復合微生物菌劑對花生生長及產(chǎn)量的影響

何飛燕 杜全能 楊正 陳佳佳 朱文娟 肖思遠 徐茜 陳思宇 李林 蘭時樂

摘要：為了探討復合微生物菌劑在花生生產(chǎn)中的應用效果，采用盆栽試驗法，以花生品種湘花9760大為試驗材料，研究不同施用量（0、7.5、15.0、22.5、30.0、37.5 kg/hm2）的復合微生物菌劑對花生植株生長和產(chǎn)量的影響。結果表明，與對照相比，隨著復合微生物菌劑施用量在適宜范圍內(nèi)增加，花生葉片中的葉綠素SPAD值均不同程度地提高，花生的主要農(nóng)藝性狀得到改善，花生根、莖、葉中的過氧化氫酶（catalase，簡稱CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，簡稱SOD）、過氧化物酶（peroxidase，簡稱POD）活性均提高，丙二醛（malondialdehyde，簡稱MDA）含量降低，花生單株產(chǎn)量提高。當復合微生物菌劑施用量為22.5 kg/hm2時，花生的單株莢果產(chǎn)量最大，較對照提高了12.85%。研究結果為復合微生物菌劑在花生生產(chǎn)中的推廣應用提供了理論依據(jù)。

關鍵詞：復合微生物菌劑;花生;生長發(fā)育;產(chǎn)量

中圖分類號：S565.201?? 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）14-0104-06

花生（Arachis hypogaea L.）為一年生草本植物，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸等成分，具有促生長、抗衰老、止血造血、提高記憶力等多種功能[1]。隨著農(nóng)業(yè)種植結構的調(diào)整，花生的種植面積持續(xù)擴大。近年來，為了追求花生高產(chǎn)和經(jīng)濟效益，化肥的施用量居高不下。化肥的大量施用，一方面提高了花生產(chǎn)量，另一方面造成了氮素利用率下降、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境惡化、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低等一系列問題。研究發(fā)現(xiàn)，過量施用化肥，不僅不能提高花生產(chǎn)量，反而會對花生產(chǎn)量產(chǎn)生負效應[2-4]。

復合微生物菌劑由特定微生物與營養(yǎng)物質(zhì)復合而成，是能提供、保持或改善植物營養(yǎng)，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量或改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的活體微生物制品[5]，具有培肥地力、改善土壤微生態(tài)環(huán)境、降低土傳病害發(fā)生率、提高化肥利用率和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等功能。目前，復合微生物菌劑已經(jīng)在番茄[6]、水稻[7]、玉米[8]、黃瓜[9]、辣椒[10]等多種農(nóng)作物的栽培過程中得到應用。為了探明復合微生態(tài)制劑在花生生產(chǎn)中的應用效果，本研究采用不同用量的復合微生物菌劑對花生種子拌種后進行盆栽試驗，旨在為在花生生產(chǎn)中應用復合微生態(tài)制劑提供理論依據(jù)與技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試花生品種為湘花9760大原種，由湖南農(nóng)業(yè)大學旱地作物研究所提供。

供試肥料：復合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=15 ∶15 ∶15），購自湖南隆科肥業(yè)有限公司;生物有機肥（N+P2O5+K2O含量≥5.0%，有機質(zhì)含量≥45.0%），購自岳陽農(nóng)博生物科技有限公司;復合微生物菌劑（由枯草芽孢桿菌、多黏芽孢桿菌、哈茨木霉、根瘤菌及載體組成，有效活菌數(shù)≥5×109 CFU/g），由筆者所在課題組自制。

1.2 試驗地概況

試驗于2019年6—10月在湖南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學耘園試驗基地進行。經(jīng)測定，試驗用土壤的養(yǎng)分情況如下：pH值為6.64，有機質(zhì)含量為20.21 g/kg，全氮含量為0.73 g/kg，全磷含量為0.85 g/kg，全鉀含量為15.19 g/kg，堿解氮含量為109.25 mg/kg，速效磷含量為39.72 mg/kg，速效鉀含量為 287.75 mg/kg，交換性鈣含量為60.73 mg/kg。

1.3 試驗設計

試驗使用尺寸為38.0 cm×28.5 cm的塑料盆，每盆裝土20 kg。每盆施用5.1 g復合肥、68.0 g生物有機肥為基肥。每盆播3穴，每穴播種2粒飽滿的種子。設6個處理，每個處理重復3次，每個重復設6盆，共18盆。處理1為對照（CK）;處理A1施用7.5 kg/hm2復合微生物菌劑;處理A2施用 15.0 kg/hm2 復合微生物菌劑;處理A3施用 22.5 kg/hm2 復合微生物菌劑;處理A4施用 30.0 kg/hm2 復合微生物菌劑;處理A5施用 37.5 kg/hm2 復合微生物菌劑。采用隨機區(qū)組排列。種植期間按花生常規(guī)生產(chǎn)方式進行日常管理。

1.4 測定項目與方法

分別于花生苗期、花針期、結莢期、飽果成熟期取樣，測定主莖倒三葉過氧化氫酶（catalase，簡稱CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，簡稱SOD）、過氧化物酶（peroxidase，簡稱POD）活性與丙二醛（malondialdehyde，簡稱MDA）、葉綠素含量，收獲期測定產(chǎn)量性狀。CAT、SOD、POD活性及MDA含量按照南京建成生物工程研究所的試劑盒說明書測定;葉綠素含量用日產(chǎn)SPAD-502葉綠素計測定;各生育期的生物學性狀調(diào)查內(nèi)容包括株高、第一側枝長、總分枝數(shù)、單株莢果數(shù)、單株莢果質(zhì)量、單株籽仁質(zhì)量、百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、單株產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 25軟件對數(shù)據(jù)進行處理，用最小顯著性差異法（LSD）對平均值進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同復合微生物菌劑處理對湘花9760大花生葉片葉綠素SPAD值的影響

由表1可知，各處理花生葉片葉綠素SPAD值隨生育期的延長呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，均于結莢期達到最大值。分析可知，在除飽果期的其他生育期，不同處理間花生葉片中的葉綠素SPAD值差異不顯著，但大都高于對照，說明施用復合微生物菌劑能提高花生葉片的葉綠素SPAD值。A5處理葉片中葉綠素的SPAD值在苗期、花針期分別較CK提高了1.22%、3.63%，結莢期以A2處理的SPAD值最高，較CK提高了4.84%，而飽果期SPAD值最高的是A4處理，較CK提高了6.09%。

2.2 不同復合微生物菌劑處理對湘花9760大花生主要農(nóng)藝性狀的影響

從表2可見，A4處理的株高、第一側枝長在苗期、花針期、結莢期、飽果期均最大，分別較對照提高了10.85%、5.08%、9.37%、9.90%和14.91%、2.51%、7.52%、6.90%，但大部分處理之間差異不顯著，說明施用適量的復合微生物菌劑一定程度上可以提高花生植株的株高和第一側枝長。苗期、結莢期、飽果期分枝數(shù)最多的是A3處理，平均分別為7.33、23.00、23.33個，分別較對照增加了471%、16.28%、17.30%，與其他各處理間的差異達顯著水平，而花針期分枝數(shù)最高的是A5處理，平均為1700個。綜上可知，與對照相比，施用復合微生物菌劑能有效提升花生的主要農(nóng)藝性狀，促進花生生長。

2.3 不同復合微生物菌劑處理對湘花9760大花生植株保護酶活性及MDA含量的影響

2.3.1 不同復合微生物菌劑處理對花生SOD活性的影響 從表3可以看出，在A1處理下，花生苗期莖、葉中，花針期根、莖中與結莢期、飽果期根中的SOD活性均低于對照組;在A2處理下，花生苗期葉中、花針期莖中、飽果期根中的SOD活性均低于對照組;在A5處理下，花生苗期葉中、結莢期根中的SOD活性低于對照組;其他處理在花生各生育期根、莖、葉中的SOD活性均高于對照組。花生苗期莖、葉中， 花針期根、莖、葉中和飽果期根、莖中SOD活性最高的均為A4處理，分別為113.01、31.49，35.82、609.30、32.24和94.38、152.38 U/g;花生結莢期根、葉中和飽果期葉中SOD活性最高的均為A3處理，分別為63.23、16.97、53.38 U/g;花生結莢期莖中SOD活性最高的是A5處理，為190.22 U/g。以上結果說明，施用復合微生物菌劑能維持花生根、莖、葉中較高的SOD活性。

2.3.2 不同復合微生物菌劑處理對花生POD活性的影響 由表4可知，除A1處理花生苗期莖中，花針期根、葉中與結莢期根、莖中，A2處理花生苗期、花針期根與莖中，A5處理花生花針期與結莢期根中的POD活性低于對照組外，其他處理在花生各生育期根、莖、葉中的POD活性均高于對照組。以上結果說明，施用復合微生物菌劑能維持花生根、莖、葉中較高的POD活性。

2.3.3 不同復合微生物菌劑處理對花生CAT活性的影響 由表5可知，在花生苗期，根、莖、葉中的CAT[CM（19*4/5]活性最高的為A5處理，分別為3.22、2.73、905 mg/（g·min），分別較對照提高了75.00%、370.69%、30.97%;花生花針期、結莢期根、莖、葉中CAT活性最高的為A3處理，花生飽果期根、莖、葉中CAT活性最高的為A4處理，且均與對照間的差異達到顯著水平（P<0.05）。結果表明，施用復合微生物菌劑能顯著提高花生根、莖、葉中CAT活性。

2.4 不同復合微生物菌劑處理對湘花9760大花生MDA含量變化的影響

從表6可以看出，除花生苗期、結莢期的根中和花針期、飽果期的葉中外，各處理花生根、莖、葉中的MDA含量隨復合微生物菌劑施用量的增加呈現(xiàn)先降后升的趨勢，且各處理花生在不同生育期的根、莖、葉中的MDA含量均低于對照，其中A4處理花生在不同生育期根、莖、葉中的MDA含量較低，說明復合微生物菌劑能有效降低花生細胞膜質(zhì)的過氧化程度，避免細胞膜受到傷害。花針期花生莖中的MDA含量明顯高于其他生育期，可能由于花針期處于高溫、干旱等逆境。

2.5 復合微生物菌劑對湘花9760大花生產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表7可以看出，除單株莢果質(zhì)量外，花生產(chǎn)量及其構成因素均隨復合微生物菌劑施用量的增加呈先升后降的變化趨勢。當復合微生物菌劑施用量為22.5 kg/hm2時，花生的單株莢果數(shù)、單株莢果質(zhì)量、單株籽仁質(zhì)量、百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、單株產(chǎn)量達最大值，分別為141.67個、31.63 g、4.29 g、148.58 g、68.97 g、27.67 g，較對照分別提高了2463%、20.22%、1410%、4.86%、7.63%、12.85%;當復合微生物菌劑施用量超過 22.5 kg/hm2 時，所測產(chǎn)量和產(chǎn)量構成因素反而下降。以上結果說明，復合微生物菌劑施用量過小或過大，均會顯著影響單株莢果數(shù)、單株莢果質(zhì)量和莢果飽滿度，從而降低莢果產(chǎn)量和籽仁產(chǎn)量。

3 討論

葉綠素是高等植物和其他可進行光合作用的生物體內(nèi)所含的一種色素，葉綠素含量與光合作用[11]、氮素含量[12]、干旱[13]、溫度[14]等因素有關。關于復合微生物菌劑對葉綠素含量影響的研究結果不盡相同。文安宇等認為，生物菌劑的添加有助于小白菜中葉綠素含量的提高[15]。賀冰等則認為，微生物菌劑的添加對番茄幼苗中葉綠素含量的影響不明顯[16]。本試驗結果表明，在花生苗期、花針期、結莢期，復合微生物菌劑的添加對花生葉片的葉綠素含量均有不同程度的提高效果，復合微生物菌劑含量為22.5～37.5 kg/hm2時，可使花生的SPAD值保持在較高水平;飽果期SPAD值下降，主要是由氣溫驟降、植株衰老、葉斑病侵擾等多種因素所致。

CAT幾乎存在于所有生物體內(nèi)，可清除細胞內(nèi)有毒害作用的過氧化氫，從而使細胞免遭傷害[17];POD、SOD普遍存在于動植物體內(nèi)，POD具有清除過氧化氫和清除各種胺類、酚類、醛類等毒性的雙重作用;SOD可以有效清除活性氧，起到抗氧化的作用[18];MDA含量可反映機體膜脂的過氧化程度，間接反映組織細胞的受損傷程度。有文獻記載，在微生物菌劑的作用下，增強了植株體內(nèi)保護酶CAT、POD、SOD的活性，降低了MDA的含量，促進了植物的生長[19]。劉丹丹等認為，菌劑能夠提高黃瓜根部POD和SOD活性，降低MDA含量[20]。本試驗結果表明，施用復合微生物菌劑可以顯著提高花生根、莖、葉中的CAT、SOD、POD活性，降低MDA含量，從而保護花生組織細胞免受損傷，提高花生的抗逆能力。

諸多研究結果表明，隨著微生物菌劑的添加，作物的產(chǎn)量也相應地增加[21]。微生物菌劑的添加能夠使黃瓜數(shù)量比對照增加29.29%，產(chǎn)量比對照增加22.76%[22]。生物菌劑可以提高二年生人參的產(chǎn)量，使年增產(chǎn)量達83.87%[23]。本試驗結果表明，復合微生物菌劑的添加有助于促進花生的生長，增加收獲期花生的莢果數(shù)、莢果質(zhì)量和莢果飽滿度，進而提高花生的產(chǎn)量。

4 結論

盆栽試驗結果表明，施用復合微生物菌劑能夠提高花生葉片中的葉綠素SPAD值，提升花生的主要農(nóng)藝性狀，促進花生生長，顯著提高花生根、莖、葉中的SOD、POD、CAT活性，降低花生根、莖、葉中的MDA含量。當復合微生物菌劑施用量為 22.5 kg/hm2 時，花生的單株莢果數(shù)、單株莢果質(zhì)量、單株籽仁質(zhì)量、百果質(zhì)量、百仁質(zhì)量、單株產(chǎn)量較對照分別提高了24.63%、20.22%、14.10%、486%、7.63%、12.85%。本試驗結果為復合微生物菌劑在花生大田生產(chǎn)中的應用提供了理論參考。

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收稿日期：2020-03-16

基金項目：國家重點研發(fā)計劃子課題（編號：2018YFD0201009）。

作者簡介：何飛燕（1991—），女，河南洛陽人，碩士研究生，主要從事微生物資源開發(fā)利用研究。E-mail：1349164086@qq.com。

通信作者：蘭時樂，碩士，副教授，碩士生導師，主要從事微生物資源開發(fā)利用研究，E-mail：875540378@qq.com;李 林，博士，教授，博士生導師，主要從事花生栽培研究，E-mail：lilindw@163.com。