，最终提高产量。印度梨形孢是一种可以离体培养的真菌，有别于丛枝菌根真菌[3]。因此，可将该真菌制成生物菌肥、生物保护剂、或生物调节剂，应用于大田生产，对于指导干旱地区农业生产具有重要意义[4]。有研究表明：该菌能促进12科24种植物的生长，并能诱导植物产生系统抗性和提高对逆境胁迫的忍耐性，加快插枝侧根的形成和促进微繁殖植物的硬化[5-6]。该菌在根分化区定殖的量高于根尖片断的量，在该菌与植物根部早期的识别过程中，涉及多种蛋白[7]。有研究表明，使用印度梨形孢对营养元素的吸收来促进马铃薯生长并提高产量，提高抗旱、抗涝、抗病能力，增产增收产生的经济效益，改良贫瘠土地，防止土壤板结的经济效益[8-9]。研究表明，苗期和块茎形成期追施印度梨形孢菌肥，马铃薯淀粉含量、还原性糖含量、蛋白含量均高于对照。这与门福义等研究结果相似，且印度梨形孢增产提质效果明显优于追施其他肥料[9]。印度梨形孢可以作为生物改良因子，在农业生产中发挥重要作用，用生物菌肥代替化肥，可以减少环境污染、土壤污染，符合生态农业发展要求。