复合微生物菌剂对花生生长及产量的影响

何飞燕 杜全能 杨正 陈佳佳 朱文娟 肖思远 徐茜 陈思宇 李林 兰时乐

摘要：为了探讨复合微生物菌剂在花生生产中的应用效果，采用盆栽试验法，以花生品种湘花9760大为试验材料，研究不同施用量（0、7.5、15.0、22.5、30.0、37.5 kg/hm2）的复合微生物菌剂对花生植株生长和产量的影响。结果表明，与对照相比，随着复合微生物菌剂施用量在适宜范围内增加，花生叶片中的叶绿素SPAD值均不同程度地提高，花生的主要农艺性状得到改善，花生根、茎、叶中的过氧化氢酶（catalase，简称CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，简称SOD）、过氧化物酶（peroxidase，简称POD）活性均提高，丙二醛（malondialdehyde，简称MDA）含量降低，花生单株产量提高。当复合微生物菌剂施用量为22.5 kg/hm2时，花生的单株荚果产量最大，较对照提高了12.85%。研究结果为复合微生物菌剂在花生生产中的推广应用提供了理论依据。

关键词：复合微生物菌剂;花生;生长发育;产量

中图分类号：S565.201   文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2020）14-0104-06

花生（Arachis hypogaea L.）为一年生草本植物，含有丰富的蛋白质、脂肪、氨基酸等成分，具有促生长、抗衰老、止血造血、提高记忆力等多种功能[1]。随着农业种植结构的调整，花生的种植面积持续扩大。近年来，为了追求花生高产和经济效益，化肥的施用量居高不下。化肥的大量施用，一方面提高了花生产量，另一方面造成了氮素利用率下降、农业生态环境恶化、农产品品质降低等一系列问题。研究发现，过量施用化肥，不仅不能提高花生产量，反而会对花生产量产生负效应[2-4]。

复合微生物菌剂由特定微生物与营养物质复合而成，是能提供、保持或改善植物营养，提高农产品产量或改善农产品品质的活体微生物制品[5]，具有培肥地力、改善土壤微生态环境、降低土传病害发生率、提高化肥利用率和农产品品质等功能。目前，复合微生物菌剂已经在番茄[6]、水稻[7]、玉米[8]、黄瓜[9]、辣椒[10]等多种农作物的栽培过程中得到应用。为了探明复合微生态制剂在花生生产中的应用效果，本研究采用不同用量的复合微生物菌剂对花生种子拌种后进行盆栽试验，旨在为在花生生产中应用复合微生态制剂提供理论依据与技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试花生品种为湘花9760大原种，由湖南农业大学旱地作物研究所提供。

供试肥料：复合肥（N ∶P2O5 ∶K2O=15 ∶15 ∶15），购自湖南隆科肥业有限公司;生物有机肥（N+P2O5+K2O含量≥5.0%，有机质含量≥45.0%），购自岳阳农博生物科技有限公司;复合微生物菌剂（由枯草芽孢杆菌、多黏芽孢杆菌、哈茨木霉、根瘤菌及载体组成，有效活菌数≥5×109 CFU/g），由笔者所在课题组自制。

1.2 试验地概况

试验于2019年6—10月在湖南农业大学农学耘园试验基地进行。经测定，试验用土壤的养分情况如下：pH值为6.64，有机质含量为20.21 g/kg，全氮含量为0.73 g/kg，全磷含量为0.85 g/kg，全钾含量为15.19 g/kg，碱解氮含量为109.25 mg/kg，速效磷含量为39.72 mg/kg，速效钾含量为 287.75 mg/kg，交换性钙含量为60.73 mg/kg。

1.3 试验设计

试验使用尺寸为38.0 cm×28.5 cm的塑料盆，每盆装土20 kg。每盆施用5.1 g复合肥、68.0 g生物有机肥为基肥。每盆播3穴，每穴播种2粒饱满的种子。设6个处理，每个处理重复3次，每个重复设6盆，共18盆。处理1为对照（CK）;处理A1施用7.5 kg/hm2复合微生物菌剂;处理A2施用 15.0 kg/hm2 复合微生物菌剂;处理A3施用 22.5 kg/hm2 复合微生物菌剂;处理A4施用 30.0 kg/hm2 复合微生物菌剂;处理A5施用 37.5 kg/hm2 复合微生物菌剂。采用随机区组排列。种植期间按花生常规生产方式进行日常管理。

1.4 测定项目与方法

分别于花生苗期、花针期、结荚期、饱果成熟期取样，测定主茎倒三叶过氧化氢酶（catalase，简称CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，简称SOD）、过氧化物酶（peroxidase，简称POD）活性与丙二醛（malondialdehyde，简称MDA）、叶绿素含量，收获期测定产量性状。CAT、SOD、POD活性及MDA含量按照南京建成生物工程研究所的試剂盒说明书测定;叶绿素含量用日产SPAD-502叶绿素计测定;各生育期的生物学性状调查内容包括株高、第一侧枝长、总分枝数、单株荚果数、单株荚果质量、单株籽仁质量、百果质量、百仁质量、单株产量。

1.5 数据处理

用SPSS 25软件对数据进行处理，用最小显著性差异法（LSD）对平均值进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同复合微生物菌剂处理对湘花9760大花生叶片叶绿素SPAD值的影响

由表1可知，各处理花生叶片叶绿素SPAD值随生育期的延长呈现先升高后降低的趋势，均于结荚期达到最大值。分析可知，在除饱果期的其他生育期，不同处理间花生叶片中的叶绿素SPAD值差异不显著，但大都高于对照，说明施用复合微生物菌剂能提高花生叶片的叶绿素SPAD值。A5处理叶片中叶绿素的SPAD值在苗期、花针期分别较CK提高了1.22%、3.63%，结荚期以A2处理的SPAD值最高，较CK提高了4.84%，而饱果期SPAD值最高的是A4处理，较CK提高了6.09%。

2.2 不同复合微生物菌剂处理对湘花9760大花生主要农艺性状的影响

从表2可见，A4处理的株高、第一侧枝长在苗期、花针期、结荚期、饱果期均最大，分别较对照提高了10.85%、5.08%、9.37%、9.90%和14.91%、2.51%、7.52%、6.90%，但大部分处理之间差异不显著，说明施用适量的复合微生物菌剂一定程度上可以提高花生植株的株高和第一侧枝长。苗期、结荚期、饱果期分枝数最多的是A3处理，平均分别为7.33、23.00、23.33个，分别较对照增加了471%、16.28%、17.30%，与其他各处理间的差异达显著水平，而花针期分枝数最高的是A5处理，平均为1700个。综上可知，与对照相比，施用复合微生物菌剂能有效提升花生的主要农艺性状，促进花生生长。

2.3 不同复合微生物菌剂处理对湘花9760大花生植株保护酶活性及MDA含量的影响

2.3.1 不同复合微生物菌剂处理对花生SOD活性的影响 从表3可以看出，在A1处理下，花生苗期茎、叶中，花针期根、茎中与结荚期、饱果期根中的SOD活性均低于对照组;在A2处理下，花生苗期叶中、花针期茎中、饱果期根中的SOD活性均低于对照组;在A5处理下，花生苗期叶中、结荚期根中的SOD活性低于对照组;其他处理在花生各生育期根、茎、叶中的SOD活性均高于对照组。花生苗期茎、叶中， 花针期根、茎、叶中和饱果期根、茎中SOD活性最高的均为A4处理，分别为113.01、31.49，35.82、609.30、32.24和94.38、152.38 U/g;花生结荚期根、叶中和饱果期叶中SOD活性最高的均为A3处理，分别为63.23、16.97、53.38 U/g;花生结荚期茎中SOD活性最高的是A5处理，为190.22 U/g。以上结果说明，施用复合微生物菌剂能维持花生根、茎、叶中较高的SOD活性。

2.3.2 不同复合微生物菌剂处理对花生POD活性的影响 由表4可知，除A1处理花生苗期茎中，花针期根、叶中与结荚期根、茎中，A2处理花生苗期、花针期根与茎中，A5处理花生花针期与结荚期根中的POD活性低于对照组外，其他处理在花生各生育期根、茎、叶中的POD活性均高于对照组。以上结果说明，施用复合微生物菌剂能维持花生根、茎、叶中较高的POD活性。

2.3.3 不同复合微生物菌剂处理对花生CAT活性的影响 由表5可知，在花生苗期，根、茎、叶中的CAT[CM（19*4/5]活性最高的为A5处理，分别为3.22、2.73、905 mg/（g·min），分别较对照提高了75.00%、370.69%、30.97%;花生花针期、结荚期根、茎、叶中CAT活性最高的为A3处理，花生饱果期根、茎、叶中CAT活性最高的为A4处理，且均与对照间的差异达到显著水平（P<0.05）。结果表明，施用复合微生物菌剂能显著提高花生根、茎、叶中CAT活性。

2.4 不同复合微生物菌剂处理对湘花9760大花生MDA含量变化的影响

从表6可以看出，除花生苗期、结荚期的根中和花针期、饱果期的叶中外，各处理花生根、茎、叶中的MDA含量随复合微生物菌剂施用量的增加呈现先降后升的趋势，且各处理花生在不同生育期的根、茎、叶中的MDA含量均低于对照，其中A4处理花生在不同生育期根、茎、叶中的MDA含量较低，说明复合微生物菌剂能有效降低花生细胞膜质的过氧化程度，避免细胞膜受到伤害。花针期花生茎中的MDA含量明显高于其他生育期，可能由于花针期处于高温、干旱等逆境。

2.5 复合微生物菌剂对湘花9760大花生产量及其构成因素的影响

由表7可以看出，除单株荚果质量外，花生产量及其構成因素均随复合微生物菌剂施用量的增加呈先升后降的变化趋势。当复合微生物菌剂施用量为22.5 kg/hm2时，花生的单株荚果数、单株荚果质量、单株籽仁质量、百果质量、百仁质量、单株产量达最大值，分别为141.67个、31.63 g、4.29 g、148.58 g、68.97 g、27.67 g，较对照分别提高了2463%、20.22%、1410%、4.86%、7.63%、12.85%;当复合微生物菌剂施用量超过 22.5 kg/hm2 时，所测产量和产量构成因素反而下降。以上结果说明，复合微生物菌剂施用量过小或过大，均会显著影响单株荚果数、单株荚果质量和荚果饱满度，从而降低荚果产量和籽仁产量。

3 讨论

叶绿素是高等植物和其他可进行光合作用的生物体内所含的一种色素，叶绿素含量与光合作用[11]、氮素含量[12]、干旱[13]、温度[14]等因素有关。关于复合微生物菌剂对叶绿素含量影响的研究结果不尽相同。文安宇等认为，生物菌剂的添加有助于小白菜中叶绿素含量的提高[15]。贺冰等则认为，微生物菌剂的添加对番茄幼苗中叶绿素含量的影响不明显[16]。本试验结果表明，在花生苗期、花针期、结荚期，复合微生物菌剂的添加对花生叶片的叶绿素含量均有不同程度的提高效果，复合微生物菌剂含量为22.5～37.5 kg/hm2时，可使花生的SPAD值保持在较高水平;饱果期SPAD值下降，主要是由气温骤降、植株衰老、叶斑病侵扰等多种因素所致。

CAT几乎存在于所有生物体内，可清除细胞内有毒害作用的过氧化氢，从而使细胞免遭伤害[17];POD、SOD普遍存在于动植物体内，POD具有清除过氧化氢和清除各种胺类、酚类、醛类等毒性的双重作用;SOD可以有效清除活性氧，起到抗氧化的作用[18];MDA含量可反映机体膜脂的过氧化程度，间接反映组织细胞的受损伤程度。有文献记载，在微生物菌剂的作用下，增强了植株体内保护酶CAT、POD、SOD的活性，降低了MDA的含量，促进了植物的生长[19]。刘丹丹等认为，菌剂能够提高黄瓜根部POD和SOD活性，降低MDA含量[20]。本试验结果表明，施用复合微生物菌剂可以显著提高花生根、茎、叶中的CAT、SOD、POD活性，降低MDA含量，从而保护花生组织细胞免受损伤，提高花生的抗逆能力。

诸多研究结果表明，随着微生物菌剂的添加，作物的产量也相应地增加[21]。微生物菌剂的添加能够使黄瓜数量比对照增加29.29%，产量比对照增加22.76%[22]。生物菌剂可以提高二年生人参的产量，使年增产量达83.87%[23]。本试验结果表明，复合微生物菌剂的添加有助于促进花生的生长，增加收获期花生的荚果数、荚果质量和荚果饱满度，进而提高花生的产量。

4 结论

盆栽试验结果表明，施用复合微生物菌剂能够提高花生叶片中的叶绿素SPAD值，提升花生的主要农艺性状，促进花生生长，显著提高花生根、茎、叶中的SOD、POD、CAT活性，降低花生根、茎、叶中的MDA含量。当复合微生物菌剂施用量为 22.5 kg/hm2 时，花生的单株荚果数、单株荚果质量、单株籽仁质量、百果质量、百仁质量、单株产量较对照分别提高了24.63%、20.22%、14.10%、486%、7.63%、12.85%。本试验结果为复合微生物菌剂在花生大田生产中的应用提供了理论参考。

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收稿日期：2020-03-16

基金項目：国家重点研发计划子课题（编号：2018YFD0201009）。

作者简介：何飞燕（1991—），女，河南洛阳人，硕士研究生，主要从事微生物资源开发利用研究。E-mail：1349164086@qq.com。

通信作者：兰时乐，硕士，副教授，硕士生导师，主要从事微生物资源开发利用研究，E-mail：875540378@qq.com;李 林，博士，教授，博士生导师，主要从事花生栽培研究，E-mail：lilindw@163.com。