印度梨形孢對馬鈴薯產量品質和相關生理指標的影響

楊亞珍　張建民　向雪　余成勝　董社琴

摘要：設置4個試驗組，CK為不施任何肥料的空白對照組，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，探討印度梨形孢對馬鈴薯生長和塊莖品質的影響結果表明，苗期、塊莖形成期分階段追施印度梨形孢菌肥可以促進馬鈴薯生長，最終提高馬鈴薯產量。苗期和塊莖形成期追施印度梨形孢菌肥，馬鈴薯產量、大中薯率、淀粉含量、還原性糖含量均高于對照。施了印度梨形孢菌肥的馬鈴薯葉綠素含量、蛋白質含量均顯著高于對照。印度梨形孢可以作為生物改良因子，在農業生產中發揮重要作用。

關鍵詞：印度梨形孢；馬鈴薯；葉綠素；產量；品質；生理指標

中圖分類號：S532.01 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2015）05-0077-03

蔬菜地長期過量施用化肥，不僅會對蔬菜造成危害，還會妨礙蔬菜對其他營養元素的吸收，引起缺素癥。因此，蔬菜地應最大限度地施用有機肥或其他生物肥料，代替化學肥料，減少化學肥料殘留。印度梨形孢（Piriformosporaindica）是根部內生真菌，可促進植物生長，改善作物品質，提高植物抗逆性，應用前景廣闊。印度梨形孢是近年發現的一種植物根部內生菌，據報道，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。據統計，到目前為止約有150種植物可以與印度梨形孢共生，包括農業、園藝業、藥用植物和重要的經濟作物。印度梨形孢的菌絲可以定殖于植物根系表面、根系表皮細胞和細胞間隙，形成典型的梨形厚垣孢子，能在作物根系定殖存活很長時間。印度梨形孢通過促進植物對營養元素的吸收來促進植物生長并提高大麥、小麥等糧食作物產量，提高大麥、擬南芥等植物的抗旱、抗鹽能力。目前國內對印度梨形孢的研究主要集中在該菌對植物促生作用及機理方面。研究表明，接入印度梨形孢的中國小白菜植株地上與地下部分的鮮質量和干質量與對照相比均有顯著提高，側根數量也明顯多于對照，且能提高小白菜的抗旱性。王鳳讓等發現，印度梨形孢能在番茄上定殖并促進番茄側根形成，促進植株生長并提高果實產量，在正常供磷、低磷條件下，印度梨形孢能促進番茄對磷的吸收，增加植株體內磷含量，提高植株對低磷逆境的抵抗能力。陳佑源指出，印度梨形孢可促進作物生長，改善油菜菜籽品質。我國馬鈴薯產量位居世界首位，但馬鈴薯平均單產、品質均較低，遠不及荷蘭、英國、美國、法國等國。本研究探討印度梨形孢對馬鈴薯生長和塊莖品質的影響，旨在為馬鈴薯高產高質栽培以及菌肥開發利用提供依據。

1.材料與方法

1.1材料

印度梨形孢菌種由長江大學生命科學學院提供。馬鈴薯購自長江大學附近菜市場。

1.2方法

2012年12月5日，選擇質量為51～100g的薯塊，縱向一切兩半，用0.1%高錳酸鉀液浸種15min，取2個大培養盆，底部鋪5cnl厚的細沙，放上1層種薯，薯芽朝上，如此反復堆放2～3層，表面再鋪上5cm厚的細沙，溫度保持在20qC左右，濕度以手握住不滴水為宜，薯塊經10d左右即可萌芽。當薯芽長至7cm左右時播種，播種深度為薯塊表面距土壤表層最高點20cm左右，12月下旬移栽到培養盆中。設置4個處理，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3次。

1.3測定指標

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

1.4統計方法

采用Excel2003軟件統計數據，采用SPSS12.0軟件中通用線性模型單因素變量法進行方差分析，采用Duncan法進行多重比較。

2.結果與分析

2.1印度梨形孢對馬鈴薯生長的影響

由圖1可知，c處理馬鈴薯株高最高，為118.81cm，與對照差異顯著，A處理、B處理株高與對照差異不顯著。馬鈴薯不同時期施用印度梨形孢菌肥對葉片數影響不大。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施用均顯著降低葉面積。各時期施用印度梨形孢菌肥莖粗與對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照相比根長明顯提高，但在2個階段都施用則根系增長作用差異不顯著。

2.2印度梨形孢對馬鈴薯產量、品質的影響

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

淀粉含量、還原糖含量是衡量馬鈴薯品質的重要指標。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照提高34.29%、27.61%、44.76%；還原糖含量分別較對照提高15.63%、12.50%、21.88%。

2.3不同時期施用菌肥對馬鈴薯葉片生理指標的影響

葉綠素含量對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、總葉綠素含量均顯著高于對照，處理A、B葉綠素a含量、葉綠素b含量、總葉綠素含量與對照均差異不顯著，表明施用菌肥對馬鈴薯葉綠素含量提高作用明顯。

蛋白質含量高低反映植物代謝能力強弱。由圖2可知，A、B、c組葉片中蛋白質含量均顯著高于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、光合作用及生長素氧化等關系密切，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作為信號分子，介導了多種植物脅迫反應。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.結論與討論

本研究結果表明，苗期、塊莖形成期分階段追施印度梨形孢菌肥可以促進馬鈴薯生長，最終提高馬鈴薯的產量。苗期和塊莖形成期追施印度梨形孢菌肥，馬鈴薯產量、大中薯率、淀粉含量、還原性糖含量均高于對照。這與夏更壽等研究結果相似，且印度梨形孢增產提質效果明顯優于追施鉀肥的效果。光合作用是植物代謝的基礎，葉綠素是光能吸收、轉換的原初物質，蛋白質是生命的物質基礎。因此，葉綠素含量、蛋白質含量直接影響植物生長發育及產量形成。本研究結果表明，施用了印度梨形孢菌肥的C處理中馬鈴薯葉綠素含量、蛋白質含量均顯著高于對照，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、蛋白質含量，從而在一定程度上改善馬鈴薯品質。MDA、POD、CAT是植物抗逆性的重要指標。施用印度梨形孢后，馬鈴薯葉片MDA含量、POD含量、CAT含量均發生不同程度的變化，表明施用印度梨形孢可以改善植物的抗逆性，這同前人報道一致。因此，印度梨形孢可以作為生物改良因子，在農業生產中發揮重要作用，用生物菌肥代替化肥，可以減少環境污染、土壤污染，符合生態農業發展要求。