土著花生根瘤菌田間試驗研究

摘要：于鄂東三地同時對花生（Arachis hypogaea Linn.）進行接種土著根瘤菌（Rhizobium）HG-5菌株的田間試驗。結果表明，接種處理對花生飽果率、百果干重和單株根瘤數(shù)等性狀均有明顯的促進作用，最終表現(xiàn)為花生產(chǎn)量增加，與對照組相比，平均增產(chǎn)14.54%。HG-5菌株可作為當?shù)厣a(chǎn)上推廣應用的優(yōu)選菌株。關鍵詞：花生（Arachis hypogaea Linn.）；根瘤菌；田間試驗；增產(chǎn)；親和能力

中圖分類號：S154.38+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）06-1328-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.012

Abstract：Three experiments located in the eastern Hubei Province were conducted under field condition in 2012 to study the effect of inoculating indigenous Rhizobium HG-5 strain of peanut（Arachis hypogaea Linn）. The results showed that the characters of peanut including setting percentage， dry weight per hundred pods and nodule number per plant were obviously promoted. The yield of peanut per unit area was significantly increased by inoculating HG-5 when the peanut was seeded. The average yield increased by 14.54% compared with CK. HG-5 was well selected strain suitable for application in the local peanut production.

Key words：peanut（Arachis hypogaea Linn.）； nodule bacteria（Rhizobium）；field experiment；yield increase；affinity

根瘤菌（Rhizobium）是一類能與豆科植物共生結瘤并固定空氣中氮氣的革蘭氏陰性細菌，廣泛分布于土壤中，全世界約有70余種[1，2]。不同的根瘤菌與豆科植物品種間的共生固氮能力存在著較大的差異。因此，篩選與豆科植物品種匹配、固氮能力強的優(yōu)良菌株，是提高根瘤菌實際應用效果的重要途徑[3-6]。

花生（Arachis hypogaea Linn.）是鄂東地區(qū)重要的經(jīng)濟作物，篩選適宜于當?shù)丨h(huán)境、并與當?shù)鼗ㄉ贩N具有最佳親和性（也稱為親和組合）的花生根瘤菌具有重要的實際意義[7]。已有研究報道，親和組合菌株可通過自然選育、雜交選育、誘變選育、原生質(zhì)體融合選育或基因工程選育得到[8]，尚未見從土著根瘤菌中選育親和組合菌株的報道。筆者認為，土著根瘤菌長期與特定的環(huán)境條件相適應，與當?shù)亻L期耕種的作物品種也有一定的親和性，所以，首次嘗試直接從土著根瘤菌中篩選親和性好、固氮能力強的高效花生根瘤菌菌株。首先，通過盆栽試驗從分離得到的6株不同來源的土著花生根瘤菌菌株中初篩出優(yōu)良菌株HG-5，選擇鄂東地區(qū)大悟縣、武穴市及黃州區(qū)3地作為種植試驗點，對HG-5菌株進行了田間增產(chǎn)試驗研究。

1 材料與方法

1.1 菌株來源

2011年9月從黃岡市黃州區(qū)陶店鄉(xiāng)塘角村花生地采集成熟花生根瘤，然后參考根瘤菌常規(guī)分離純化方法[9]分離得到HG-5菌株純種；A2菌株原種由華中農(nóng)業(yè)大學提供。

1.2 花生品種及來源

大悟縣試驗點使用的花生品種為天府11號，購于大悟縣豐店鎮(zhèn)種子站；武穴市試驗點使用的花生品種為錦花5號，購于武穴市花橋鎮(zhèn)種子站；黃州區(qū)陶店鄉(xiāng)試驗點使用的花生種子為自留種。

1.3 種植試驗點的選擇

在大悟縣豐店鎮(zhèn)南田村選擇平地、朝南坡地和朝西坡地作為試驗地，面積均約為240 m2。在武穴市花橋鎮(zhèn)吳上垸村選擇山上橘林間地、湖底田、山間洼地作為試驗地，3塊試驗地的肥力均屬中等偏下，面積均約為200 m2。在黃州區(qū)陶店鄉(xiāng)塘角村，從大片花生種植地中選擇兩塊區(qū)域作為試驗地，兩地塊種植花生多年，土壤肥力中等，面積均約為200 m2。

1.4 接種及田間管理

花生為穴播。每穴播3粒種子，出苗后間苗，每穴定苗2株，穴間距20～25 cm，種植密度約16.5萬穴/hm2。利用發(fā)酵罐分別擴大培養(yǎng)HG-5和A2菌株，培養(yǎng)液再用無菌水配制成1×108 個/mL的菌液冷藏備用。按3.3×104 mL/hm2的用量比例取備用根瘤菌液分配到各試驗點，施用前再用清水稀釋100倍制成菌液。花生播種后，用20 mL注射器向每穴注入稀釋菌液20 mL，即向每穴中的兩粒種子接入約2×107個根瘤菌。對照組用等量清水代替稀釋菌液接種。

2012年5月7日播種，10月18～20日收獲。試驗地田間管理同一般大田。每個處理組均采用5點取樣法，即從4個角和中央各取10株，共取50株，分別測定株均根瘤數(shù)、飽果率、百果干重、產(chǎn)量等性狀值，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同類型地塊接種HG-5的增產(chǎn)效果

大悟縣和武穴市兩個試驗點共6個不同種植地塊接種HG-5根瘤菌后花生產(chǎn)量均有所增加，平均增產(chǎn)率為13.85%，另外，株均根瘤數(shù)、飽果率和百果干重等均有所提高，各試驗點具體增產(chǎn)效果統(tǒng)計如表1所示，由表1可知，在大悟縣的3個試驗地，盡管地塊間有平地與坡地、坡向朝南與朝西等區(qū)別，但接種HG-5菌株后花生產(chǎn)量增產(chǎn)幅度相似，平地與坡地之間的增產(chǎn)率僅相差0.55個百分點，坡向朝南與坡向朝西之間的增產(chǎn)率僅相差1.70個百分點。由此可見，根瘤菌的增產(chǎn)潛力與花生種植地的坡度、坡向等因素關系不大，而與一定區(qū)域內(nèi)的土壤結構特點、所用花生品種的關系密切。這一特性顯示出根瘤菌在改造山體坡地方面具有巨大的潛力和優(yōu)勢。

在武穴市的3個試驗地，橘林地接種根瘤菌后增產(chǎn)幅度最大，達16.70%，湖底田增產(chǎn)幅度最小，僅為9.60%，而山洼地增產(chǎn)幅度居中，為14.70%。這一結果說明，在改造低產(chǎn)林地和其他旱地的農(nóng)業(yè)實踐中，可以通過施用根瘤菌肥提高花生等豆科作物產(chǎn)量，而在改造低產(chǎn)濕田時，菌肥的增產(chǎn)效果有限。

2.2 不同來源根瘤菌株的增產(chǎn)效果

HG-5菌株來源于黃州區(qū)陶店鄉(xiāng)塘角村，為了檢測該土著花生根瘤菌株與當?shù)鼗ㄉ贩N之間的親和性以及實際增產(chǎn)效果，在黃州塘角村試驗點的不同地塊分別接種HG-5菌株和A2菌株進行對比試驗，兩種不同來源的菌株增產(chǎn)效果統(tǒng)計如表2所示。由表2可見，HG-5菌株組的增產(chǎn)效果明顯優(yōu)于A2菌株組，前者的增產(chǎn)率是后者的1.75倍。同時，接種HG-5菌株后的花生株均根瘤個數(shù)較接種A2菌株的多14.7%。對比試驗說明，HG-5菌株對土著環(huán)境具有更好的適應性，同時與土著環(huán)境中長期播種的花生品種之間也可能具有更好的親和性，極可能從土著根瘤菌株中選育出親和組合高效菌株。

3 小結與討論

1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐證實，在山坡地、林間地、山洼地等地種植其他作物幾乎無收成，而種植花生收獲頗豐，花生能起到“開路先鋒”的作用，如果再加上及時合理施用根瘤菌菌肥，花生將在提高土壤肥力、改善生態(tài)環(huán)境方面發(fā)揮更大的作用。

2）鄂東大別山地區(qū)的花生種植面積巨大，僅紅安縣2012年的花生種植面積就達2×104 hm2，約占湖北省花生種植總面積的10%[10]。大別山地區(qū)的農(nóng)民普遍將花生種植在房前屋后荒地、閑地及瘠薄地上，花生產(chǎn)量普遍較低。為了提高產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入，應積極推廣引用先進的農(nóng)業(yè)技術和管理方法，其中應特別注意發(fā)揮高效花生根瘤菌在提高低產(chǎn)旱地和林間坡地花生產(chǎn)量方面的優(yōu)勢。

3）根瘤菌與花生品種之間的親和性隨土壤結構、花生品種及種植方式不同而變化，因此，篩選對特定區(qū)域、特定品種具有高親和性的高效菌株比較困難。土著根瘤菌由于對環(huán)境的長期適應，較易與土著環(huán)境中長期栽種的花生品種形成良好的親和關系。結果表明，通過接種（或施加菌肥）可提高土著根瘤菌在土壤菌群中的比例和地位，最終可以達到增強固氮能力、提高花生產(chǎn)量的目的。同時，從土著根瘤菌中篩選高效菌株，程序相對簡單，成本低廉，對環(huán)境條件適應快，增產(chǎn)效果相對穩(wěn)定，值得在菌肥生產(chǎn)和花生種植實踐中借鑒和使用。

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