• ISSN 1008-505X
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黑曲霉ZJ-17配合有机肥和化肥施用对白芷生长、产量和品质的影响

刘思琴 江美彦 刘仁浪 张宇柔 侯凯 冯冬菊 徐东北 郑全林 吴卫

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黑曲霉ZJ-17配合有机肥和化肥施用对白芷生长、产量和品质的影响

    作者简介: 刘思琴 E-mail: 846547978@qq.com;
    通讯作者: 吴卫, E-mail:ewuwei@sicau.edu.cn
  • 基金项目: 四川省科技厅重点研发项目 (2022YFS0582);四川省中医药重点学科建设项目(2021-16-4);四川省科技厅重点研发项目 (2021YFYZ0012);四川农业大学学科建设双支计划—学科创新团队项目 (P202108)。

Effects of Aspergillus niger ZJ-17 combined with organic and chemical fertilizers on the growth, yield and quality of Angelica dahurica var. formosana

    Corresponding author: WU Wei, E-mail:ewuwei@sicau.edu.cn
  • 摘要:   【目的】   盲目施用化肥严重影响川白芷 (Angelica dahurica var. formosana)的产量和品质。研究白芷根际真菌配合有机无机肥施用的适宜用量,为白芷高产优质生产提供绿色施肥技术。   【方法】   田间试验在四川遂宁进行,供试菌剂为从白芷根际分离筛选出的黑曲霉ZJ-17 (Aspergillus niger ZJ-17) 制成的微生物菌剂 (ZJ-17)。共设8个处理:半肥 (T1)、全肥 (T2)、半肥+种施ZJ-17 (T3)、半肥+ZJ-17灌根 (T4)、全肥+ZJ-17种施 (T5)、全肥+ZJ-17灌根 (T6),以不施肥 (T0)和全肥+种施市售黑曲霉 (有效活菌数≥100亿/g,T7)为对照。全肥量为油枯750 kg/hm2、尿素139.5 kg/hm2、过磷酸钙2193.8 kg/hm2、硫酸钾240 kg/hm2,半肥为上述各肥料施用量减半。菌液孢子含量3.0×108 CFU/mL,施用量30 L/hm2,每个小区0.06 L,种施菌剂在播种时均匀浇在种子表面,灌根在次年3月进行。播种后每两个月取一次植株样品,共取5次,用于测定白芷农艺性状、植株养分含量。于收获期测定白芷根部品质和产量,并采用荧光定量法调查各处理土壤黑曲霉定植情况。   【结果】   种施菌剂有利于黑曲霉在土壤中定植,定植率显著优于菌剂灌根处理 (P<0.05),市售黑曲霉也能定植于土壤。与仅全肥 (T2)处理比,种施菌剂 (T5)处理显著提高了收获期白芷株高、根长和根粗,分别显著增加11.57%、10.85%和16.70% (P<0.05),根部产量和经济效益分别显著增加16.33%和19.94% (P<0.05),根部氮、磷和钾积累量分别显著增加37.73%、21.18%和28.75%,香豆素类成分积累量也显著增加 (P<0.05),且效果显著优于黑曲霉ZJ-17菌剂灌根 (T6)处理和市面购买黑曲霉 (T7)处理;半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T3)使收获期白芷欧前胡素和异欧前胡素含量分别显著增加9.82%和22.45% (P<0.05)。   【结论】   常规有机肥和化肥用量下,种子表面浇施黑曲霉ZJ-17菌剂能显著促进白芷生长、养分吸收和香豆素类成分积累量,提高白芷产量和品质,提高经济效益。本实验室鉴定的黑曲霉ZJ-17菌株制备的菌剂效果显著好于市售菌剂,但采用生育中期 (3月)灌根的方法施用该菌剂的效果不明显。在半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂可显著提高白芷中的欧前胡素和异欧前胡素含量,但产量和经济效益低于全肥条件下种施黑曲霉ZJ-17菌剂处理。需进一步研究实际生产中保障产量且增加主要有效成分含量的肥料用量。
  • 图 1  不同处理土壤中黑曲霉基因拷贝数

    Figure 1.  A. niger gene copies in different treatment soils

    图 2  收获期不同处理白芷养分积累量

    Figure 2.  Nutrient accumulation of A. dahurica var. formosana at harvest stage under different treatments

    图 3  不同处理白芷各时期香豆素类成分含量

    Figure 3.  Coumarin contents of A. dahurica var. formosana under different treatments in each period

    图 4  不同处理收获期白芷香豆素类成分积累量

    Figure 4.  Accumulation of coumarins in A. dahurica var. formosana at harvest stage

    表 1  实时荧光定量PCR反应体系

    Table 1.  Real-time fluorescence quantitative PCR

    反应体系 Reaction system 体积 Volume (μL)
    TB Green Premix Ex Taq II (Tli RNaseH Plus) 12.5
    PCR正向引物 PCR forward primer 1
    PCR反向引物 PCR reverse primer 1
    DNA模板 DNA template (<100 ng) 2
    灭菌水 Sterile water 8.5
    总体积 Total volume 25
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    表 2  不同处理各时期白芷株高 (cm)

    Table 2.  Plant height of A. dahurica var. formosana under different treatments in each period

    处理
    Treatment
    2021−11−30 2022−01−28 2022−03−27 2022−05−31 2022−07−21
    T0 5.92±0.84 d 11.10±1.37 b 55.77±6.20 d 88.86±7.01 c 57.52±15.54 c
    T1 6.77±1.15 bc 11.90±0.87 ab 57.36±5.92 d 96.04±10.55 b 76.52±11.01 b
    T2 6.86±0.61 bc 12.21±1.54 ab 65.72±3.99 bc 100.48±6.30 b 78.42±10.66 b
    T3 7.70±1.24 a 12.00±1.88 ab 64.13±3.58 c 101.36±6.63 b 77.94±13.67 b
    T4 6.40±1.06 cd 11.69±2.87 b 63.64±4.61 c 100.64±8.69 b 80.91±13.05 ab
    T5 7.34±1.18 ab 12.12±1.88 ab 68.79±6.45 ab 108.97±6.89 a 88.68±13.43 a
    T6 6.83±0.97 bc 13.03±1.19 a 63.66±5.62 c 99.49±6.12 b 83.93±16.13 ab
    T7 6.45±0.72 cd 12.13±1.38 ab 69.11±4.29 a 109.68±4.69 a 89.62±11.90 a
    注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
    Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer rate+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
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    表 3  不同处理各时期白芷根长 (cm)

    Table 3.  Root length of A. dahurica var. formosana under different fertilizer treatments in each period

    处理
    Treatment
    2021−11−30 2022−01−28 2022−03−27 2022−05−31 2022−07−21
    T0 5.72±0.82 bc 7.68±1.33 d 13.97±1.82 d 17.49±2.04 c 18.18±2.18 c
    T1 6.02±1.11 ab 8.29±1.51 cd 14.15±1.39 d 17.71±2.24 bc 18.41±2.56 c
    T2 5.87±0.83 abc 8.91±1.03 bc 15.26±2.12 cd 18.82±1.46 ab 18.89±2.97 bc
    T3 6.12±1.17 ab 9.13±1.61 ab 18.25±4.20 a 18.28±1.63 bc 20.43±2.35 ab
    T4 5.43±0.77 bc 8.88±2.30 bc 15.12±1.28 cd 18.78±1.18 abc 18.64±2.72 bc
    T5 6.50±1.02 a 10.09±1.46 a 17.34±1.94 a 18.78±1.84 abc 21.19±2.59 a
    T6 5.62±1.18 bc 8.89±1.12 bc 15.88±1.66 bc 19.68±1.75 a 19.46±2.65 abc
    T7 5.22±0.93 c 9.39±1.52 abc 17.19±1.60 ab 19.65±1.68 a 20.82±2.09 a
    注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
    Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer rate+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
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    表 4  各时期不同处理白芷的根粗 (mm)

    Table 4.  Root thickness of A. dahurica var. formosana under different fertilizer treatments in each period

    处理
    Treatment
    2021−11−30 2022−01−28 2022−03−27 2022−05−31 2022−07−21
    T0 1.98±0.37 c 3.24±0.95 e 12.51±1.68 f 27.04±2.14 e 37.10±3.35 d
    T1 2.07±0.34 bc 3.81±0.55 d 12.96±1.87 ef 30.26±2.25 d 39.57±2.80 cd
    T2 2.29±0.22 b 4.48±0.44 c 14.97±1.97 bc 32.35±3.41 cd 41.84±4.67 bc
    T3 2.66±0.34 a 4.91±0.53 ab 14.45±1.56 cd 30.29±2.47 d 40.50±4.95 cd
    T4 2.16±0.34 bc 3.62±0.42 de 14.11±1.51 cde 31.30±4.57 cd 40.58±5.15 cd
    T5 2.74±0.36 a 5.14±0.48 a 16.39±1.79 a 35.20±3.03 ab 50.23±4.92 a
    T6 2.12±0.22 bc 4.53±0.57 bc 13.75±1.66 de 33.52±3.31 bc 45.20±7.12 b
    T7 2.00±0.34 c 4.52±0.43 bc 15.72±1.63 ab 36.08±3.24 a 44.86±4.33 b
    注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
    Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
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    表 5  各处理白芷产量和经济效益

    Table 5.  Yield and economic benefit of A. dahurica var. formosana under different fertilizer treatments

    处理
    Treatment
    产量
    Yield
    (kg/hm2)
    投入成本 Input cost (yuan/hm2) 收入 Income (yuan/hm2)
    肥料
    Fertilizer
    除草
    Weeding
    菌剂
    Microbial agent
    总产值
    Total output
    经济效益
    Benefit
    T0 17857 d 0 33350 133929 d 100579 d
    T1 20706 cd 2492 33350 155298 cd 119456 cd
    T2 22197 bc 4984 33350 166481 bc 128147 bc
    T3 22064 bc 2492 33350 566 165483 bc 129075 bc
    T4 21803 bc 2492 33350 566 163524 bc 127116 bc
    T5 26529 a 4984 33350 566 198966 a 160066 a
    T6 23988 abc 4984 33350 566 179913 abc 141013 abc
    T7 24819 ab 4984 33350 267 186146 ab 147545 ab
    注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
    >Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer rate+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
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  • [1] 赵中振, 肖培根. 当代药用植物典(第一册)[M]. 北京: 世界图书出版公司, 2007. Zhao Z Z, Xiao P G. Encyclopedia of medicinal plants (Vol. 1)[M]. Beijing: World Publishing Corporation, 2007.

    Zhao Z Z, Xiao P G. Encyclopedia of medicinal plants (Vol. 1)[M]. Beijing: World Publishing Corporation, 2007.
    [2] 崔秋兵, 张艺, 兰莎. 白芷镇痛作用物质基础研究[J]. 中国实验方剂学杂志, 2010, 16(12): 102−104. Cui Q B, Zhang Y, Lan S. Basic research on the analgesic effect of Angelicae dahuricae[J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae, 2010, 16(12): 102−104. doi:  10.3969/j.issn.1005-9903.2010.12.035

    Cui Q B, Zhang Y, Lan S. Basic research on the analgesic effect of Angelicae dahuricae [J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae, 2010, 16( 12): 102104. doi:  10.3969/j.issn.1005-9903.2010.12.035
    [3] 吉庆, 马宇衡, 张烨. 白芷的化学成分及药理作用研究进展[J]. 食品与药品, 2020, 22(6): 509−514. Ji Q, Ma Y H, Zhang Y. Research progress on chemical constituents and pharmacological effects of Angelicae dahuricae[J]. Food and Drug, 2020, 22(6): 509−514. doi:  10.3969/j.issn.1672-979X.2020.06.019

    Ji Q, Ma Y H, Zhang Y. Research progress on chemical constituents and pharmacological effects of Angelicae dahuricae [J]. Food and Drug, 2020, 22( 6): 509514. doi:  10.3969/j.issn.1672-979X.2020.06.019
    [4] 陈莹, 李婷婷. 白芷生物学及化学成分研究进展(综述)[J]. 亚热带植物科学, 2012, 41(4): 79−82. Chen Y, Li T T. Advances on the study of biology and chemical constituents of Angelica dahurica[J]. Subtropical Plant Science, 2012, 41(4): 79−82. doi:  10.3969/j.issn.1009-7791.2012.04.019

    Chen Y, Li T T. Advances on the study of biology and chemical constituents of Angelica dahurica [J]. Subtropical Plant Science, 2012, 41( 4): 7982. doi:  10.3969/j.issn.1009-7791.2012.04.019
    [5] Chen L, Yang H, Yu C, et al. High hepatic exposure of furanocoumarins in Radix Angelica dahuricae is associated with transporter mediated active uptake[J]. Journal of Ethnopharmacology, 2018, 212: 74−85. doi:  10.1016/j.jep.2017.10.014
    [6] 王蕊, 刘军, 杨大宇, 等. 白芷化学成分与药理作用研究进展[J]. 中医药信息, 2020, 37(2): 123−128. Wang R, Liu J, Yang D Y, et al. Research progress in chemical constituents and pharmacological action of Angelica dahurica[J]. Information on Traditional Chinese Medicine, 2020, 37(2): 123−128.

    Wang R, Liu J, Yang D Y, et al. Research progress in chemical constituents and pharmacological action of Angelica dahurica [J]. Information on Traditional Chinese Medicine, 2020, 37( 2): 123128.
    [7] 杨兰, 李欠, 冯彦梅, 等. 白芷的研究与应用现状[J]. 中兽医医药杂志, 2020, 39(1): 24−28. Yang L, Li Q, Feng Y M, et al. Current status of research and application of Angelica dahuricae[J]. Journal of Traditional Chinese Veterinary Medicine, 2020, 39(1): 24−28.

    Yang L, Li Q, Feng Y M, et al. Current status of research and application of Angelica dahuricae[J]. Journal of Traditional Chinese Veterinary Medicine, 2020, 39(1): 24−28.
    [8] 王强, 付亮, 黄娟, 等. 川白芷丰产栽培技术[J]. 安徽农学通报, 2017, 23(18): 82−83. Wang Q , Fu L, Huang J, et al. Angelica dahurica var. formosana abundant cultivation technology[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2017, 23(18): 82−83.

    Wang Q , Fu L, Huang J, et al. Angelica dahurica var. formosana abundant cultivation technology[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2017, 23(18): 82−83.
    [9] 王丽赟, 孙健, 沈宇峰, 等. 我国主要产区白芷的基原和群体遗传组成特征分析[J]. 中药材, 2022, 45(4): 824−829. Wang L Y, Sun J, Shen Y F, et al. Analysis of botanical origin and genetic composition of Angelica dahurica in China′s main producing areas[J]. Journal of Chinese Medicinal Materials, 2022, 45(4): 824−829.

    Wang L Y, Sun J, Shen Y F, et al. Analysis of botanical origin and genetic composition of Angelica dahurica in China′s main producing areas [J]. Journal of Chinese Medicinal Materials, 2022, 45( 4): 824829.
    [10] 郑利, 邓聪, 冯亮, 等. 遂宁川白芷产业发展现状与分析[J]. 农村经济与科技, 2020, 31(20): 181−182. Zheng L, Deng C, Feng L, et al. Development status and analysis of Suining Angelica dahurica var. formosana industry[J]. Rural Economy and Science-Technology, 2020, 31(20): 181−182. doi:  10.3969/j.issn.1007-7103.2020.20.089

    Zheng L, Deng C, Feng L, et al. Development status and analysis of Suining Angelica dahurica var. formosana industry [J]. Rural Economy and Science-Technology, 2020, 31( 20): 181182. doi:  10.3969/j.issn.1007-7103.2020.20.089
    [11] 陈郡雯, 吴卫, 侯凯, 等. 川白芷生长发育、养分及有效成分的动态研究[J]. 中国中药杂志, 2010, 35(21): 2812−2817. Chen J W, Wu W, Hou K, et al. Dynamic research of growth, N, P, K and active ingredients in Angelica dahurica var. formosana from Sichuan Province[J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2010, 35(21): 2812−2817.

    Chen J W, Wu W, Hou K, et al. Dynamic research of growth, N, P, K and active ingredients in Angelica dahurica var. formosana from Sichuan Province [J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2010, 35( 21): 28122817.
    [12] 农业农村部. 到2025年化肥减量化行动方案[EB/OL]. (2022-11-18) [2023-03-20]. http://www.moa.gov.cn/govpublic/ZZYGLS/202212/t20221201_6416398.htm. Ministry of Agriculture and Rural Affairs of the People’s Republic China. Action plans for fertilizer reduction by 2025[EB/OL]. (2022-11-18) [2023-03-20]. http://www.moa.gov.cn/govpublic/ZZYGLS/202212/t20221201_6416398.htm.

    Ministry of Agriculture and Rural Affairs of the People’s Republic China. Action plans for fertilizer reduction by 2025[EB/OL]. (2022-11-18) [2023-03-20]. http://www.moa.gov.cn/govpublic/ZZYGLS/202212/t20221201_6416398.htm.
    [13] 周卫, 丁文成. 新阶段化肥减量增效战略研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2023, 29(1): 1−7. Zhou W, Ding W C. Strategic researches of reducing fertilizer use and increasing use efficiency in China in the new era[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2023, 29(1): 1−7.

    Zhou W, Ding W C. Strategic researches of reducing fertilizer use and increasing use efficiency in China in the new era[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizers, 2023, 29( 1): 17.
    [14] Sibponkrung S, Kondo T, Tanaka K, et al. Co-inoculation of Bacillus velezensis strain S141 and bradyrhizobium strains promotes Nodule growth and nitrogen fixation[J]. Microorganisms, 2020, 8(5): 678. doi:  10.3390/microorganisms8050678
    [15] Vázquez-Chimalhua E, Barrera-Ortiz S, Valencia-Cantero E, et al. The bacterial volatile N, N-dimethyl-hexadecy lamine promotes Arabidopsis primary root elongation through cytokinin signaling and the AHK2 receptor[J]. Plant Signaling & Behavior, 2021, 16(4): 1879542.
    [16] Mhlongo M I, Piater L A, Madala N E, et al. The chemistry of plant–microbe interactions in the rhizosphere and the potential for metabolomics to reveal signaling related to defense priming and induced systemic resistance[J]. Frontiers in Plant Science, 2018, 9: 112. doi:  10.3389/fpls.2018.00112
    [17] Sattari Nasab R, Pahlavan Yali M, Bozorg-Amirkalaee M. Effects of humic acid and plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) on induced resistance of canola to Brevicoryne brassicae L[J]. Bulletin of Entomological Research, 2018, 109: 479−489.
    [18] 霍佳慧, 毕少杰, 于欣卉, 等. 植物根际促生菌作用机制研究进展[J]. 现代农业科技, 2022, (9): 90-96. Huo J H, Bi S J, Yu X H, et al. Research progress on the mechanism of plant growth promoting rhizobacteria[J]. Modern Agricultural Science and Technology, 2022, (9): 90−96.

    Huo J H, Bi S J, Yu X H, et al. Research progress on the mechanism of plant growth promoting rhizobacteria[J]. Modern Agricultural Science and Technology, 2022, (9): 90−96.
    [19] 范延辉, 王君, 尚帅, 等. 两株根际真菌的耐盐、溶磷、促生效果及其分类鉴定[J]. 土壤通报, 2022, 53(1): 127−134. Fan Y H, Wang J, Shang S, et al. Salt-tolerant, phosphate-dissolving and growth-promoting effects of two rhizosphere fungi and their classification and identification[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(1): 127−134.

    Fan Y H, Wang J, Shang S, et al. Salt-tolerant, phosphate-dissolving and growth-promoting effects of two rhizosphere fungi and their classification and identification[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53( 1): 127134.
    [20] 吴高洋, 陈伏生, 万松泽, 等. 毛竹根际新黑曲霉的解磷特性及促生作用[J]. 林业科学研究, 2019, 32(4): 144−151. Wu G Y, Chen F S, Wan S Z, et al. Phosphate solubilizing characteristics and growth promoting effect of Aspergillus neoniger on phyllostachys edulis seedling[J]. Forest Research, 2019, 32(4): 144−151. doi:  10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.04.019

    Wu G Y, Chen F S, Wan S Z, et al. Phosphate solubilizing characteristics and growth promoting effect of Aspergillus neoniger on phyllostachys edulis seedling [J]. Forest Research, 2019, 32( 4): 144151. doi:  10.13275/j.cnki.lykxyj.2019.04.019
    [21] 吕朝阳, 王威, 杨淼泠, 等. 根际促生菌S1菌株的分离鉴定及促生效果[J]. 安徽农业科学, 2022, 50(20): 81−85. LÜ C Y, Wang W, Yang M L, et al. Isolation and identification of plant growth promoting rhizobacteria S1 and determination of its effect on growth promotion[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2022, 50(20): 81−85.

    LÜ C Y, Wang W, Yang M L, et al. Isolation and identification of plant growth promoting rhizobacteria S1 and determination of its effect on growth promotion[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2022, 50( 20): 8185.
    [22] 荣良燕, 姚拓, 马文彬, 等. 岷山红三叶根际优良促生菌对其宿主生长和品质的影响[J]. 草业学报, 2014, 23(5): 231−240. Rong L Y, Yao T, Ma W B, et al. The inoculant potential of plant growth promoting rhizobacteria strains to improve the yield and quality of Trifolium pratense cv. Minshan[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23(5): 231−240. doi:  10.11686/cyxb20140527

    Rong L Y, Yao T, Ma W B, et al. The inoculant potential of plant growth promoting rhizobacteria strains to improve the yield and quality of Trifolium pratense cv. Minshan [J]. Acta Prataculturae Sinica, 2014, 23( 5): 231240. doi:  10.11686/cyxb20140527
    [23] 侯凯, 陈郡雯, 翟娟园, 等. 植物生长调节剂对川白芷生长发育及其产量品质的影响[J]. 中国中药杂志, 2013, 38(13): 2082−2085. Hou K, Chen J W, Zhai J Y, et al. Effect of different plant growth regulators on yield and quality of Angelica dahurica var. formosana development[J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2013, 38(13): 2082−2085.

    Hou K, Chen J W, Zhai J Y, et al. Effect of different plant growth regulators on yield and quality of Angelica dahurica var. formosana development [J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2013, 38( 13): 20822085.
    [24] 赵亮, 曹红. 白芷有效成分提取工艺的优化及其中药材质量研究[J]. 现代生物医学进展, 2011, 11(14): 2759−2766. Zhao L, Cao H. Optimization of extraction process of active ingredients from Chinese medicine Angelica dahurica and its quality research[J]. Progress in Modern Biomedicine, 2011, 11(14): 2759−2766. doi:  10.13241/j.cnki.pmb.2011.14.016

    Zhao L, Cao H. Optimization of extraction process of active ingredients from Chinese medicine Angelica dahurica and its quality research [J]. Progress in Modern Biomedicine, 2011, 11( 14): 27592766. doi:  10.13241/j.cnki.pmb.2011.14.016
    [25] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京: 中国农业出版社, 2008. Bao S D, Soil agricultural chemistry analysis[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2008.

    Bao S D, Soil agricultural chemistry analysis[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2008.
    [26] Rinttilä T, Ülle K, Apajalahti J, et al. Design and validation of a real-time PCR technique for assessing the level of inclusion of fungus- and yeast-based additives in feeds[J]. Journal of Microbiological Methods, 2020, 171: 105867. doi:  10.1016/j.mimet.2020.105867
    [27] Santoyo G, Urtis-Flores C A, Loeza-Lara P D, et al. Rhizosphere colonization determinants by plant growth-promoting rhizobacteria(PGPR)[J]. Biology, 2021, 10(6): 475. doi:  10.3390/biology10060475
    [28] 穆文强, 康慎敏, 李平兰. 根际促生菌对植物的生长促进作用及机制研究进展[J]. 生命科学, 2022, 34(2): 118−127. Mu W Q, Kang S M, Li P L. Advances in rhizosphere growth promoting bacteria function on plant growth facilitation and their mechanisms[J]. Chinese Bulletin of Life Sciences, 2022, 34(2): 118−127.

    Mu W Q, Kang S M, Li P L. Advances in rhizosphere growth promoting bacteria function on plant growth facilitation and their mechanisms[J]. Chinese Bulletin of Life Sciences, 2022, 34( 2): 118127.
    [29] 江美彦, 刘仁浪, 周杨, 等. 白芷根际促生真菌筛选及其促生效果研究[J]. 中国中药杂志, 2023, 48(19): 1−12. Jiang M Y, Liu R L, Zhou Y, et al. Screening and promoting effect of grow-promoting fungi in rhizosphere of Angelica dahurica var. formosana[J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2023, 48(19): 1−12.

    Jiang M Y, Liu R L, Zhou Y, et al. Screening and promoting effect of grow-promoting fungi in rhizosphere of Angelica dahurica var. formosana[J]. China Journal of Chinese Materia Medica, 2023, 48(19): 1−12.
    [30] 荣良燕, 姚拓, 冯今, 等. PGPR微生物肥代替部分化肥对豌豆生长的影响[J]. 草原与草坪, 2014, 34(1): 7−12. Rong L Y, Yao T, Feng J, et al. Effect of partly replacing chemical fertilizer by PGPR biofertilizer on pea growth[J]. Grassland and Turf, 2014, 34(1): 7−12. doi:  10.3969/j.issn.1009-5500.2014.01.003

    Rong L Y, Yao T, Feng J, et al. Effect of partly replacing chemical fertilizer by PGPR biofertilizer on pea growth[J]. Grassland and Turf, 2014, 34( 1): 712. doi:  10.3969/j.issn.1009-5500.2014.01.003
    [31] 王丹, 赵学强, 郑春丽, 等. 两种根际促生菌在不同氮磷条件下对油菜生长和养分吸收的影响[J]. 土壤, 2017, 49(6): 1078−1083. Wang D, Zhao X Q, Zheng C L, et al. Effects of two RGPRs on growth and nutrient uptake of rape under different nitrogen and phosphorus conditions[J]. Soils, 2017, 49(6): 1078−1083.

    Wang D, Zhao X Q, Zheng C L, et al. Effects of two RGPRs on growth and nutrient uptake of rape under different nitrogen and phosphorus conditions[J]. Soils, 2017, 49( 6): 10781083.
    [32] 申佳丽, 曹树槟, 焦甜甜, 等. 7株根际促生菌对设施小黄瓜生长发育及土壤根际环境的影响[J]. 甘肃农业大学学报, 2021, 56(4): 51−60. Shen J L, Cao S B, Jiao T T, et al. Effects of seven rhizospheric growth-promoting bacteria on growth and soil rhizospheric environment on greenhouse cucumbers[J]. Journal of Gansu Agricultural University, 2021, 56(4): 51−60.

    Shen J L, Cao S B, Jiao T T, et al. Effects of seven rhizospheric growth-promoting bacteria on growth and soil rhizospheric environment on greenhouse cucumbers[J]. Journal of Gansu Agricultural University, 2021, 56( 4): 5160.
    [33] 兰志琼, 谢晓芳, 艾青青, 等. 基于高内涵细胞分析技术的川白芷香豆素类成分的定位及定量研究[J]. 时珍国医国药, 2016, 27(11): 2599−2601. Lan Z Q, Xie X F, Ai Q Q, et al. The histochemical allocation and quantitative research on coumarins in the fresh root of Angelica dahurica var. formosana by using high content analysis[J]. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research, 2016, 27(11): 2599−2601.

    Lan Z Q, Xie X F, Ai Q Q, et al. The histochemical allocation and quantitative research on coumarins in the fresh root of Angelica dahurica var. formosana by using high content analysis [J]. Lishizhen Medicine and Materia Medica Research, 2016, 27( 11): 25992601.
    [34] 马逾英, 钟世红, 贾敏如, 等. 紫外分光光度法测定川白芷中总香豆素类成分的含量[J]. 华西药学杂志, 2005, 20(2): 159−160. Ma Y Y, Zhong S H, Jia M R, et al. Determination of total content of coumarin in Angelica dahurica by UV spectrophotometry[J]. West China Journal of Pharmaceutical Sciences, 2005, 20(2): 159−160. doi:  10.3969/j.issn.1006-0103.2005.02.030

    Ma Y Y, Zhong S H, Jia M R, et al. Determination of total content of coumarin in Angelica dahurica by UV spectrophotometry [J]. West China Journal of Pharmaceutical Sciences, 2005, 20( 2): 159160. doi:  10.3969/j.issn.1006-0103.2005.02.030
    [35] 雷雨恬, 黄婷, 陈文莉, 等. 不同等级川白芷有效成分含量及抗炎镇痛作用对比研究[J]. 中药药理与临床, 2021, 37(1): 105−110. Lei Y T, Huang T, Chen W L, et al. Comparative study on the anti-inflammatory, analgesic effects and components contents of different grades of Angelica dahurica var. formosana[J]. Pharmacology and Clinics of Chinese Materia Medica, 2021, 37(1): 105−110.

    Lei Y T, Huang T, Chen W L, et al. Comparative study on the anti-inflammatory, analgesic effects and components contents of different grades of Angelica dahurica var. formosana [J]. Pharmacology and Clinics of Chinese Materia Medica, 2021, 37( 1): 105110.
    [36] 薛存民. 保护地微生物肥料利用技术[J]. 吉林蔬菜, 2013, (4): 31−32. Xue C M. Utilization technology of microbial fertilizer in protected area[J]. Jilin Vegetable, 2013, (4): 31−32. doi:  10.3969/j.issn.1672-0180.2013.04.025

    Xue C M. Utilization technology of microbial fertilizer in protected area[J]. Jilin Vegetable, 2013, ( 4): 3132. doi:  10.3969/j.issn.1672-0180.2013.04.025
    [37] 孙荣跃. 种肥配施微生物菌剂对夏玉米根茎性状及产量的影响[J]. 基层农技推广, 2017, 5(8): 52−54. Sun R Y. Effects of seed fertilizer combined with microbial inoculants on root and stem traits and yield of summer maize[J]. Primary Agricultural Technology Extension, 2017, 5(8): 52−54.

    Sun R Y. Effects of seed fertilizer combined with microbial inoculants on root and stem traits and yield of summer maize[J]. Primary Agricultural Technology Extension, 2017, 5( 8): 5254.
  • [1] 王文赞韩建倪玉雪李记园尹兴王琛张丽娟 . 有机肥替代化肥氮对苹果产量、品质及温室气体排放的影响. 植物营养与肥料学报, 2023, 29(3): 437-448. doi: 10.11674/zwyf.2022408
    [2] 彭有亮费良军刘小刚孙光照王秀康 . 减量施肥耦合调亏灌溉对干热区芒果产量和品质的影响. 植物营养与肥料学报, 2022, 28(3): 521-531. doi: 10.11674/zwyf.2021400
    [3] 张晶党建友张定一裴雪霞王姣爱程麦凤闫翠萍 . 不同降水年型下小麦产量、品质及水分利用效率对有机无机肥配施的响应. 植物营养与肥料学报, 2020, 26(9): 1625-1635. doi: 10.11674/zwyf.19525
    [4] 李海云姚拓张榕荣良燕马亚春张惠荣罗慧琴李政璇高亚敏张建贵 . 红三叶根际促生菌中具生防效果菌株筛选、鉴定及特性研究. 植物营养与肥料学报, 2018, 24(3): 743-750. doi: 10.11674/zwyf.17377
    [5] 温美娟党娜翟丙年郑伟王朝辉赵政阳 . 施肥配合薄膜生草二元覆盖有效提高渭北苹果的产量和品质. 植物营养与肥料学报, 2016, 22(5): 1339-1347. doi: 10.11674/zwyf.15381
    [6] 李子双王薇张世文贺洪军赵同凯黄元仿 . 氮磷与硅钙肥配施对辣椒产量和品质的影响. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(2): 458-466. doi: 10.11674/zwyf.2015.0221
    [7] 赵青云赵秋芳王辉王华庄辉发朱自慧 . 根际促生菌 Bacillus subtilis Y-IVI在香草兰上的应用效果研究. 植物营养与肥料学报, 2015, 21(2): 535-540. doi: 10.11674/zwyf.2015.0230
    [8] 杜少平马忠明薛亮 . 密度、氮肥互作对旱砂田西瓜产量、品质及氮肥利用率的影响. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(1): 154-161. doi: 10.11674/zwyf.2013.0118
    [9] 曹小闯吴良欢陈贤友韩科峰 . 氨基酸部分替代硝态氮对小白菜产量、品质及根际分泌物的影响. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(3): 699-705. doi: 10.11674/zwyf.2012.11366
    [10] 谭金芳洪坚平赵会杰韩燕来王宜伦 . 不同施钾量对旱作冬小麦产量、品质和生理特性的影响 . 植物营养与肥料学报, 2008, 14(3): 456-462. doi: 10.11674/zwyf.2008.0308
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-20
  • 网络出版日期:  2023-11-20
  • 刊出日期:  2023-10-25

黑曲霉ZJ-17配合有机肥和化肥施用对白芷生长、产量和品质的影响

    作者简介:刘思琴 E-mail: 846547978@qq.com
    通讯作者: 吴卫, ewuwei@sicau.edu.cn
  • 1. 四川农业大学农学院,四川成都 611130
  • 2. 四川全泰堂川白芷产业有限公司, 四川成都 629000
  • 基金项目: 四川省科技厅重点研发项目 (2022YFS0582);四川省中医药重点学科建设项目(2021-16-4);四川省科技厅重点研发项目 (2021YFYZ0012);四川农业大学学科建设双支计划—学科创新团队项目 (P202108)。
  • 摘要:    【目的】   盲目施用化肥严重影响川白芷 (Angelica dahurica var. formosana)的产量和品质。研究白芷根际真菌配合有机无机肥施用的适宜用量,为白芷高产优质生产提供绿色施肥技术。   【方法】   田间试验在四川遂宁进行,供试菌剂为从白芷根际分离筛选出的黑曲霉ZJ-17 (Aspergillus niger ZJ-17) 制成的微生物菌剂 (ZJ-17)。共设8个处理:半肥 (T1)、全肥 (T2)、半肥+种施ZJ-17 (T3)、半肥+ZJ-17灌根 (T4)、全肥+ZJ-17种施 (T5)、全肥+ZJ-17灌根 (T6),以不施肥 (T0)和全肥+种施市售黑曲霉 (有效活菌数≥100亿/g,T7)为对照。全肥量为油枯750 kg/hm2、尿素139.5 kg/hm2、过磷酸钙2193.8 kg/hm2、硫酸钾240 kg/hm2,半肥为上述各肥料施用量减半。菌液孢子含量3.0×108 CFU/mL,施用量30 L/hm2,每个小区0.06 L,种施菌剂在播种时均匀浇在种子表面,灌根在次年3月进行。播种后每两个月取一次植株样品,共取5次,用于测定白芷农艺性状、植株养分含量。于收获期测定白芷根部品质和产量,并采用荧光定量法调查各处理土壤黑曲霉定植情况。   【结果】   种施菌剂有利于黑曲霉在土壤中定植,定植率显著优于菌剂灌根处理 (P<0.05),市售黑曲霉也能定植于土壤。与仅全肥 (T2)处理比,种施菌剂 (T5)处理显著提高了收获期白芷株高、根长和根粗,分别显著增加11.57%、10.85%和16.70% (P<0.05),根部产量和经济效益分别显著增加16.33%和19.94% (P<0.05),根部氮、磷和钾积累量分别显著增加37.73%、21.18%和28.75%,香豆素类成分积累量也显著增加 (P<0.05),且效果显著优于黑曲霉ZJ-17菌剂灌根 (T6)处理和市面购买黑曲霉 (T7)处理;半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T3)使收获期白芷欧前胡素和异欧前胡素含量分别显著增加9.82%和22.45% (P<0.05)。   【结论】   常规有机肥和化肥用量下,种子表面浇施黑曲霉ZJ-17菌剂能显著促进白芷生长、养分吸收和香豆素类成分积累量,提高白芷产量和品质,提高经济效益。本实验室鉴定的黑曲霉ZJ-17菌株制备的菌剂效果显著好于市售菌剂,但采用生育中期 (3月)灌根的方法施用该菌剂的效果不明显。在半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂可显著提高白芷中的欧前胡素和异欧前胡素含量,但产量和经济效益低于全肥条件下种施黑曲霉ZJ-17菌剂处理。需进一步研究实际生产中保障产量且增加主要有效成分含量的肥料用量。

    English Abstract

    • 中药白芷为伞形科植物白芷Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm) Benth. et Hook. f.或杭白芷Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm) Benth. et Hook. f. var. formosana (Boiss) Shan et Yuan的干燥根,始载于《神农本草经》,被列为中品,在我国有着悠久的药食两用的历史[12]。白芷药材中的主要药效成分是香豆素[3],包括欧前胡素、异欧前胡素和氧化前胡素等[4]。长期以来一直作为中药用于治疗感冒、发热引起的头痛和伤口引起的疼痛[5]。在食品、保健品、香料和美容等方面也有广泛的用途[67]。白芷适应性很强,喜温暖湿润气候,宜种植在土层深厚、疏松肥沃的砂质壤土地[8]。现药用的白芷主要有川白芷、杭白芷、禹白芷和祁白芷等4大药材商品[9]。川白芷主产于四川遂宁、安岳等地,其中遂宁白芷种植历史最久,其产量和品质都最佳,为道地药材[1011]。但目前川白芷生产中存在盲目施肥,严重影响其产量和品质等问题,采用适宜有效的绿色种植技术迫在眉睫。

      我国农业生产中化肥过量施用问题较为普遍,肥料利用率不高、资源浪费、环境污染等问题时有发生。“十四五”期间,我国政府提出化肥减量增效目标为到2025年末全国农用化肥施用量实现稳中有降,三大粮食作物化肥利用率达到43%[12]。随着人口的增加和耕地的减少,作物增产与生态环境保护的矛盾将日益尖锐,实现化肥减量增效是农业绿色可持续发展的必然要求[13]。研究发现根际促生菌具有分解土壤内部营养物质[14]、分泌生长素[15]、调节植物生命周期某些或所有阶段植物体内促生菌含量[16]、抑制有害菌生长[17]等作用,从而可促进作物生长,提高作物产量[1821]和品质[22]。但关于根际促生菌应用于白芷的研究报道很少。随着中药材市场的扩大与发展,中药材产业优质高效发展越来越关键。因此在白芷中应用根际促生菌并将其推广具有重要意义。本研究前期从白芷根际分离出一株具有固氮、溶磷和解钾活性的真菌黑曲霉ZJ-17,盆栽试验发现其对白芷具有促生作用,因此推测黑曲霉ZJ-17在田间对白芷生长、产量和品质也具有促进效果,本试验利用此黑曲霉ZJ-17制成微生物菌剂,与化肥和有机肥联合使用,探究其在田间的实际促生效果,以期为实现白芷高产、优质和绿色种植提供科学支撑。

      • 试验点设在四川省遂宁市船山区唐家乡余建村白芷生产基地 (30°50′N,105°57′E)。试验地为平地,年平均气温为16.7℃~17.4℃,年平均降雨量是887.3~927.6 mm,前茬为白芷,土壤为灰潮土,土壤理化性质:pH7.8,有机质含量为10.41 g/kg,碱解氮含量为24.34 mg/kg,速效磷含量为12.66 mg/kg,速效钾含量为78.10 mg/kg。

      • 田间试验始于2021年9月,为一年期试验,共设置8个处理,T0:不施肥;T1:半肥;T2:全肥;T3:半肥+种施黑曲霉ZJ-17;T4:半肥+黑曲霉ZJ-17灌根;T5:全肥+种施黑曲霉ZJ-17;T6:全肥+黑曲霉ZJ-17灌根;T7:全肥+种施市售黑曲霉,每个处理重复3次,共24个小区,小区面积20 m2 (5 m×4 m),随机区组排列。

        黑曲霉ZJ-17真菌置于PDA培养基中,28℃恒温培养箱培养7 天后,收集黑曲霉孢子,加入无菌水,调整其浓度为3.0×108 CFU/mL,按照30 L/hm2施用量,每个小区0.06 L,稀释100倍,将市面购买黑曲霉孢子粉的浓度调整一致。播前覆上油枯,施入磷酸钙和硫酸钾,开沟播种,按行距40 cm进行条播,最后将稀释后的菌液均匀浇在种子表面 (次年3月为灌根施用)。当白芷株高4~7 cm时,进行1~2次间苗,株距10 cm。全肥量为油枯750 kg/hm2、尿素139.5 kg/hm2、过磷酸钙2193.8 kg/hm2、硫酸钾240 kg/hm2 ,半肥量为上述肥料施用量减半。尿素分3次施用,即苗肥 (12月)、冬肥 (次年2月)、春肥 (次年3月),施用比例为2:5:3;过磷酸钙与硫酸钾分2次施用 (底肥、春肥),施用比例为5:5。施用时将3种化肥混匀撒入土壤中。有机肥作为底肥施用。其余栽培措施与当地栽培措施保持一致。白芷品种为四川农业大学吴卫教授选育的‘川芷2号’白芷品种,原植物为杭白芷Angelica dahurica (Fisch. ex Hoffm) Benth. et Hook. f. var. formosana (Boiss) Shan et Yuan。供试菌株为课题组前期从‘川芷2号’根际土壤分离筛选的黑曲霉 (Aspergillus niger) ZJ-17菌株,具有较强固氮、溶磷和解钾活性;另市场购买黑曲霉孢子粉 (有效活菌数≥100亿/g,沂源康源生物科技有限公司)。

      • 2021年9月播种后连续取样至次年收获期,每两月进行1次采样,分别为2021年11月及2022年1月、3月、5月和7月收获期。每次每个小区取5株有代表性、长势一致、健康无病虫害的白芷植物样品,测定株高、根长和根粗。于收获期测产[23]。采用高效液相色谱法[24]测定白芷欧前胡素、异欧前胡素、氧化前胡素、白当归素、佛手柑内酯、白当归脑和水合氧化前胡素含量,参照《土壤农化分析》测定氮、磷、钾含量[25],荧光定量法测定收获期白芷土壤中黑曲霉ZJ-17定植率。根据黑曲霉ZJ-17基因序列,参考Rinttilä等[26]的方法进行实时荧光定量PCR反应引物序列设计,荧光定量PCR反应体系见表1

        表 1  实时荧光定量PCR反应体系

        Table 1.  Real-time fluorescence quantitative PCR

        反应体系 Reaction system 体积 Volume (μL)
        TB Green Premix Ex Taq II (Tli RNaseH Plus) 12.5
        PCR正向引物 PCR forward primer 1
        PCR反向引物 PCR reverse primer 1
        DNA模板 DNA template (<100 ng) 2
        灭菌水 Sterile water 8.5
        总体积 Total volume 25
      • 采用Excel 2016、SPSS 23.0和GraphPad Prism 8等软件进行统计分析和作图。

      • 图1可知,种施菌剂后黑曲霉均能有效定植于土壤,且其定植率与仅施肥料处理差异显著(P<0.05),在全肥条件下种施ZJ-17菌剂 (T5)的定植率最高,与半肥条件下种施黑曲霉ZJ-17菌剂处理 (T3)差异不显著。种施市售黑曲霉 (T7)也能定植于土壤,定植率显著高于不施肥(T0)处理 (P<0.05)。种施菌剂处理黑曲霉定植情况显著优于菌剂灌根处理。因此,种施黑曲霉ZJ-17菌剂更有助于其在土壤中定植。

        图  1  不同处理土壤中黑曲霉基因拷贝数

        Figure 1.  A. niger gene copies in different treatment soils

      • 表2可见,施肥促进了白芷的生长,尤其是收获前两个月 (5月下旬)的效果达到显著水平 (P<0.05)。全肥条件下,收获期T5处理株高较T2处理显著提高11.57% (P<0.05)。与市售黑曲霉 (T7)相比,在11月下旬T5处理的株高显著增加,生长后期(2022–01–28至2022–07–21)二者无显著性差异。半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T3)处理白芷的株高在2022年5月下旬、7月下旬与T1无显著差异,与菌剂灌根处理 (T4)比,苗期(2021–11–30)株高显著增加,其他时期无显著差异。

        表 2  不同处理各时期白芷株高 (cm)

        Table 2.  Plant height of A. dahurica var. formosana under different treatments in each period

        处理
        Treatment
        2021−11−30 2022−01−28 2022−03−27 2022−05−31 2022−07−21
        T0 5.92±0.84 d 11.10±1.37 b 55.77±6.20 d 88.86±7.01 c 57.52±15.54 c
        T1 6.77±1.15 bc 11.90±0.87 ab 57.36±5.92 d 96.04±10.55 b 76.52±11.01 b
        T2 6.86±0.61 bc 12.21±1.54 ab 65.72±3.99 bc 100.48±6.30 b 78.42±10.66 b
        T3 7.70±1.24 a 12.00±1.88 ab 64.13±3.58 c 101.36±6.63 b 77.94±13.67 b
        T4 6.40±1.06 cd 11.69±2.87 b 63.64±4.61 c 100.64±8.69 b 80.91±13.05 ab
        T5 7.34±1.18 ab 12.12±1.88 ab 68.79±6.45 ab 108.97±6.89 a 88.68±13.43 a
        T6 6.83±0.97 bc 13.03±1.19 a 63.66±5.62 c 99.49±6.12 b 83.93±16.13 ab
        T7 6.45±0.72 cd 12.13±1.38 ab 69.11±4.29 a 109.68±4.69 a 89.62±11.90 a
        注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
        Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer rate+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
      • 表3可知,与不施肥 (T0)比,施肥后白芷的根长总体都增长。全肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T5)与仅全肥 (T2)处理比较,白芷的根长在2022年1月下旬、3月下旬和收获期(2022–07–21)均显著增加 (P<0.05),收获期该处理下白芷根长达21.19 cm,较仅全肥处理显著增加10.85% (P<0.05)。与市售黑曲霉 (T7)比,T5在在2022年11月下旬根长显著增加24.52% (P<0.05),生长后期无显著性差异。半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T3)白芷与仅半肥 (T1)处理比较,白芷根长在2022年3月下旬和收获期均显著增加 (P<0.05)。种施黑曲霉ZJ-17菌剂与灌根处理比,生长后期白芷的根长差异不显著。

        表 3  不同处理各时期白芷根长 (cm)

        Table 3.  Root length of A. dahurica var. formosana under different fertilizer treatments in each period

        处理
        Treatment
        2021−11−30 2022−01−28 2022−03−27 2022−05−31 2022−07−21
        T0 5.72±0.82 bc 7.68±1.33 d 13.97±1.82 d 17.49±2.04 c 18.18±2.18 c
        T1 6.02±1.11 ab 8.29±1.51 cd 14.15±1.39 d 17.71±2.24 bc 18.41±2.56 c
        T2 5.87±0.83 abc 8.91±1.03 bc 15.26±2.12 cd 18.82±1.46 ab 18.89±2.97 bc
        T3 6.12±1.17 ab 9.13±1.61 ab 18.25±4.20 a 18.28±1.63 bc 20.43±2.35 ab
        T4 5.43±0.77 bc 8.88±2.30 bc 15.12±1.28 cd 18.78±1.18 abc 18.64±2.72 bc
        T5 6.50±1.02 a 10.09±1.46 a 17.34±1.94 a 18.78±1.84 abc 21.19±2.59 a
        T6 5.62±1.18 bc 8.89±1.12 bc 15.88±1.66 bc 19.68±1.75 a 19.46±2.65 abc
        T7 5.22±0.93 c 9.39±1.52 abc 17.19±1.60 ab 19.65±1.68 a 20.82±2.09 a
        注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
        Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer rate+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
      • 表4可知,与不施肥 (T0)比,施用全肥后白芷的根粗均显著增加 (P<0.05)。全肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T5)处理与仅全肥 (T2)处理比较,白芷的根粗在各时期均显著增加 (P<0.05),收获期根粗最大,可达50.23 mm,显著提高16.70%,比市售黑曲霉处理 (T7)显著提高10.69% (P<0.05)。半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T3)处理与仅半肥 (T1)处理比较,白芷的根粗从苗期至2022年3旬下旬均显著增加 (P<0.05)。种施黑曲霉ZJ-17菌剂处理与菌剂灌根处理比较,在收获期全肥条件下差异显著 (P<0.05)。

        表 4  各时期不同处理白芷的根粗 (mm)

        Table 4.  Root thickness of A. dahurica var. formosana under different fertilizer treatments in each period

        处理
        Treatment
        2021−11−30 2022−01−28 2022−03−27 2022−05−31 2022−07−21
        T0 1.98±0.37 c 3.24±0.95 e 12.51±1.68 f 27.04±2.14 e 37.10±3.35 d
        T1 2.07±0.34 bc 3.81±0.55 d 12.96±1.87 ef 30.26±2.25 d 39.57±2.80 cd
        T2 2.29±0.22 b 4.48±0.44 c 14.97±1.97 bc 32.35±3.41 cd 41.84±4.67 bc
        T3 2.66±0.34 a 4.91±0.53 ab 14.45±1.56 cd 30.29±2.47 d 40.50±4.95 cd
        T4 2.16±0.34 bc 3.62±0.42 de 14.11±1.51 cde 31.30±4.57 cd 40.58±5.15 cd
        T5 2.74±0.36 a 5.14±0.48 a 16.39±1.79 a 35.20±3.03 ab 50.23±4.92 a
        T6 2.12±0.22 bc 4.53±0.57 bc 13.75±1.66 de 33.52±3.31 bc 45.20±7.12 b
        T7 2.00±0.34 c 4.52±0.43 bc 15.72±1.63 ab 36.08±3.24 a 44.86±4.33 b
        注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
        Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
      • 表5可知,与不施肥 (T0)相比,施肥后白芷的产量均提高,全肥 (T2)处理白芷产量显著提高19.55% (P<0.05)。全肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T5)处理的产量、总产值和经济效益 (注:当年市场价为7.5 元/kg,鲜货)与仅全肥 (T2)处理比均显著增加,产量显著增加16.33%,经济效益显著增加19.94% (P<0.05),与不施肥 (T0)处理比产量显著增加32.69% (P<0.05),与市售黑曲霉 (T7)处理比产量和经济效益均无显著性差异。半肥条件下,施加黑曲霉ZJ-17菌剂处理的产量、总产值和经济效益与仅半肥处理比无显著差异。产量和总产值由大到小排序为:全肥+种施黑曲霉ZJ-17 (T5)>全肥+种施市售黑曲霉 (T7)>全肥+黑曲霉ZJ-17灌根 (T6)>全肥 (T2)>半肥+种施黑曲霉ZJ-17 (T3)>半肥+黑曲霉ZJ-17灌根 (T4)>半肥 (T1)>不施肥 (T0),产量分别为24819、24819、26529、26529、22064、22197、20706、17857 kg/hm2。经济效益排序为:全肥+种施黑曲霉ZJ-17 (T5)>全肥+种施市售黑曲霉 (T7)>全肥+黑曲霉ZJ-17灌根 (T6)>半肥+种施黑曲霉ZJ-17 (T3)>全肥 (T2)>半肥+黑曲霉ZJ-17灌根 (T4)>半肥 (T1)>不施肥 (T0)。由此可知,全肥条件下,在播期施用黑曲霉ZJ-17菌剂能显著提高白芷产量 (P<0.05),总产值达198966元/hm2,经济效益可达160066元/ hm2

        表 5  各处理白芷产量和经济效益

        Table 5.  Yield and economic benefit of A. dahurica var. formosana under different fertilizer treatments

        处理
        Treatment
        产量
        Yield
        (kg/hm2)
        投入成本 Input cost (yuan/hm2) 收入 Income (yuan/hm2)
        肥料
        Fertilizer
        除草
        Weeding
        菌剂
        Microbial agent
        总产值
        Total output
        经济效益
        Benefit
        T0 17857 d 0 33350 133929 d 100579 d
        T1 20706 cd 2492 33350 155298 cd 119456 cd
        T2 22197 bc 4984 33350 166481 bc 128147 bc
        T3 22064 bc 2492 33350 566 165483 bc 129075 bc
        T4 21803 bc 2492 33350 566 163524 bc 127116 bc
        T5 26529 a 4984 33350 566 198966 a 160066 a
        T6 23988 abc 4984 33350 566 179913 abc 141013 abc
        T7 24819 ab 4984 33350 267 186146 ab 147545 ab
        注:T0—不施肥;T1—半肥;T2—全肥;T3—半肥+种施ZJ-17;T4—半肥+ZJ-17灌根;T5—全肥+种施ZJ-17;T6—全肥+ZJ-17灌根;T7—全肥+种施市售黑曲霉。同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 (P<0.05)。
        >Note: T0—No fertilizer; T1—Half fertilizer rate; T2—Full fertilizer rate; T3—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T4—Half fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T5—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 seed application; T6—Full fertilizer rate+A. niger ZJ-17 watering root; T7—Full fertilizer rate+commercial A. niger seed application. Different lowercase letters after data in a column indicate significant difference among treatments (P<0.05).
      • 从收获期各处理白芷地上部养分积累量(图2a)可以看出,与不施肥 (T0)对照比较,施用全肥 (T2)后白芷地上部氮、磷和钾积累量均显著增加 (P<0.05)。全肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T5)后白芷地上部磷积累量显著增加,与市售黑曲霉处理 (T7)比,白芷地上部磷和钾积累量显著增加 (P<0.05)。种施黑曲霉菌剂 (T5)白芷地上部磷和钾积累量与该菌剂灌根处理 (T6)比显著提高 (P<0.05)。从收获期各处理白芷地下部分养分积累量(图2b)可以看出,与不施肥 (T0)相比,施用全肥 (T2)后白芷地下部分氮、磷和钾积累量分别显著增加40.38%、32.65%和34.55% (P<0.05)。全肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T5)后,白芷地下部氮、磷和钾的积累量与仅全肥(T2)处理比分别显著增加37.73%、21.18%和28.75%,且T5处理白芷养分积累量显著高于菌剂灌根处理 (T6) (P<0.05);与市售黑曲霉处理 (T7)比,白芷地下部氮和钾积累量显著增加 (P<0.05)。半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T3)与仅半肥(T1)处理相比白芷地下部氮和钾的积累量也显著增加 (P<0.05)。

        图  2  收获期不同处理白芷养分积累量

        Figure 2.  Nutrient accumulation of A. dahurica var. formosana at harvest stage under different treatments

      • 通过测定白芷根部7种香豆素发现,白芷欧前胡素 、佛手柑内酯、白当归素和水合氧化前胡素含量在生育期内总体呈先下降后上升的趋势,但不同种类香豆素变化趋势不尽一致(图3a)。欧前胡素含量在2022年5月下旬较高,此时无论在半肥还是全肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂处理与仅半肥(T1)和仅全肥(T2)处理比白芷欧前胡素含量均提高,最高可达4.46 mg/g。收获时,半肥条件下黑曲霉ZJ-17种施 (T3)和灌根(T4)处理后的欧前胡素含量较仅半肥(T1)处理分别提高9.82%和13.73%,全肥条件下种施菌剂 (T5)处理与仅全肥 (T2)处理比,在5月下旬欧前胡素含量明显升高,7月下旬差异不明显。由图3c图3d可知,氧化前胡素和白当归脑含量总体先上升再降低,收获期,在半肥条件下黑曲霉ZJ-17菌剂种施和灌根处理与仅半肥处理比氧化前胡素和白当归脑含量均增加。由图3b可知,随着时间的推移,异欧前胡素含量整体逐渐上升,2022年3月下旬至5月下旬上升速率最快,在收获期,半肥条件下种施ZJ-17菌剂 (T3)处理异欧前胡素含量最高,与仅半肥 (T1)处理和仅全肥 (T2)处理比分别增加22.45%和26.53%,与市售黑曲霉 (T7)处理比增加46.94%。由图3e图3g可知,半肥条件下,黑曲霉ZJ-17菌剂灌根 (T4)处理与仅半肥(T1)处理比,在生长后期佛手柑内酯和水合氧化前胡素含量迅速增加,在收获期分别比半肥 (T1)处理增加26.09%和25.00%。

        图  3  不同处理白芷各时期香豆素类成分含量

        Figure 3.  Coumarin contents of A. dahurica var. formosana under different treatments in each period

      • 图4a、c、和e、f、g发现,与不施肥 (T0)相比,施肥后白芷欧前胡素、氧化前胡素、佛手柑内酯、白当归素和水合氧化前胡素积累量均显著增加 (P<0.05)。全肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T5)与仅全肥 (T2)处理比较,除佛手柑内酯积累量无显著性差异外,其他香豆素类成分积累量均显著增加,其中欧前胡素和异欧前胡素分别增加34.83%和22.67% (P<0.05)。种施菌剂 (T5)处理与菌剂灌根 (T6)处理相比,各香豆素类成分积累量均显著增高,与市售黑曲霉 (T7)处理比各香豆素类成分积累量也均显著增高 (P<0.05)。由图4a、b、c、d可知,半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂 (T3)处理白芷与仅半肥 (T1)处理比白芷欧前胡素、异欧前胡素、氧化前胡素和白当归脑积累量分别显著增加26.92%、34.65%、30.45%和34.83%,种施菌剂 (T3)白芷欧前胡素、异欧前胡素、氧化前胡素和白当归脑积累量均显著高于黑曲霉ZJ-17菌剂灌根 (T4)处理 (P<0.05),佛手柑内酯和白当归素含量二者无显著差异。由此,种施黑曲霉ZJ-17菌剂能显著提高白芷欧前胡素、异欧前胡素、氧化前胡素和白当归脑积累量,且效果显著优于黑曲霉ZJ-17菌剂灌根处理和市面售卖黑曲霉处理 (P<0.05)。

        图  4  不同处理收获期白芷香豆素类成分积累量

        Figure 4.  Accumulation of coumarins in A. dahurica var. formosana at harvest stage

      • 研究表明植物根际促生真菌具有促进植物生长、提高植物抗逆性,增加作物产量和提高质量的作用[27]。在目前化肥农药大量施用破坏生态环境的背景下,促生菌作为生物制剂,在农业、林业和环境修复等方面具有良好应用前景[28]

        课题组前期通过筛选白芷根际促生菌发现,所筛促生综合潜力最强的真菌为黑曲霉ZJ-17,其具有较强的固氮、溶磷、溶钾活性,与不施菌对照处理相比,接种菌株ZJ-17后,遂宁土壤白芷的株高、根粗、地上鲜重和根鲜重均显著增长,崇州土壤白芷的株高和根鲜重均显著增加[29]。本试验结果进一步证实,在大田生产条件下,黑曲霉ZJ-17与有机肥和化肥联合使用确实可明显促进白芷生长,其植株株高、根长和根粗均明显高于不施肥处理以及全肥处理,白芷单位面积产量也明显增加。在全肥条件下,播种期施用菌剂处理的产量明显高于未施用菌剂处理,增产率16.33%,产量最大值为26529 kg/hm2,与市面售卖黑曲霉处理间差异不显著;半肥条件下施用黑曲霉ZJ-17菌剂能保证其不减产,且与仅全肥处理差异不明显,说明黑曲霉ZJ-17菌剂确实能替代部分化肥用量。究其原因,可能是施入土壤中的根际促生菌株能改善植物根际营养环境,增加了对作物营养的供应,对植物生长和发育起到促进作用[30]。王丹等[31]发现巨大芽孢杆菌在正常氮磷供应条件下改善了油菜生长,促进了油菜对P、K、Zn和B 等营养元素的吸收。申佳丽等[32]将胶质芽孢杆菌菌液对小黄瓜进行灌根,结果发现小黄瓜根中钾、磷,茎中钾、氮,小黄瓜叶中磷、钾受到显著影响。本试验的进一步测定分析也发现,全肥条件下,播期施加黑曲霉ZJ-17菌剂后白芷地下部分全氮、全磷和全钾的积累量均显著增加。半肥条件下,播期施加黑曲霉ZJ-17菌剂白芷地下部分全氮和全钾的积累量也显著增加。据此认为,施加黑曲霉ZJ-17能增强白芷获得养分的能力,进而促进其生长和产量提升。

      • 本研究中供试黑曲霉ZJ-17对白芷品质也有明显促进作用。至于全肥条件下施加黑曲霉ZJ-17菌剂处理白芷的生长性状及产量高于半肥条件下施加菌剂者,但半肥条件下施加菌剂处理白芷的香豆素含量明显升高的原因,推测与全肥条件下施加黑曲霉ZJ-17菌剂处理的白芷根生长较快,根比较粗大,韧皮部在根中所占比例较小,其分泌组织分布较少,香豆素含量相对较低有关。曾有学者研究发现白芷香豆素相对含量与直径间呈非正相关关系[33]。马逾英等[34]测定了两个产地不同商品等级 (注:主要根据根大小划分等级)川白芷样品,也发现三等品总香豆素含量均高于一、二等品。雷雨恬等[35]研究也表明白芷6种香豆素成分含量的总和以三等品最高,一等品最低。本试验还发现,全肥条件下施用黑曲霉ZJ-17,尽管白芷香豆素含量未提升,但其香豆素成分积累量均明显增加,这与江美彦等[29]的研究结果一致,进一步表明黑曲霉ZJ-17对白芷品质确实具有明显影响,但如何将黑曲霉ZJ-17与化肥和有机肥合理配施,在提高产量的同时也增加主要有效成分含量值得进一步探讨。本试验中,施用黑曲霉ZJ-17条件下白芷香豆素累积量显著高于市售黑曲霉处理,充分说明从白芷根际分离的促生菌黑曲霉ZJ-17更适合用于白芷专用微生物肥料的开发利用。

      • 本试验还探讨了黑曲霉ZJ-17菌剂的最佳施用时间。研究表明,微生物肥料不是速效肥,所以,要在作物的营养临界期和大量吸收期前7~10天施用效果最佳。同时对不同作物或同一作物的不同时期,要选用不同的施用方法。最适施用时间是清晨和傍晚或无雨阴天,避免阳光中紫外线将肥料中的微生物杀死[36]。种肥15 kg配施不同量微生物菌剂,玉米根茎性状及产量均明显优于微生物肥料和高于常规施肥[37]。本研究中,半肥条件下,播期施用该菌剂使苗期白芷株高和根粗明显增加;全肥条件下播期施用该菌剂使大部分生长阶段白芷的株高、根长和根粗均明显增加。至于次年3月施用黑曲霉ZJ-17菌剂对白芷生长无明显促进作用,可能与菌剂施入时间短,菌的定植率相对低有关。综合考虑,建议实际生产中于播期施入该菌剂。

      • 常规有机肥和化肥用量下,播期种子表面浇施黑曲霉ZJ-17菌剂能显著促进白芷生长、养分吸收和香豆素类成分积累量,促进白芷生长,提高白芷产量和品质,提高了经济效益。本实验室鉴定的黑曲霉ZJ-17菌株制备的菌剂效果显著好于市售菌剂,但采用生育中期 (3月)灌根的方法施用该菌剂的效果不明显。在半肥条件下,种施黑曲霉ZJ-17菌剂可显著提高白芷根中的欧前胡素和异欧前胡素含量,但产量和经济效益不及全肥条件下种施黑曲霉ZJ-17菌剂处理。需进一步研究实际生产中,保障产量且增加主要有效成分含量的肥料用量。

    参考文献 (37)

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