（1.廣西柳城縣甘蔗研究中心，柳城545200；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所，南寧530007；3.廣西農(nóng)墾國有金光農(nóng)場，南寧530042；4.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，南寧530007）

AM菌劑對甘蔗新品系“柳城07-500”的大田生長效應(yīng)分析盧李威1，盧文祥1，汪茜2*，伍榮冬3，譚裕模4，韋勤麗1，張金蓮2，陳廷速2

（1.廣西柳城縣甘蔗研究中心，柳城545200；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所，南寧530007；3.廣西農(nóng)墾國有金光農(nóng)場，南寧530042；4.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，南寧530007）

為了探討大田甘蔗接種叢枝菌根（AM）真菌對促進(jìn)甘蔗生長的效果，進(jìn)行甘蔗新品系“柳城07-500”大田接種AM菌劑的試驗(yàn)，初步分析其對甘蔗生長的影響。研究結(jié)果表明：AM菌劑能促進(jìn)甘蔗對土壤中鎂和有機(jī)質(zhì)的吸收；在施用AM菌劑及50%復(fù)合肥（750kg/hm2）下，能促進(jìn)磷的吸收，提高磷肥的利用率。施AM菌劑能提高土壤的pH值，促進(jìn)甘蔗植株生長，增加甘蔗有效莖數(shù)和提高產(chǎn)量。

甘蔗；叢枝菌根真菌；接種；大田試驗(yàn)

叢枝菌根（arbuscular mycorrhiza，AM）是由球囊霉（Glomeromycota）真菌與植物根系形成的互惠共生體，90%以上的陸地植物都能形成叢枝菌根，是自然界中最普遍的一種菌根類型。AM真菌與植物根系共生后，能夠促進(jìn)宿主植物對水分和土壤礦質(zhì)元素（特別是磷）的吸收和利用，提高養(yǎng)分的利用率，增強(qiáng)抗逆性，促進(jìn)植物生長，提高作物產(chǎn)量。AM真菌在植物根際形成的龐大菌絲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)、控制水土流失、增強(qiáng)對土傳病害的抑制、保持植物根際土壤生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展有重要意義[1-4]。

長期以來，廣西蔗區(qū)由于沒有找到可以大面積的輪作作物，蔗農(nóng)在同一蔗地上連年種植甘蔗，有的長達(dá)20～30年。由于過度施用化肥，許多蔗區(qū)土壤呈酸性[5]和出現(xiàn)土壤板結(jié)情況，土壤質(zhì)量退化嚴(yán)重。再者由于持續(xù)連作，蔗田土壤理化性質(zhì)惡化，施肥效果降低。蔗田土壤養(yǎng)分生態(tài)條件惡化，使甘蔗平均單產(chǎn)未能取得大的突破[6]。蔗區(qū)農(nóng)田質(zhì)量下降，成為制約該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。本研究進(jìn)行大田甘蔗接種AM菌劑試驗(yàn)，探討叢枝菌根真菌對甘蔗新品系“柳城07-500”生長的影響，為AM菌劑在甘蔗生產(chǎn)上的應(yīng)用及將來其在生態(tài)農(nóng)業(yè)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試材料：甘蔗新品系柳城07-500（粵糖92-1287×CP72-1210）。叢枝菌根真菌菌株為地表球囊霉菌（Glomus versiforme）LCGX-58，菌株保藏號：CGMCC No.8775(中國科學(xué)院微生物研究所中國微生物菌種保藏中心)。由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院微生物研究所分離自甘蔗根際土壤。采用河沙為主要培養(yǎng)基質(zhì)，以玉米為宿主植物，接種Glomus versiforme LCGX-58，生長期間每周噴淋25%～50%Hoagland營養(yǎng)液，培養(yǎng)4個月后，將孢子、宿主根系和培養(yǎng)基質(zhì)作為接種物(AM菌劑)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)地點(diǎn)在柳城縣大埔鎮(zhèn)木桐村保大屯。試驗(yàn)設(shè)6個處理，A.AM：AM菌劑；B.AM+1/2F：AM菌劑+1/2復(fù)合肥（375 kg/hm2）（信奧牌甘蔗專用肥，N：P：K=19:19:19）；C.AM+F：AM菌劑+復(fù)合肥（750 kg/hm2）；D.CK：空白對照；E.1/2F：1/2復(fù)合肥（375 kg/hm2）；F.復(fù)合肥（750 kg/hm2）。試驗(yàn)小區(qū)行長10m，行距1m，5行區(qū)，小區(qū)面積50m2，3次重復(fù)。試驗(yàn)采用同一品種、同一播種時間和同一管理水平。

1.3檢測與調(diào)查項(xiàng)目

菌根侵染檢測：在種植后期，采集不同處理的甘蔗根系，檢測方法同陳廷速等[7]。

2014年7月調(diào)查出苗率。2015年1月測定株高、莖徑、有效莖數(shù)、錘度和產(chǎn)量等，評價施用AM菌劑對甘蔗生長的影響。試驗(yàn)結(jié)果采用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1AM菌劑對土壤理化性質(zhì)的影響

施用AM菌劑對土壤的理化性質(zhì)有著不同的影響（表1）。在甘蔗收獲后，施用AM菌劑的處理，土壤中殘留的P和Mg的含量均比對應(yīng)未施AM菌劑的低，說明AM菌劑能促進(jìn)甘蔗對土壤中P和Mg的吸收。AM菌劑對土壤全氮的影響不大，主要表現(xiàn)在甘蔗收獲后，各處理土壤中全氮的含量相差不大。AM菌還能提高土壤的pH值，表現(xiàn)在處理A、B、C的pH值分別比D、E、F高。

2.2AM真菌對大田甘蔗根系的侵染

不同處理甘蔗根系的侵染結(jié)果如圖1。處理AM+1/ 2F和AM+F的小區(qū)AM真菌的菌絲和泡囊結(jié)構(gòu)較為豐富；在甘蔗根際土壤中，除了AM真菌外，還存在深色有隔內(nèi)生真菌（DSE）。由于甘蔗土壤中存在土著的AM真菌，因此，在空白對照中，仍可觀察到少量的AM菌絲。此外，在不同處理中，發(fā)現(xiàn)在施用復(fù)合肥的小區(qū)（AM+1/2F，AM+F，1/2F，F(xiàn)）中，DSE的微菌核結(jié)構(gòu)出現(xiàn)頻率較高。這與張金蓮[8]的研究結(jié)果一致。

表1　AM菌劑對土壤理化性質(zhì)的影響

圖1　 不同處理甘蔗根系內(nèi)生真菌(AM真菌及DSE)Fig.1 The endophytic(AMF and DSE) in roots of sugarcane with different treatments

2.3AM菌劑對甘蔗株高、莖徑、錘度的影響

從植株株高來看，施用AM+F的處理比其他處理株高都要高，且差異顯著（圖2）；施用復(fù)合肥的處理（AM+1/2F，AM+F，1/2F，F(xiàn)）比未施復(fù)合肥的處理（AM，CK）莖徑高（圖3）；錘度方面各處理差異不顯著（圖4）。

圖2　不同處理株高（cm）

圖3　不同處理莖徑（cm）

圖4　不同處理錘度（%）

2.4AM菌劑對甘蔗有效莖數(shù)和產(chǎn)量的影響

雖然大田甘蔗施用AM菌劑能提高甘蔗有效莖數(shù)，但差異都未達(dá)到極顯著差異水平（圖5）。施用AM菌劑的處理AM、AM+1/2F、AM+F的有效莖數(shù)分別為48670條/hm2、50755條/hm2、50560條/hm2；對照CK、1/2F、F的產(chǎn)量分別為44425條/hm2、46355條/hm2、46090條/hm2。處理AM、AM+1/2F、AM+F分別比CK、1/2F、F增加有效莖數(shù)為9.6%、9.5%和9.7%。

圖5　不同處理有效莖數(shù)（條）

圖6　不同處理的甘蔗產(chǎn)量（kg）

在產(chǎn)量方面，施用AM菌劑的處理AM、AM+1/2F、AM+F的產(chǎn)量分別為68905.0kg/hm2、75165.0 kg/hm2、78790.0 kg/hm2；對照CK、1/2F、F的產(chǎn)量分別為61255.0 kg/hm2、69790.0kg/hm2、66785.0 kg/hm2（圖6）。處理AM、AM+1/2F、AM+F分別比CK、1/2F、F增產(chǎn)12.5%、7.7%和18.0%，從產(chǎn)量結(jié)果上看，在施用AM的3個處理都比對應(yīng)的不施用AM的3個處理產(chǎn)量要高，可初步推斷大田甘蔗在施用AM菌劑后對甘蔗新品系柳城07-500的產(chǎn)量提高是有幫助的。

3　討論

叢枝菌根（AM）真菌是自然界分布最為廣泛的一種植物內(nèi)生菌根真菌，它能促進(jìn)水分和養(yǎng)分的吸收和利用，提高植物的抗逆性，在自然生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)中具有重要作用。本研究表明，甘蔗施用AM菌劑后，AM真菌能夠侵染甘蔗根系并建立共生關(guān)系；AM真菌能促進(jìn)大田甘蔗對土壤中Mg和有機(jī)質(zhì)的吸收，還能提高土壤的pH值，這對甘蔗的生長起尤其重要的作用。同時也表明，在施用復(fù)合肥375kg/hm2的情況下，施用AM菌劑能促進(jìn)甘蔗對磷的吸收，從而提高磷肥的利用率。大田甘蔗在施用AM菌劑后，能促進(jìn)甘蔗植株伸長生長，提高有效莖數(shù)，增加甘蔗產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，這一結(jié)果與張金蓮[8]的研究結(jié)果基本相同。我國的甘蔗經(jīng)過常年連作，甘蔗土壤退化已很嚴(yán)重，增加化肥施用量已經(jīng)達(dá)不到增產(chǎn)的效果，而且還會造成浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的增加，因此，建議在今后的甘蔗種植中，在前茬甘蔗施用肥料充足的情況下，新植蔗單施AM菌劑或AM菌劑+復(fù)合肥375 kg/hm2，宿根蔗建議施用AM菌劑+復(fù)合肥375 kg/hm2，以達(dá)到節(jié)本增產(chǎn)和增效的效果。

致謝：作者感謝廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所王倫旺研究員、楊榮仲研究員對文稿的修改。

[1]Fitter A H.Darkness visible:reflections on underground ecology[J].J Ecol,2005,93:231-243.

[2]Erik V,Wilfred F M R,Hannes A G,et al.Positive effects of organic farming on below-ground mutualists:large-scale comparison of mycorrhizal fungal communities in agricultural soils[J].New Phytologist,2010,186(4):968-979.

[3]Sikes B A,Cottenie C,Klironomos J N.Plant and fungal identity determines pathogen protection of plant roots by arbuscular mycorrhizas[J].Journal of Ecology,2009,97:1274–1280.

[4]Borowicz V.Do arbuscular mycorrhizal fungi alter plant-pathogen relations[J].Ecology,2001,82:3057-3068.

[5]黃紹富，黃杰基.蔗區(qū)土壤肥力現(xiàn)狀與甘蔗測土配方施肥[J].廣西蔗糖，2006（4）：10-13.

[6]張躍彬，劉少春.南方蔗作土壤與養(yǎng)分狀況分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2004（17）：130-133.

[7]陳廷速，李松，張金蓮，等.叢枝菌根（AM）真菌對甘蔗根系侵染研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，24（5）：1757-1760.

[8]張金蓮，黃振瑞，車江旅，等.AM菌劑對大田甘蔗根際土壤AM真菌種群影響研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，28（1）：269-273.

Influence of Arbuscular Mycorrhizal Fungi Inoculation on Sugarcane Species "Liucheng 07-500"Grown in Field

LU Li-wei1,LU Wen-xiang1,WANG Qian2*,WU Rong-dong3,TAN Yu-mo4,WEI Qin-li1, ZHANG Jin-lian2,CHEN Ting-su2

（1.Sugarcane Research Center,Liucheng 545200；2.Micobiology Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007;3.Guangxi State Farms Jinguang Farm,Nanning 530042;4.Resource and Environment Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007）

To reveal the influence of arbuscular mycorrhizal(AM)fungi inoculation on the growth of sugarcane, sugarcane species"Liucheng 07-500"grown in fields were inoculated with AM fungi,and the soil property and the plant growth were investigated.The results showed that arbuscular mycorrhizal(AM)fungi could promote the absorption of magnesium and organic matter,especially promote the absorption of available phosphorus 50% compound fertilizer(750 kg/ha)was used.Arbuscular mycorrhizal(AM)fungi inoculation increased the pH value of soil,stimulated the plant growth,and increased the millable stalks and yield of sugarcane.

sugarcane;arbuscular mycorrhizae fungi;inoculation;field experiment

S435.661

A

1007－2624（2016）02－0005－03

10.13570/j.cnki.scc.2016.02.002

2015-10-19

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31360356）；國家甘蔗產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-20-02A，CARS-20-3-5）；廣西柳州科技計劃項(xiàng)目（2013E020401）；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技項(xiàng)目（2014YP06，2015YT81，2015YZ10）。

盧李威（1966-），男，助理農(nóng)藝師，從事甘蔗新品系選育及高產(chǎn)栽培技術(shù)研究。

汪茜（1984-），女，主要從事作物根際土壤微生物研究；E-mail：wangqian589@126.com