叢枝菌根菌劑生物肥料的應(yīng)用效果研究

叢枝菌根菌劑生物肥料的應(yīng)用效果研究

近100年來(lái)，化肥的使用對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了顯著的貢獻(xiàn)。由于化肥具有使用方便、肥效快等優(yōu)點(diǎn),致使其用量越來(lái)越多。例如,我國(guó)化肥用量已達(dá)3594萬(wàn)噸,占世界四分之一。特別是近年來(lái)在發(fā)達(dá)地區(qū)大量、過(guò)量使用化肥,導(dǎo)致土壤中單一養(yǎng)分如磷或氮含量過(guò)高,造成養(yǎng)分平衡失調(diào);另一方面,化肥利用率較低,僅10~50%,損失的硝態(tài)氮對(duì)土壤和地下水污染加重;根際微生物區(qū)系平衡狀況也遭到破壞;一些土傳病害日趨嚴(yán)重。因此,如何保證土壤健康(soilhealth),充分挖掘土壤中現(xiàn)有養(yǎng)分資源,提高肥料利用率,達(dá)到高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的目的,是擺在我們面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。生物肥料的研究、開(kāi)發(fā)和利用是解決這一難題的重要途徑。而生物肥料中,AM菌劑生物肥料正日益受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注。本試驗(yàn)旨在利用前段工作篩選得到的AM真菌有效菌劑,進(jìn)一步開(kāi)展該類(lèi)生物肥料大田應(yīng)用試驗(yàn),以評(píng)價(jià)AM菌劑生物肥料的效果和應(yīng)用價(jià)值。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料和試驗(yàn)地點(diǎn)于1995年3~7月在萊陽(yáng)市西留鄉(xiāng)西留村對(duì)“新紅寶”西瓜進(jìn)行接種GM33號(hào)和GV9號(hào)菌劑,培育成菌根苗后,按800株/667m2移栽大田。同時(shí)設(shè)置對(duì)照,隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次。試驗(yàn)地為砂壤土,土壤pH7.7,有機(jī)質(zhì)1.33%,速效磷8.6μgg-1,供試面積為875m2。1996年3~8在萊西市河頭店鎮(zhèn)松旺莊進(jìn)行西瓜試驗(yàn),品種為“特大金鐘冠龍”,試驗(yàn)地為壤土,土壤pH7.9,有機(jī)質(zhì)1.65%,速效磷11.3μgg-1,面積1356m2。其他同上。1998年4~8月在萊陽(yáng)市西留鄉(xiāng)西留村將用GM33號(hào)菌劑接種培育成的“鄭雜5號(hào)”西瓜菌根苗移栽于輪作過(guò)3年的西瓜重茬地,土壤pH8.0,有機(jī)質(zhì)1.4%,速效磷7.6μgg-1,面積為586m2。其他同上。于1995年4~8月在萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院農(nóng)場(chǎng)菜地對(duì)“401”黃瓜進(jìn)行接種GV9號(hào)菌劑。將加入菌劑和播種的營(yíng)養(yǎng)缽按常規(guī)株行距直接定植到田間,供試面積為237m2,壤土,pH7.5,有機(jī)質(zhì)1.53%,速效磷21.6μgg-1,速效鉀83.4μgg-1a,速效氮0.07%其他同上。1.2不同立地條件接種試驗(yàn)1996年5~9月在萊陽(yáng)市照王莊用GM33和GV9號(hào)菌劑接種“萊陽(yáng)孤芋”,將加入菌劑和種芋的營(yíng)養(yǎng)缽按常規(guī)株行距直接定植到田間,壤土,pH8.2,有機(jī)質(zhì)1.33%,速效磷14.3μgg-1,面積為386m2。隨機(jī)區(qū)組排列,重復(fù)3次。1999年5~10月在萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院農(nóng)場(chǎng)對(duì)“萊陽(yáng)孤芋”進(jìn)行接種試驗(yàn),供試面積分別為935m2,土壤pH7.8,有機(jī)質(zhì)1.65%,速效磷12.5μgg-1,其他同1996年試驗(yàn)。1996和1998年5~9月在萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院農(nóng)場(chǎng)對(duì)“美國(guó)供給者”菜豆進(jìn)行接種試驗(yàn),供試面積分別為685和867m2,土壤pH7.3,有機(jī)質(zhì)1.68%,速效磷16.8μgg-1,其他同芋頭試驗(yàn)。1.3花生接種試驗(yàn)1995和1997年6~10月分別在萊陽(yáng)市龍王莊和萊陽(yáng)農(nóng)學(xué)院農(nóng)場(chǎng)對(duì)“掖單13”玉米進(jìn)行田間試驗(yàn),面積分別為689和867m2,土壤pH、有機(jī)質(zhì)含量和速效磷分別為7.4和8.1、1.25和1.87%、11.6和15.8μgg-1,其他同1996年芋頭試驗(yàn)。2000年3~7月在萊西市河頭店鎮(zhèn)松旺村進(jìn)行花生接種試驗(yàn),供試面積667m2。供試品種為魯花11號(hào),AM菌劑為GV9和GS,分別將菌劑按5000接種勢(shì)單位/穴,混入播種穴內(nèi),然后播種。其他同1996年芋頭試驗(yàn)。于2000年5~10月在萊陽(yáng)市城廂鎮(zhèn)魚(yú)池頭村對(duì)甘薯秧苗接種AM真菌,試驗(yàn)地面積350m2,其他同2000年花生試驗(yàn)。1.4玉米測(cè)產(chǎn)測(cè)定,測(cè)定枝條生長(zhǎng)和病害情況采用一般田間管理,根據(jù)需要澆水、施肥、滅蟲(chóng)等。一般處理小區(qū)的化肥施用量為對(duì)照區(qū)的50%,并少澆1~3次水。定期觀察測(cè)定、拍照植株生長(zhǎng)發(fā)育和病害狀況。西瓜成熟后在田間隨機(jī)選出30個(gè)瓜稱(chēng)重測(cè)產(chǎn)。黃瓜的產(chǎn)量是記錄每次采收重量,最后得出單位面積產(chǎn)量。在供試菜豆田間隨機(jī)選出5個(gè)點(diǎn),每點(diǎn)5m2,實(shí)測(cè)每點(diǎn)產(chǎn)量,然后換算成單位面積產(chǎn)量。玉米測(cè)產(chǎn)方法除將子粒曬干后稱(chēng)重外,其他基本與菜豆的方法相同。花生收獲時(shí)將莢果曬干、揚(yáng)凈后實(shí)測(cè)莢果產(chǎn)量;甘薯和芋頭產(chǎn)量的測(cè)定基本與菜豆的方法相同。2am菌劑接種gv9菌根時(shí)單位面積產(chǎn)量的變化接種AM菌劑后,供試作物大多表現(xiàn)出苗整齊,出苗率和全苗率顯著高于對(duì)照,葉片大、葉色深,植株生長(zhǎng)健壯。如西瓜和黃瓜鐮刀菌枯萎病的死株率、發(fā)病率和病程指數(shù)AM菌劑處理的顯著低于對(duì)照(數(shù)據(jù)沒(méi)有給出)。由于菌劑處理的苗全苗旺,而對(duì)照區(qū)缺苗斷壟嚴(yán)重,故其單位面積產(chǎn)量通常顯著低于前者。特別是在經(jīng)過(guò)3年輪作后的重茬地塊,對(duì)照區(qū)病苗和死苗率達(dá)50%以上,而經(jīng)AM菌劑接種處理形成菌根的西瓜枯萎病的病苗和死苗率僅20%,瓜大質(zhì)優(yōu),外形美觀,增加產(chǎn)量和品質(zhì)的效應(yīng)尤為顯著,其投入產(chǎn)出比高達(dá)1∶6(附表)?；ㄉ臃N菌根后,GS菌劑處理的出苗率為100%,顯著高于對(duì)照;各處理間植株高度無(wú)顯著差異;但結(jié)夾數(shù)和產(chǎn)量接種處理均高于對(duì)照。從附表可以看出,雖然處理增加了花生和玉米的產(chǎn)量,由于AM菌劑的高投入,其凈增效益為負(fù)值。接種GV9菌劑沒(méi)有增加甘薯產(chǎn)量,而GS菌劑處理顯著增加了單位面積產(chǎn)量。在總計(jì)22次接種試驗(yàn)中21次產(chǎn)量增加,但只有15次獲得了經(jīng)濟(jì)效益,其有效率分別為95.5和68.2%(附表)。這表明AM菌劑生物肥料對(duì)作物的有效性存在差異。3菌劑生物肥料為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)AM菌劑生物肥料在劑型、功能和作用機(jī)制等方面顯著不同于其他生物性肥料,該類(lèi)生物肥料是活體真菌,對(duì)土壤中磷、氮、鋅、銅等養(yǎng)分,包括植物根系不能吸收利用的難溶性元素具有強(qiáng)大的吸收能力,從而促進(jìn)作物生長(zhǎng),增加產(chǎn)量。例如,接種AM真菌的蘆筍,第1年平均增產(chǎn)74%,第2年平均增產(chǎn)59%;用Glomusclarum接種甜瓜,顯著地提高了250hm2甜瓜的產(chǎn)量。本試驗(yàn)表明在土壤比較瘠薄的條件下AM菌劑生物肥料能顯著促進(jìn)生長(zhǎng),提高產(chǎn)量。尤其是在經(jīng)過(guò)數(shù)年輪作后的重茬地塊,該生物肥料具有降低西瓜枯萎病發(fā)病率和病情指數(shù)、增加產(chǎn)量和品質(zhì)的效應(yīng)。表明AM菌劑生物肥料還具有生物農(nóng)藥的作用,而這一誘導(dǎo)作物提高抗土傳病害的作用,是目前任何農(nóng)藥所不能代替的。因此,在使用該生物肥料的同時(shí)可減少化肥和農(nóng)藥的用量,對(duì)保護(hù)生態(tài)具有重要意義。然而,值得注意的是在肥沃地塊中,或?qū)蕾?lài)性較小的大田作物,如小麥、玉米上施用AM菌劑生物肥料雖能增產(chǎn),但投入產(chǎn)出比較大,經(jīng)濟(jì)效益低或無(wú)經(jīng)濟(jì)效益。甚至有的菌劑在部分大田作物上有時(shí)沒(méi)有增產(chǎn)效應(yīng)。因此,應(yīng)針對(duì)不同土壤條件、作物種類(lèi)和品種特點(diǎn)、以及相應(yīng)的農(nóng)業(yè)技術(shù)措施,合理選擇有效劑型的AM菌劑生物肥料,才能達(dá)到增產(chǎn)增效的效果。AM菌劑在西瓜等高經(jīng)濟(jì)價(jià)值作物上的成功應(yīng)用,表明選擇有效劑型的AM菌劑用于園藝作物大田生產(chǎn)是可行的。同時(shí)也標(biāo)志著AM真菌走向保護(hù)地、走向大田的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。挖掘生物活化、利用土壤磷鋅等養(yǎng)分的潛力,活化難溶性營(yíng)養(yǎng)元素,提高其利用率,AM菌劑將發(fā)揮其應(yīng)有的作用。按我國(guó)1億公頃耕地和目前磷肥供給量計(jì)算,每公頃磷肥占有量只有35kg,按一般實(shí)際用量60kg/hm2計(jì),缺口達(dá)42%。即使AM菌劑節(jié)省目前磷肥用量的10%,全國(guó)每年也能節(jié)省3.8億千克磷肥。如平均增產(chǎn)5%,每公頃產(chǎn)3000kg計(jì)算,就可增產(chǎn)糧食產(chǎn)量100億千克。可見(jiàn),通過(guò)AM真菌加強(qiáng)植物吸收利用土壤磷庫(kù)、節(jié)省有限磷肥資源,是提高磷肥利用率的一條重要途徑。我國(guó)地大物博,資源豐富;同時(shí)又面臨土地瘠薄、缺肥