接种am真菌对烟株生长及其品质的影响

接种am真菌对烟株生长及其品质的影响

贵州省最重要的栽培植物之一。由于缺乏土地资源，连续种植烟草的现象十分严重，导致烟田土壤理化性质变化、养分严重失衡、病虫害逐年恶化、烟株地上生长、叶片产量、产量、平均值和总价格等显著下降，对烟草植物的生产有很大影响。丛枝菌根真菌(arbuscularmycorrhizalfungus,简称AMF)在自然界中分布极其广泛,能与陆地上绝大多数植物共生形成菌根。据统计,烟草VA菌根真菌有5属23种,主要为球囊霉属,其他4属(无梗囊霉属、巨孢囊霉属、盾巨孢囊霉属和硬囊霉属)较少。大量研究证实,丛枝菌根真菌对降解土壤中的有毒有机物,促进化学农药的降解和转化,降低土壤和农产品中化学农药残留量,修复土壤意义重大;此外,有研究表明,丛枝菌根真菌与烤烟根系形成菌根后,能够促进烟株的生长及其养分积累[8,9,10,11,12,13,14],并增强其抗病能力,从而提高烤烟的产量和产值。目前,有关AM真菌在烤烟上应用的研究主要集中在对烤烟幼苗生长、生理指标和营养元素吸收的影响等方面[8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18],而对烟叶化学性质和感官质量影响方面的报道较少,对大田烤烟生长、主要经济性状、烟叶化学成分和感官质量影响方面的研究未见报道。为探明AM真菌对烤烟生长及其品质的影响,笔者等于2010—2011年通过两年大田试验,研究了AM真菌对烤烟生长、主要经济性状、烟叶化学成分和感官质量的影响,以期为AM真菌在烤烟生产中应用提供理论基础。1材料和方法1.1土壤性状情况试验于2010年和2011年在贵州省烟草科学研究所福泉(N26°44′324″、E107°30′35.1″)基地长期连作烟地进行,土壤基本性状见表1。1.2试验材料1.2.1烟台列云85包衣种,由贵州省烟草科学研究所烤烟良繁中心提供。1.2.2菌株z010a,gm.表1菌株均为摩西球囊霉,Gm.01由中国农科院土壤肥料所提供,菌剂编号BGCGZ01A,Gm.02由贵州省烟草科学研究所分离、鉴定、保存;AM真菌接种物(均以河砂为基质,三叶草为宿主植物经盆栽扩繁后,含培养基质、孢子、菌丝和侵染根段的混合物。河砂来自贵州省福泉市近郊,经湿热125℃灭菌1h后备用)。1.2.3繁殖基质主要成分为草炭、牛粪、珍珠岩,有机质≥20%,pH=5～8,水分≤35%。1.2.4专用追肥量计算n2o烤烟专用复合肥,其中,基肥N∶P2O5∶K2O=10∶10∶25(硝态氮占40%,氨态氮占60%),专用追肥N∶P2O5∶K2O=15∶0∶30(硝态氮占60%,氨态氮占40%);烤烟专用育苗盘,160孔/盘,规格:长190mm×宽145mm×高55mm,每孔的孔径为35mm,孔深45mm。1.3测试方法1.3.1烟苗接种gm大田试验分别于2010年和2011年在贵州省烟草科学研究所福泉基地进行。采用单因素随机区组试验设计,设3个处理,即:T1(烟苗接种Gm.01)、T2(烟苗接种Gm.02)和对照(CK),每处理3个重复,每个重复移栽50株。栽培方式根据当地大田生产现状进行,每季基肥用量为单株42g(纯氮4.2g/株),追肥为单株12g(纯氮1.8g/株),追肥时间为移栽后20d。1.3.2菌剂盘和接种采用烤烟专用育苗盘育苗,将供试菌剂分别加入供试育苗基质,按每盘100g菌剂与供试基质均匀混合装盘。对照(CK)烟苗为加入各菌剂等量灭菌接种物混合后装盘。每穴播种2～3粒烤烟种子,出苗后间苗留1株。试验于温室大棚中进行育苗,养分管理参见文献。1.3.3调查和评价方法1)侵染率检查,成苗期每处理随机选取烟苗10株连根带基质拔出,洗净根系后随机选取部分鲜根剪成长约1cm的根段,采用根段频率标准法进行检测;2)农艺性状,依据《烟草种质资源描述规范和数据标准》,分别在移栽时、移栽后30d、60d和90d进行调查;3)烟叶理化性质采用近红外法;4)烟叶感官质量评价按照《中华人民共和国烟草行业标准Yt/T138—1998烟草及烟草制品感官评价方法》进行;5)烟叶成熟后采用常规烘烤方法烘烤,以现行国家分级标准逐株分级、计产,分别按照2010年和2011年贵州省2011年烤烟收购价格表烤烟收购价格计算产值、均价和上中等烟比例。1.3.4数据的统计分析采用Excel2003和DPSv7.05软件进行数据处理和统计分析,用单因素方差分析和最小显著差异法(LSD)进行多重比较。2结果与分析2.1根段的泡囊数从表2可知,2010年T1和T2的侵染率分别为33.03%和44.03%,丛枝着生率分别为19.33%和22.33%,根段的泡囊数分别为0.43个/mm和0.51个/mm;2011年T1和T2的侵染率分别为37.00%和43.67%,丛枝着生率分别为15.33%和16.00%,根段的泡囊数分别为0.43个/mm和0.50个/mm。由于2010年和2011年对照所用基质均经过高温灭菌,故未见任何菌根结构。2.2接种am真菌对烟苗株高的影响从表3可知:1)茎围,2010年和2011年的T1、T2与CK相比无显著差异。2)株高,2010年和2011年的调查结果表现一致,即在移栽30d、60d及90d后,T1、T2的烟苗株高均大于CK。其中,2010年的所有调查结果均表现为差异显著,而2011年仅有移栽60d后的调查结果表现为差异显著。说明,接种AM真菌能够提高烟株株高。3)叶面积,除2010年移栽90d外,整个生育期T1、T2与CK相比均有一定增加,2010年移栽30d和60d有显著差异。2.3烟料的均价和均价从表4可知,1)2010年T1的烟叶产量、产值及均价分别比CK提高2.49%、9.86%和7.19%,T2的烟叶产量、产值及均价分别比CK提高3.32%、13.30%和9.64%,与对照相比均有显著差异;2)2011年T1的烟叶产量、产值及均价分别比CK提高19.17%、24.64%和4.58%,T2的烟叶产量、产值及均价分别比对照提高10.62%、24.79%和12.80%,除均价外,与对照相比均有显著差异。说明,菌根苗能显著提高烤烟的产量、产值、上等烟比例、中上等烟比例、均价及产值。但是不同的菌剂作用效果不同,相同菌剂在不同气候条件下表现也不同,可能是由于2011年比2010年降雨偏少,在干旱条件下接种AM真菌能够提高烟株抗旱能力的原因。2.4不同处理的叶片的主要化学成分含量发生了变化从表5可知,接种AM真菌能够降低烟叶的烟碱(2010年的上部叶除外)和总氮含量,提高烟叶的总糖、还原糖含量、烟叶施木克值和糖碱比。1施木克值和糖碱比2010年T1和T2上部叶的总氮含量比CK分别降低0.1百分点和0.02百分点,总糖含量分别提高1.03百分点和2.73百分点,还原糖含量分别提高1.61百分点和2.17百分点,施木克值分别提高0.09和0.54,糖碱比分别提高0.18和0.4;2011年的结果与2010年一致,T1和T2上部叶的烟碱含量比CK分别降低1.73百分点和0.27百分点,总氮含量分别降低0.48百分点和0.12百分点,总糖含量分别提高9.59百分点和5.38百分点,还原糖含量分别提高7.28百分点和4.64百分点,施木克值分别提高0.64和0.62,糖碱比分别提高2.44和0.93。2蛋白质和糖碱比中部叶试验结果与上部叶一致,2010年T1和T2的中部叶烟碱含量比CK分别降低0.19百分点和0.2百分点,总氮含量分别降低0.07百分点和0.04百分点,蛋白质含量分别降低0.06百分点和0.05百分点,糖碱比分别提高0.28和0.43;2011年T1和T2的中部叶烟碱含量分别降低1.08百分点和1.21百分点,总氮含量分别降低0.33百分点和0.43百分点,蛋白质含量分别降低0.73百分点和0.86百分点,总糖含量分别提高2.91百分点和5.03百分点,还原糖含量分别提高1.3百分点和2.62百分点,施木克值分别提高0.28和0.43,糖碱比分别提高1.29和1.38。2.5综合评分,降低下上部叶轮劲头从表6可知,接种AM真菌能够提高烟叶评吸总分,尤其是能改善烟叶的吃味、杂气和刺激性所对应的分值,同时,能够降低中上部烟叶劲头。其中,上部叶2010年T1和T2的评吸总分比CK分别提高0.9分和0.93分,2011年的分别提高2.3分和-0.4分;中部叶2010年T1和T2的评吸总分比CK分别提高0.7分和0.5分,2011年的分别提高2.4分和0.8分。1中部叶t1和t1的吃味指标3个指标中T1和T2比CK的分值均有升高,2010年和2011年上部烟T1和T2的吃味分别提高0.23分和0.13分、0.6分和0分,中部叶T1和T2的吃味分别提高0.23分和0.16分、0.5分和0.1分;2010年和2011年上部烟T1和T2的杂气分别提高0.1分和0.2分、-0.1分和0.5分,中部叶T1和T2的杂气分别提高0.2和0.17分、0.6分和0.2分;2010年和2011年上部烟T1和T2的刺激性分别提高0.2分和0.24分、0.4分和0分,中部叶T1和T2的刺激性分别提高0.13分和0.1分、0.3分和0.2分。2叶的适宜偏大,中部叶偏大2010年T1和T2的中上部叶劲头从较大降为适中偏大,中部叶从适中偏大降为适中;2011年T1和T2的中上部叶劲头从大降为适中偏大和较大,而中部叶从稍大降为适中偏大和适中。3烟碱含量和糖含量对烟品质的影响1)大量研究表明,AM真菌与烟草营养根系形成菌根之后,增加了根系与土壤的接触面积,活化土壤P、Zn等养分,扩大了根际吸收范围,使原来对植物生长无效的养分变为有效养分,促进烟株快速生长,增强烟株抗逆性,提高烟叶品质。两年的研究结果一致表明,烤烟接种AM真菌在一定程度上能够提高烟株的茎围、株高和叶面积,特别是株高,说明,AM真菌对烤烟有促生作用。2)有研究表明,株高和茎围是与产量和产值有密切关系的指标。试验结果表明,接种AM真菌能够促进烤烟的株高和茎围的生长,特别是明显促进株高的生长;同时,接种AM真菌可提高烟叶的产量、产值和均价,也能不同程度地提高烟叶的等级。该试验结果与前期的研究结果一致。3)到目前为止,烟叶中鉴定出的化学成分已超过3000种,因此,要直接分析烟叶化学成分与烟叶质量的关系是困难的。胡建军采用关联度分析法,对烟叶主要化学成分与其感官质量进行了灰色关联分析,结果显示,烟叶蛋白质、总氮和烟碱等化学指标与香气质、香气量、杂气、刺激性和余味等感官质量指标呈明显负相关,与劲头、浓度等指标呈明显正相关;糖,碱比、总糖等化学指标与香气质、香气量、杂气、刺激性和余味等感官质量指标呈明显正相关,而与劲头、浓度等指标呈明显负相关;任学良等也有类似的研究结果。两年的研究结果一致表明,接种AM真菌后能够降低中、上部烟叶的总氮、烟碱含量,提高中上部烟叶的总糖、还原糖、糖碱比和施木克值。同时,烟叶感官质量中香气质、香气量、杂气、刺激性和吃味等分数明显提