崔 亮，付雪嬌，周樺楠，劉冠求，潘家荃，孟令文

KS50微生物菌肥對馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響

崔 亮，付雪嬌，周樺楠，劉冠求，潘家荃，孟令文

（遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，遼寧 沈陽 110161）

微生物菌肥是緩解我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥施用依賴的重要途徑，試驗研究了不同微生物菌肥處理對馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，1%的KS50微生物菌肥浸種處理，馬鈴薯單株葉面積、主莖長、根長、根冠比分別比CK增加91.2%、57.5%、56.1%和37.5%，此外，在馬鈴薯的平均薯塊重和單株結(jié)薯重提高的前提下，該處理產(chǎn)量比對照增產(chǎn)15.7%。1%的KS50微生物菌肥處理薯塊有效調(diào)控了馬鈴薯的生長發(fā)育狀況，在一定程度上調(diào)控了產(chǎn)量構(gòu)成因素，進(jìn)而實現(xiàn)了馬鈴薯增產(chǎn)。

微生物菌；種薯處理；馬鈴薯；生長發(fā)育；產(chǎn)量

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是重要的糧、菜、飼兼用和工業(yè)原料作物，因其營養(yǎng)價值高、適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高，已在全球范圍內(nèi)得到廣泛種植，并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮著重要作用［1］。我國馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位，但是其單產(chǎn)水平普遍偏低，與荷蘭、英國和美國等歐美發(fā)達(dá)國家的單產(chǎn)相比，差距還很大，塊莖品質(zhì)也較低［2～3］。因此，我國馬鈴薯生產(chǎn)具有很大的增產(chǎn)空間，提高馬鈴薯單產(chǎn)對我國乃至世界馬鈴薯可持續(xù)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。

作物產(chǎn)量除受自身遺傳因素影響外，也受栽培技術(shù)等綜合農(nóng)藝措施的影響，合理施肥是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一［4］。當(dāng)前，增加化肥的施用量是我國提高馬鈴薯產(chǎn)量的主要措施。在現(xiàn)在生產(chǎn)中對化肥的依賴度越來越高，施用量越來越多，長期過量施用化肥，不僅易使土壤酸化、板結(jié)化和貧瘠化，也會造成石灰性或堿性土壤的次生鹽堿化、結(jié)構(gòu)惡化和肥力退化，最終導(dǎo)致氮磷比例失調(diào)，進(jìn)而影響產(chǎn)量和品質(zhì)潛力的發(fā)揮［5～7］。因此，選擇新型肥料來降低化肥施用量是提高馬鈴薯肥料利用率、降低農(nóng)田環(huán)境污染、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的主要途徑。

近年來，農(nóng)業(yè)科學(xué)家創(chuàng)新研發(fā)的 KS50微生物菌肥因其肥料中特定菌株能夠提高土壤益生菌數(shù)量及礦質(zhì)元素的有效性，抑制有害微生物繁殖，從而改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，目前，已在污水處理、除臭處理、河川胡泊水質(zhì)改善等環(huán)境領(lǐng)域取得了顯著成效［8～9］。同時，由于它富含有益微生物菌群、活性酶、有機(jī)質(zhì)及多種微量元素，是一類能降低化肥用量、降低生產(chǎn)成本、改良土壤結(jié)構(gòu)、消除土壤板結(jié)、提高植物養(yǎng)分的吸收、減少植物病害、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的新型產(chǎn)品［10～14］。對土壤改善及農(nóng)作物增產(chǎn)等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。相關(guān)研究表明，微生物菌能夠顯著促進(jìn)小麥、大豆和玉米等產(chǎn)量潛力的發(fā)揮［15～16］。但有關(guān) KS50微生物菌肥對馬鈴薯產(chǎn)量影響的研究還鮮見報道。因此，本研究探討了KS50微生物菌肥對馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，為馬鈴薯高產(chǎn)高效栽培技術(shù)的制定提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試馬鈴薯品種為費烏瑞它，試驗于2017年在遼寧省沈陽市康平縣文華村（123°37′E，43°02′N）進(jìn)行。KS50微生物菌肥由韓國建農(nóng)公司生產(chǎn)。試驗土壤類型為沙壤土，0～20 cm耕層土壤 養(yǎng)分如表1。

表1 土壤養(yǎng)分情況

1.2 試驗設(shè)計和試驗方法

采用大田單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，微生物菌肥處理馬鈴薯方式為試驗因素，設(shè)置5個處理，A1：用1%的KS50微生物菌肥營養(yǎng)液浸種10 m in，A2：用1%的KS50微生物菌肥營養(yǎng)液拌濕的沙土蓋在播種后的薯塊上，A3：用4%的KS50微生物菌肥營養(yǎng)液浸種10 m in，A4：用4%的 KS50微生物菌肥營養(yǎng)液拌濕的沙土蓋在播種后的薯塊上，以清水浸種10 m in作為對照CK，每個處理重復(fù)3次。分別在出苗后 10 d、20 d、30 d、40 d、50 d進(jìn)行取樣。馬鈴薯于2017年4月19日播種，7月28日收獲；種植密度為5 500株/667m2，小區(qū)面積21 m2，其它田間管理措施按一般生產(chǎn)田進(jìn)行。

1.3 測定項目與方法

葉面積的測定：馬鈴薯出苗后 10 d、20 d、30 d、40 d、50 d時，采用稱重法進(jìn)行測定，從待測葉片中選出部分葉片，用打孔器打出方形葉片樣本，避開葉脈，先測量其面積（a），并稱其重量（w），再將待測的全部葉片稱重（W），按公式：葉面積（cm2）＝［W×a］/w，計算葉面積。

主莖長和根長的測定：馬鈴薯出苗后10 d、20 d、30 d、40 d、50 d時，用直尺直接測定馬鈴薯的主莖長和根長

根冠比的測定：根據(jù)地上部干物質(zhì)重和根干物質(zhì)重計算根冠比。

干物質(zhì)重的測定：馬鈴薯出苗后10 d、20 d、30 d、40 d、50 d時，每個處理取長勢一致的植株3株，區(qū)分莖、葉、根和塊莖，在105℃下殺青30 min后繼續(xù)在75℃烘至恒重，測定干物質(zhì)重。

產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的測定：收獲時去邊行實收計產(chǎn)，調(diào)查單株結(jié)薯數(shù)、單株薯重，折算成畝產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS19.0軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗（LSD法），Sigmaplot 10.0進(jìn)行制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對馬鈴薯單株葉面積的影響

由圖1可以看出，不同處理下馬鈴薯單株葉面積呈現(xiàn)顯著性差異，其中處理 A1、A2、A3和A4均顯著高于CK。不同處理間單株葉面積表現(xiàn)為A1＞A2＞A3＞A4＞CK，以處理 A1葉面積最大，全生育期內(nèi)A1處理的單株葉面積分別比A2、A3、A4和 CK處理高 28.2%、42.7%、63.8%、91.2%。這說明A1處理能夠顯著增加馬鈴薯的葉面積。

2.2 不同處理對馬鈴薯主莖長和根長的影響

通過圖2和圖3可知，與對照CK相比，采用微生物菌肥處理可顯著增加馬鈴薯的主莖長和根長，且不同處理間也存在顯著性差異，全生育期內(nèi)A1處理的主莖長度分別比 A2、A3、A4和 CK處理高12.1%、19.3%、30.5%和57.5%，A1處理的根長分別比A2、A3、A4和 CK處理高18.8%、29.1%、43.1%和56.1%。不同處理下馬鈴薯主莖長和根長均顯著高于對照CK，說明采用微生物菌肥處理可明顯改變馬鈴薯的生長發(fā)育進(jìn)程，在一定程度上增加了主莖和根系的生長速率，這有利于馬鈴薯快速成熟，防止生育后期受干旱脅迫的影響。

2.3 不同處理對馬鈴薯地上和根系干物質(zhì)重的影響

干物質(zhì)重在一定程度上反映作物的生長發(fā)育狀況，也為最終產(chǎn)量形成奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。圖4和圖5顯示不同處理均增加了馬鈴薯地上部和根系干物質(zhì)重，全生育期內(nèi)均表現(xiàn)為 A1＞A2＞A3＞A4＞CK。，這表明，微生物菌肥處理能顯著增加馬鈴薯地上部（莖葉）和根系干物質(zhì)重，進(jìn)而增加同化物向塊莖的轉(zhuǎn)運量，從而提高產(chǎn)量。A1處理馬鈴薯地上部干重分別比 A2、A3、A4和 CK高11.6%、18.7%、27.5%、36.3%，根系干物質(zhì)重分別比處理 A2、A3、A4和 CK高 32.3%、48.7%、68.5%和85.8%。

2.4 不同處理對馬鈴薯根冠比的影響

圖6顯示了不同微生物菌肥處理對馬鈴薯根冠比的影響，與對照CK相比，不同處理均顯著增加了馬鈴薯的根冠比，處理間根冠比以A1最高，分別比 A2、A3、A4和 CK處理高18.9%、25.3%、31.2%和37.5%。微生物菌肥處理可增加馬鈴薯根系性能，更有利于馬鈴薯對水分和養(yǎng)分的吸收和利用，為產(chǎn)量潛力的發(fā)揮奠定基礎(chǔ)。

2.5 不同處理對馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表2可知，微生物菌肥處理下馬鈴薯產(chǎn)量均高于CK，其中處理A1、A2、A3和A4分別比CK增產(chǎn)15.7%、11.8%、9.9%和4.2%，且 A1顯著高于CK，各處理單株結(jié)薯數(shù)差異不顯著，A1處理平均薯塊重和單株結(jié)薯重顯著高于CK。

圖1 不同處理下馬鈴薯的單株葉面積

圖2 不同處理下馬鈴薯主莖長

圖3 不同處理下馬鈴薯根長

圖4 不同處理下馬鈴薯地上部干物質(zhì)重

圖5 不同處理下馬鈴薯根系干物質(zhì)重

圖6 不同處理下馬鈴薯根冠比

表2 不同處理下馬鈴薯產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

3 討論與結(jié)論

化學(xué)肥料的過量施用不僅增加農(nóng)產(chǎn)品的成本投入，而且會導(dǎo)致環(huán)境污染，給人類健康帶來不良影響，因此尋找一種低成本且環(huán)境友好的多功能微生物菌肥對于挖掘作物產(chǎn)量潛能以及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究結(jié)果表明，KS50微生物菌肥處理可顯著增加馬鈴薯的葉面積，其中以1%的KS50微生物菌浸種處理下馬鈴薯的葉面積最大，這有利于增加馬鈴薯群體的光能截獲量，為馬鈴薯的光合作用提供充足的光能，進(jìn)而提高其光能利用率。同時，該處理也顯著增加了馬鈴薯的主莖長、根長，為馬鈴薯水分和養(yǎng)分吸收以及光合產(chǎn)物的運輸?shù)於诵螒B(tài)基礎(chǔ)。其次，從物質(zhì)積累角度而言，1%的KS50微生物菌處理不僅提高了地上部莖葉的干物質(zhì)重，而且也提高了根系的干物質(zhì)重，增加了根冠比，為其產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的形成奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)［20］。本試驗條件下，1%的KS50微生物菌肥營養(yǎng)液浸種處理效果最好，比 CK處理增產(chǎn) 15.7%，達(dá)到顯著水平。KS50微生物菌處理馬鈴薯可在一定程度上緩解實際生產(chǎn)對化肥施用的依賴程度，減輕農(nóng)田污染，對生產(chǎn)實際具有一定的指導(dǎo)參考意義，但有關(guān)微生物菌對馬鈴薯產(chǎn)量潛力發(fā)揮影響的具體機(jī)理還有待于進(jìn)一步深入研究。

［1］ 韓黎明.馬鈴薯加工現(xiàn)狀分析及對策建議［J］.農(nóng)業(yè)工程技術(shù)：農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)，2012（12）：20～25.

［2］ 盛萬民.中國馬鈴薯品質(zhì)現(xiàn)狀及改良對策［J］.中國農(nóng)學(xué)通報，2006，22（2）：166～170.

［3］ 謝開云，屈冬玉，金黎平，等.中國馬鈴薯生產(chǎn)與世界先進(jìn)國家的比較［J］.世界農(nóng)業(yè)，2008（5）：35～38，41.

［4］ 楊德樺.不同施肥質(zhì)量和不同施肥方式對襄陽地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量、養(yǎng)分積累規(guī)律和品質(zhì)的影響［D］.武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

［5］ 姚麗娟，唐欣昀，常慧萍.棉花根際促生菌的研究進(jìn)展［J］.中國土壤與肥料，2009（6）：8～12.

［6］ 孫繼英，肖本彥.不同施肥水平對高淀粉馬鈴薯品種克新12號產(chǎn)量及相關(guān)經(jīng)濟(jì)性狀的影響［J］.中國馬鈴薯，2006，20（1）：30～32.

［7］ Alva A.Potato nitrogen management/［J］.Journal of vegetable crop production，2004，10（1）：97～130.

［8］ 何良祖.生物菌肥與農(nóng)家肥、化肥配合施用對土壤改良和番茄生長的影響［J］.長江蔬菜，2009（12）：63～64.

［9］ 梁利寶，洪堅平.不同菌肥施用量對礦區(qū)復(fù)墾土壤氮、有機(jī)質(zhì)的影響［J］.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，39（5）：636～638.

［10］ 徐志峰，王旭輝，丁亞欣，等.生物菌肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010（5）：269～270.

［11］ 姜妍，王浩，王紹東，等.微生物菌肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用潛力［J］.大豆科技，2010（5）：25～27.

［12］ Adesemoye A O.Torbert H A.Kloepper JW.Enhanced plant nutrient use efficiency with PGPR and AMF in an intergrated nutrientmanagement system［J］Canadian Journal of Microbiology，2008，54（10）：876～886.

［13］ Karthiba L.Saveetha K.Suresh S.et al.PGPR and entomopathogenic fungus bioformulation for the synchronous management of leaffolder pest and sheath blight disease of rice［J］.Pest Management Science，2010，66（5）：555～564.

［14］ Baset-Mia M A，Shamsuddin Z H，Wahab Z.et al.High-yielding and quality banana production through plant growth-promoting rhizobacterial（PGPR）inoculation［J］.Fruits，2005，60（3）：179～185.

［15］ 胡小加，江木蘭，張銀波，等.枯草芽孢桿菌 Tu-100對幾種作物的促生效果［J］.中國油料作物學(xué)報，2005（5）：92～94.

［16］ Pirplak L，Kose M.Effects of plantgrowth promoting rhizobacteria on yield and some fruit properties of strawberry［J］.Journal of Plant Nutrition，2009，32：1173～1184.

Effects of KS50 Microbial Fertilizer on Growth and Yield of Potato

CUI Liang，F(xiàn)U Xue-jiao，ZHOU Hua-nan，LIU Guan-qiu，PAN Jia-quan，MENG Ling-wen
（Crop Research Institute，Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang，Liaoning 110161）

Microbial fertilizer as one of the alternatives to fertilizer was an important way to alleviate the dependence of agricultural production on chemical fertilizer in China.The effect of differentmicrobial fertilizer on the grow th and yield of potato was studied.The results showed that The leaf area，main stem length，root length and root/shoot ratio of potato were increased by 91.2%，57.5%，56.1%and 37.5%respectively compared with CK under the 1%KS50 microbial bacteria soaking seeds treatment.In addition，the yield of potato was increased by 15.7%compared with CK as the average weight and the individual tuber of potato increased.1%KS50 microbial fertilizer treatment effectively control the growth and development of potato，to a certain extent，regulate the yield components，thus achieve the yield of potato increased.

Microorganism；Seed soaking treatments；Potato；Growth development；Yield

S144；S532.01

B

1002-1728（2017）05-0019-05

10.3969/j.issn.1002-1728.2017.05.005

2017-09-13

沈陽市重點科技研發(fā)計劃項目（17-154-3-00）

崔亮（1983-），男，博士，助理研究員，主要從事馬鈴薯高產(chǎn)高效栽培技術(shù)研究。E-mail：cuiliang2832@126.com

孟令文（1963-），男，研究員，主要從事作物高產(chǎn)高效栽培技術(shù)研究。E-mail：Lnsm lw2004@163.com