間作大豆對甘蔗生長及內(nèi)生細菌、固氮細菌多樣性的效應.pdf

1、甘蔗（Saccharum officinarum L.）是我國乃至世界重要的糖料作物和能源作物，但是目前甘蔗栽培成本偏高，甘蔗的節(jié)本增效栽培對增加農(nóng)民經(jīng)濟收入和甘蔗糖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都有著重要意義。本文在施用尿素150 kg/ha條件下以B8、ROC22及GT21三個甘蔗品種進行甘蔗間作大豆的試驗，采用裂區(qū)設(shè)計，以間作和單作種植模式為主區(qū)，甘蔗品種為副區(qū)，分別在新植、宿根兩季比較不同處理的甘蔗在產(chǎn)量、品質(zhì)及經(jīng)濟效益、氮代謝生理生化、內(nèi)生功

2、能細菌和功能固氮細菌多樣性等方面的差異，進而研究間作大豆對不同甘蔗品種生長和甘蔗內(nèi)生固氮菌的效應。主要結(jié)果如下:
　　1.間作大豆對甘蔗的分蘗、有效莖數(shù)、莖徑大小以及原料蔗產(chǎn)量和蔗糖產(chǎn)量均有顯著影響，而對株高、單莖重以及原料蔗品質(zhì)影響不大。與單作相比，宿根蔗間作大豆處理的莖徑、有效莖數(shù)、蔗莖產(chǎn)量和糖產(chǎn)量分別提高5.1％～8.7％、7.9％～31.0％、9.0％～40.5％和5.6％～39.5％;甘蔗//大豆間作每公頃的原料蔗和大豆

3、總收益、蔗糖和大豆總收益可分別較甘蔗單作增加5.91～7.93萬元和5.83～7.72萬元。間作大豆使GT21、ROC22的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益大幅提高，其中以甘蔗品種GT21增幅最大，而B8在不同種植模式中均能高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。
　　2.不同品種、不同作物類型甘蔗葉片的葉綠素含量、可溶性蛋白含量、硝態(tài)氮含量、銨態(tài)氮含量以及硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶的活性的變化存在很大差異，這些生理生化特性的差異在不同作物類型中以新植蔗大于宿根蔗。間作處理對甘

4、蔗葉片的葉綠素含量的影響不明顯，但對處于共生期（甘蔗苗期和分蘗期）的甘蔗葉片葉綠素a/b比值有一定提高。受間作大豆處理影響，甘蔗葉片可溶性蛋白含量整體呈先降低后提高的趨勢，而硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量則相反，呈先提高而后降低的趨勢，但不同處理對可溶性蛋白含量的影響總體不明顯。間作大豆處理對甘蔗葉片硝酸還原酶活性的影響為先降低而后略有提高，其中ROC22的始終未出現(xiàn)顯著降低。間作大豆處理有提高甘蔗葉片谷氨酰胺合成酶活性的趨勢，特別是在共生期和宿

5、根蔗中。
　　3.間作大豆處理對甘蔗莖、葉的氮、磷、鉀含量的影響因不同生長期、品種和器官而不同。間作大豆明顯提高甘蔗莖葉的鉀素含量，但對氮和磷含量的影響則表現(xiàn)為間作共生期的抑制和共生期之后（甘蔗伸長期）的恢復和提高。
　　4.采用涂布平板菌落計數(shù)法和最大似然計數(shù)法估測甘蔗根、蔗莖內(nèi)生細菌和根瘤菌活菌數(shù)，并采用最大似然法估測甘蔗根、蔗莖內(nèi)生固氮細菌活菌數(shù)。結(jié)果表明，甘蔗根、莖的內(nèi)生細菌、固氮細菌和根瘤菌數(shù)量在甘蔗不同生長時期、

6、不同種植模式、不同作物類型和不同品種均存在差異。在甘蔗-大豆共生期，間作大豆不同程度提高甘蔗根內(nèi)生細菌和根瘤菌含量，特別是在間作共生初期（甘蔗苗期），而內(nèi)生固氮菌含量變化不大。間作大豆也不同程度提高蔗莖的內(nèi)生細菌、根瘤菌和固氮細菌的含量，其中ROC22蔗莖的內(nèi)生細菌、根瘤菌含量的提高均達顯著水平且蔗莖內(nèi)生固氮菌含量的增幅最大。
　　5.采用PCR-DGGE技術(shù)分析甘蔗根及蔗莖內(nèi)生細菌和固氮細菌的群落結(jié)構(gòu)和多樣性差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根內(nèi)

7、生細菌和內(nèi)生固氮細菌的群落結(jié)構(gòu)在新植蔗中的變異大于宿根蔗，新植蔗在分蘗期和伸長期的根內(nèi)生細菌和內(nèi)生固氮細菌的多樣性高于苗期，而宿根蔗在不同生長期之間沒有明顯差異;間作處理的蔗根的內(nèi)生細菌多樣性在甘蔗苗期和分蘗期不同程度大于單作處理。甘蔗根和莖的內(nèi)生細菌和內(nèi)生固氮菌的群落結(jié)構(gòu)與大豆根相似性較低;間作大豆處理，3個甘蔗品種根內(nèi)生細菌和內(nèi)生固氮菌群落結(jié)構(gòu)因品種、作物類型和器官的不同而有差異，其中內(nèi)生細菌群落結(jié)構(gòu)變異以苗期B8根和新植ROC22

8、蔗莖的最小;內(nèi)生固氮細菌群落結(jié)構(gòu)的變異以新植B8根以及B8宿根蔗莖的最小。甘蔗根內(nèi)生細菌和內(nèi)生固氮菌的多樣性指數(shù)的處理間差異因品種和植期的不同而有所不同，而蔗莖的處理間差異不顯著，但從處理間相對差異在不同植期之間的變化來看，ROC22間作處理蔗莖的內(nèi)生細菌、固氮菌的多樣性指數(shù)的增幅最大。
　　綜合上述結(jié)果，甘蔗//大豆間作對甘蔗體內(nèi)微生物功能多樣性、氮代謝生理、養(yǎng)分積累以及產(chǎn)量提高有積極的影響，可有效減少氮肥施用，提高甘蔗生產(chǎn)的經(jīng)