土著花生根瘤菌田間試驗(yàn)研究

摘要：于鄂東三地同時(shí)對(duì)花生（Arachis hypogaea Linn.）進(jìn)行接種土著根瘤菌（Rhizobium）HG-5菌株的田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，接種處理對(duì)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(jìn)作用，最終表現(xiàn)為花生產(chǎn)量增加，與對(duì)照組相比，平均增產(chǎn)14.54%。HG-5菌株可作為當(dāng)?shù)厣a(chǎn)上推廣應(yīng)用的優(yōu)選菌株。關(guān)鍵詞：花生（Arachis hypogaea Linn.）；根瘤菌；田間試驗(yàn)；增產(chǎn)；親和能力

中圖分類號(hào)：S154.38+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jié)瘤并固定空氣中氮?dú)獾母锾m氏陰性細(xì)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(qiáng)的優(yōu)良菌株，是提高根瘤菌實(shí)際應(yīng)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(jì)作物，篩選適宜于當(dāng)?shù)丨h(huán)境、并與當(dāng)?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(shí)際意義[7]。已有研究報(bào)道，親和組合菌株可通過(guò)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(jiàn)從土著根瘤菌中選育親和組合菌株的報(bào)道。筆者認(rèn)為，土著根瘤菌長(zhǎng)期與特定的環(huán)境條件相適應(yīng)，與當(dāng)?shù)亻L(zhǎng)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(qiáng)的高效花生根瘤菌菌株。首先，通過(guò)盆栽試驗(yàn)從分離得到的6株不同來(lái)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(yàn)點(diǎn)，對(duì)HG-5菌株進(jìn)行了田間增產(chǎn)試驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 菌株來(lái)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(xué)提供。

1.2 花生品種及來(lái)源

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

1.3 種植試驗(yàn)點(diǎn)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(yàn)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(yàn)地，3塊試驗(yàn)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(yàn)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(wàn)穴/hm2。利用發(fā)酵罐分別擴(kuò)大培養(yǎng)HG-5和A2菌株，培養(yǎng)液再用無(wú)菌水配制成1×108 個(gè)/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(yàn)點(diǎn)，施用前再用清水稀釋100倍制成菌液?；ㄉシN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(gè)根瘤菌。對(duì)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(yàn)地田間管理同一般大田。每個(gè)處理組均采用5點(diǎn)取樣法，即從4個(gè)角和中央各取10株，共取50株，分別測(cè)定株均根瘤數(shù)、飽果率、百果干重、產(chǎn)量等性狀值，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理和分析。

2 結(jié)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(gè)試驗(yàn)點(diǎn)共6個(gè)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(yàn)點(diǎn)具體增產(chǎn)效果統(tǒng)計(jì)如表1所示，由表1可知，在大悟縣的3個(gè)試驗(yàn)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(gè)百分點(diǎn)，坡向朝南與坡向朝西之間的增產(chǎn)率僅相差1.70個(gè)百分點(diǎn)。由此可見(jiàn)，根瘤菌的增產(chǎn)潛力與花生種植地的坡度、坡向等因素關(guān)系不大，而與一定區(qū)域內(nèi)的土壤結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、所用花生品種的關(guān)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(shì)。

在武穴市的3個(gè)試驗(yàn)地，橘林地接種根瘤菌后增產(chǎn)幅度最大，達(dá)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(jié)果說(shuō)明，在改造低產(chǎn)林地和其他旱地的農(nóng)業(yè)實(shí)踐中，可以通過(guò)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(shí)，菌肥的增產(chǎn)效果有限。

2.2 不同來(lái)源根瘤菌株的增產(chǎn)效果

HG-5菌株來(lái)源于黃州區(qū)陶店鄉(xiāng)塘角村，為了檢測(cè)該土著花生根瘤菌株與當(dāng)?shù)鼗ㄉ贩N之間的親和性以及實(shí)際增產(chǎn)效果，在黃州塘角村試驗(yàn)點(diǎn)的不同地塊分別接種HG-5菌株和A2菌株進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，兩種不同來(lái)源的菌株增產(chǎn)效果統(tǒng)計(jì)如表2所示。由表2可見(jiàn)，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(shí)，接種HG-5菌株后的花生株均根瘤個(gè)數(shù)較接種A2菌株的多14.7%。對(duì)比試驗(yàn)說(shuō)明，HG-5菌株對(duì)土著環(huán)境具有更好的適應(yīng)性，同時(shí)與土著環(huán)境中長(zhǎng)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(jié)與討論

1）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，在山坡地、林間地、山洼地等地種植其他作物幾乎無(wú)收成，而種植花生收獲頗豐，花生能起到“開(kāi)路先鋒”的作用，如果再加上及時(shí)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(dá)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(yīng)積極推廣引用先進(jìn)的農(nóng)業(yè)技術(shù)和管理方法，其中應(yīng)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(shì)。

3）根瘤菌與花生品種之間的親和性隨土壤結(jié)構(gòu)、花生品種及種植方式不同而變化，因此，篩選對(duì)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(duì)環(huán)境的長(zhǎng)期適應(yīng)，較易與土著環(huán)境中長(zhǎng)期栽種的花生品種形成良好的親和關(guān)系。結(jié)果表明，通過(guò)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(dá)到增強(qiáng)固氮能力、提高花生產(chǎn)量的目的。同時(shí)，從土著根瘤菌中篩選高效菌株，程序相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉，對(duì)環(huán)境條件適應(yīng)快，增產(chǎn)效果相對(duì)穩(wěn)定，值得在菌肥生產(chǎn)和花生種植實(shí)踐中借鑒和使用。

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