HJAS  >> Vol. 9 No. 5 (May 2019)

    黑曲霉菌生物肥对花生植株生长动态的影响
    Effects of Aspergillus niger Bio-Fertilizer on Growth Dynamics of Peanut Plants

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作者:  

张 甜,张 晓,张晓军,王月福,邹晓霞,王铭伦:青岛农业大学农学院,山东 青岛

关键词:
花生黑曲霉菌生物肥植株生长动态Peanut Aspergillus niger Biofertilizer Plants Growth Dynamics

摘要:

在田间试验条件下,以青花7号花生品种为材料,系统研究了黑曲霉菌生物肥对花生植株生长动态的影响。研究结果表明:在减施复合肥10%加施等量黑曲霉菌生物肥的条件下,仍可保证花生植株良好生长,其主茎高、侧茎长、主茎叶数、侧茎叶数、分枝数虽不及常规复合肥处理的,但显著高于同等减肥条件下加施等量有机肥的;减施复合肥20%加施黑曲霉菌生物肥的上述性状也明显高于减肥10%加施等量有机肥的。减施复合肥10%加施等量黑曲霉菌生物肥可明显增加有效分枝数,有利于增加单株结果数量。

The effects of Aspergillus niger Bio-fertilizer on the growth dynamics of peanut plants were systematically studied under field conditions with Qinghua 7 peanut cultivar as material. The results showed that under the condition of reducing compound fertilizer by 10% and applying the same amount of Aspergillus niger bio-fertilizer, peanut plants could still grow well. Although the main stem height, lateral stem length, main stem leaf number, lateral stem leaf number and branch number were not as good as those of conventional compound fertilizer treatment, they were significantly higher than those of the same amount of organic fertilizer under the same condition of reducing weight. Characters were also significantly higher than those of 20% weight loss plus the same amount of organic fertilizer. Decreasing compound fertilizer by 10% and applying the same amount of Aspergillus niger bio-fertilizer could significantly increase the number of effective branches, which was beneficial to increase the number of fruit per plant.

1. 引言

花生作为我国重要的经济作物和油料作物,在保证食用油脂安全、优化种植业结构、促进农民增收中具有重要作用 [1]。近年来由于化肥、农药的大量施用,导致土壤微生物数量和种类减少、结构破坏、病虫害增加等一系列严重问题 [2]。我国土壤生态系统亟待修复。微生物肥料修复、稳定化修复、植物修复和固化修复等均为土壤修复的重要途径 [3],其中微生物肥料在丰富土壤养分、提高养分利用率、分解有害物质、提高作物抗性等方面作用明显。因此,微生物肥料的施用是土壤生态系统修复的有效方法。此外,在我国“提质增效”的大背景下,为实现国家化肥农药零增长的目标,大力发展微生物肥料既是绿色、高质、高效发展的需要,也是行业在面临困境下转型的需要,更是农业绿色、可持续发展的需求。目前,国内外对微生物肥料应用于蔬菜和果树已有较多研究,微生物肥料对提高瓜果品质、改善土壤生态等效果明显 [4] [5],而微生物肥料在农作物尤其是花生上的应用研究较少。黑曲霉菌(Aspergillus niger)对含钾、含磷矿物具有风化作用,且对汞、砷等重金属具有一定的吸附作用 [6],但目前仅在盐碱地改良和饲料制备上有所应用,而在花生上应用的研究未见报道。本研究选用青岛和协生物科技有限公司经紫外诱导纯化获得的、具有提高解磷解钾相关酶活性的高效黑曲霉菌株MJ1为主效菌而研发的黑曲霉菌生物肥,系统研究了黑曲霉菌生物肥对花生植株生长的影响,为在花生生产上应用提供依据。

2. 材料与方法

2.1. 试验材料

试验于2017-2018年在青岛农业大学莱阳校区试验田进行,试验地点位于北纬36˚59',东经120˚43',属暖温带半湿润季风区大陆性气候,年日照2640 h,年均气温12.2℃,无霜日196 d,年降雨量600 mm,相对湿度69%。土壤为质地均匀的砂壤土,基础养分含量见表1。供试品种为青花7号。供试黑曲霉菌生物肥由青岛和协生物科技有限公司提供(黑曲霉菌5亿/g,有机质75%,N、P、K共5%),黑曲霉菌粉和有机母粒与成品生物肥中成分一致,普通复合肥为金正大复合肥(15-15-15)。

Table 1. Soil nutrient content of the tested soil

表1. 供试土壤基础养分含量

2.2. 试验设计

试验按施肥种类和施肥量(以667 m2计)不同共设6个处理,分别为T1:不施肥;T2:复合肥50 kg (生产常规用量);T3:复合肥45 kg (90% T2) + 有机肥10 kg;T4:复合肥45 kg (90% T2) + 黑曲霉菌粉10 kg;T5:复合肥45 kg (90% T2) + 生物肥10 kg;T6:复合肥40 kg (80% T2) + 生物肥10 kg。随机区组设计,重复3次。每处理为1小区,小区长10 m、宽3.6 m、面积36 m2。采用覆膜起垄种植方式,每小区4垄,每垄2行,垄距90 cm,垄上小行距35 cm,穴距11 cm (每穴1粒),每667 m2种植13,474穴(株)。试验于5月上旬播种,9月中旬收获,田间管理同大田生产。

2.3. 测定项目与方法

自花生团棵期开始每15天取样1次至收获,每处理(中间4行)每次取10株。调查主茎高、侧茎长、主茎叶数、侧茎叶数、总分枝数和有效分枝数(收获期)。

2.4. 数据处理

数据、图表处理在Excel 2013下进行,统计及差异显著性分析采用DPS数据处理系统LSD法,其中差异显著(P < 0.05),差异极显著(P < 0.01)。

3. 结果与分析

3.1. 黑曲霉菌生物肥对花生茎枝生长的影响

3.1.1. 主茎高

图1可见,各处理在花针期到结荚期(7月15日~8月14日)生长较快,后期生长趋缓,各处理表现一致。生育期内主茎以复合肥处理(T2)最高;减施复合肥加施黑曲霉菌生物肥处理较复合肥处理降低,T4、T5、T6间差异较小;减施复合肥加施有机肥处理更低;不施肥处理最低。2018年8月14日(结荚期)调查,加生物肥的T4、T5和T6处理主茎高分别为53.9 cm、49.0 cm和44.4 cm,虽较T2处理的57.5 cm分别降低6.7%、17.3%和29.5%,但较同为减施复合肥10%加施有机肥的T3处理分别增加了30.4%、18.9%和7.9%,差异达显著或极显著水平,两年试验结果一致。

Figure 1. Effects of Aspergillus niger bio-fertilizer on the height of peanut main stem

图1. 黑曲霉菌生物肥对花生主茎高的影响

3.1.2. 侧茎长

各处理侧枝长的变化趋势与主茎高类似,且两年结果一致。2018年8月29日测定,减施复合肥10%加施生物肥的T4和T5处理侧枝长虽低于常规复合肥(T2)处理的,但差异不显著,而较减施复合肥10%加施有机肥的T3处理和不施肥的T1处理分别增加了8.6 cm、14.8 cm和6.5 cm、12.6 cm,增加15.7%、30.3%,和11.8%、25.9%;T6较T3和T1也分别增加5.8%和19.3%,差异均达显著或极显著水平(图2)。

Figure 2. Effects of Aspergillus niger bio-fertilizer on lateral branch length of peanut

图2. 黑曲霉菌生物肥对花生侧枝长的影响

3.2. 黑曲霉菌生物肥对花生叶片生长的影响

3.2.1. 主茎叶数

花生出苗后主侧茎叶数增长较快,进入结果后期增速放缓,各处理变化规律一致。图3所示,常规复合肥处理(T2)虽主茎叶数较多,但与复合肥减施、加施生物肥处理的T4、T5和T6无显著差异,而与复合肥减肥10%加施有机肥处理(T3)的和不施肥处理(T1)的差异显著。2018年9月13日调查,T4、T5和T6处理的主茎叶数分别为19.3片、18.3片和17.8片,较T1和T3处理的15.3片和16.7片分别增加19.6%、16.3%,18.0%、16.1%和9.8%、6.8%,差异均达显著或极显著水平。

Figure 3. Effect of Aspergillus niger bio-fertilizer on leaf number of peanut main stem

图3. 黑曲霉菌生物肥对花生主茎叶数的影响

3.2.2. 侧茎叶数

因主侧茎的同增效应,各处理的侧枝叶数同主茎叶数变化规律相似,两年试验结果一致。2018年9月13日调查,常规复合肥处理(T2)的侧茎叶数虽高于减肥10%增施生物肥的T4和T5处理,但T4处理的为21.0片,仅较T2处理的减少4.1%,而较T3和T1处理的18.1片和17.1片,分别增加16.0%和22.8%;T5和T6也较T3和T1增加8.2%、14.0%和4.4%、10.5%,差异均达显著水平(图4)。

Figure 4. Effects of Aspergillus niger biofertilizer on leaf number of peanut lateral stem

图4. 黑曲霉菌生物肥对花生侧茎叶数的影响

3.3. 黑曲霉菌生物肥对花生分枝的影响

3.3.1. 总分枝数

花生分枝的发生主要在开花下针期前,之后基本不再增加,各处理表现一致。图5所示,复合肥处理(T2)的总分枝数较多,与减施复合肥加施生物肥处理(T4、T5、T6)的差异不明显,但明显多于减施复合肥加施等量有机肥(T3)和不施肥(T1)处理的。2017年9月13日调查,减施复合肥10%加施黑曲霉菌生物肥的T4和T5处理总分枝数为11.0个/株和10.5个/株,只较T2处理的减少1.5%和5.9%,而较T3和T1处理的分别增加13.8%、19.6%和8.6%、14.1%,减施复合肥20%处理的(T6)也较T3和T1处理的增加3.1%和8.4%,除T6与T3外,差异均达显著水平,两年试验结果一致。

Figure 5. Effects of Aspergillus niger bio-fertilizer on total branch number of peanut

图5. 黑曲霉菌生物肥对花生总分枝数的影响

3.3.2. 有效分枝数

花生荚果形成后,有效荚果逐渐增多,故而有效分枝也随之增加,至收获有效分枝数成为定数,不同处理有效分枝数差异较大。2017年调查,减施复合肥10%加施生物肥处理(T4)的有效分枝为9.1个/株,较常规复合肥处理(T2)和减施复合肥10%加施等量有机肥处理(T3)的分别增加5.0%和33.9%,差异达显著水平;减施复合肥20%处理(T6)的只较T2处理的减少2.2%,而较T3处理增加24.8%,差异达显著水平,两年试验结果基本一致(图6)。

Figure 6. Effect of Aspergillus niger bio-fertilizer on effective branch number of peanut

图6. 黑曲霉菌生物肥对花生有效分枝数的影响

4. 讨论与结论

花生植株合理的营养生长是取得较高产量的基础 [7]。花生茎、叶等营养体在整个生育过程中起到吸收光能,进行有机物的合成、转化和积累的作用,是产量形成的基础。在甘薯 [8],水稻 [9],小麦 [10] 等作物上的研究证实,地上部的生长状况与经济产量有着密切关系,花生是地上开花地下结果作物,常发生地上部营养生长与地下部荚果生长不协调问题,因此保证花生有一定量的营养体而又不生长冗余 [11] [12] [13],对促进荚果发育、提高产量至关重要。但目前生产上主要是施用复合肥保证花生养分供应,而复合肥施用过多易使土壤养分冗余、板结和生态质量下降 [14],这不仅对土壤及环境带来巨大压力,还经常造成反向发力形成恶性循环,使植株生长不健康、地上部和地下部生长失调,最终导致产量、品质下降。而黑曲霉菌生物肥作为新型肥料,通过黑曲霉菌的作用,可起到改善土壤理化性质、形成根际优势菌群、促进根养分吸收、协调营养生长和生殖生长关系的作用。两年的研究结果均证实在减施复合肥、加施黑曲霉菌生物肥条件下,有利于花生营养体稳健生长,增加有效分枝数量,为促进花生结果、提高产量奠定了基础。作者已研究表明,化肥减施10%、加施等量黑曲霉菌生物肥可改善土壤生态特性和养分供给,提高叶片光合性能和碳氮代谢能力,促进干物质积累,在生物产量降低的情况下,由于经济系数的提高而显著提高荚果产量。因此认为,在花生生产上减施复合肥10%,加施等量黑曲霉菌生物肥可作为一项效果明显、节本增效的实用技术。

致谢

国家花生产业技术体系建设专项(CARS-13-生态与土壤管理)、山东省重大科技创新工程项目(2018YFJH0601-4)、山东省现代农业产业技术体系花生产业创新团队建设项目(SDAIT-05-022-05)和青岛农业大学高层次人才启动基金(631409)资助。

参考文献

NOTES

*通讯作者。

文章引用:
张甜, 张晓, 张晓军, 王月福, 邹晓霞, 王铭伦. 黑曲霉菌生物肥对花生植株生长动态的影响[J]. 农业科学, 2019, 9(5): 337-343. https://doi.org/10.12677/HJAS.2019.95050

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