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現代種植技術:使用菌根真菌和磷施肥來提高洋蔥植物的産量

作者:惠農圈
現代種植技術:使用菌根真菌和磷施肥來提高洋蔥植物的産量

一、簡單介紹

洋蔥是最重要的商業作物之一,被列為僅次于一些種植蔬菜的第二經濟價值。這種植物具有獨特的風味,用于菜肴、湯、三明治和沙拉,也可以單獨作為蔬菜烹饪。

洋蔥在成熟後以幹球形式或在年輕的綠色階段食用。成熟的幹球含有蛋白質、澱粉、糖和一些維生素。

除了其營養價值外,洋蔥還顯示出一些醫學應用,因為它含有幾種抗癌藥物,已被證明可以預防動物癌症。

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一般來說,洋蔥植物的可食用部分含有揮發性含硫化合物,這些化合物具有獨特的風味,并負責刺鼻氣味。

生物活性有機硫化合物,S-烷基-L-半胱氨酸磺氧化物主導洋蔥風味。此外,在細胞質和真空中發現了亞砜。這些化合物負責洋蔥的特征氣味和味道及其大部分生物特性。

目前,化肥用于增加大多數作物的産量,并滿足由于人口增長而日益增長的糧食需求。不幸的是,這些肥料的生産成本很高,對環境表現出有害影響。

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是以,尋找生物肥料等替代綠色來源作為能夠提高作物産量和降低生産成本的環保系統的興趣正在增長,并将繼續上升。

最近,使用微生物種群作為生物肥料已成為這些化學品的有前途的替代品,用于低成本生産、增強環境可持續性和提高産量。

幾份報告顯示,叢生菌根真菌增加水和營養吸收,并增加磷的生物利用度,以承載和改善植物生長。

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AMF與其他微生物具有協同作用,并提高了幾種作物的産量。一般來說,植物和AMF互相作用是根際中與土壤實體、化學和生物特性改善的重要關聯。

AMF使用各種不同的機制在根際土壤中運作。這種營養物質通過生産有機酸溶解磷。有人提議使用AMF作為磷酸鹽溶解微生物作為提高磷酸鹽肥料有效性的低能量和低成本機制。

氮肥還通過硝酸鹽浸出、氨揮發和一氧化二氮排放造成農業相關污染的重要組成部分;是以,必須考慮化肥利用的效率。

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本文首次評估了AMF在滴灌系統下減少磷施肥、改善氮使用率和提高在沙質土壤中生長的洋蔥植物産量方面的作用。我們還評估了根系定殖率及其在連續兩個生長季節改善根際P水準的潛力。

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二、材料和方法

洋蔥種子是從埃及吉薩農業研究中心購買的。在這項研究中,田間土壤是從沙土中回收的。它接受了化學、實體和機械分析。

AMF的孢子是從埃及因沙斯埃及原子能局核研究中心用洋蔥植物種植的肥沃土壤的根際中提取的。

Gerdemann和Nicolson認為,菌根孢子是通過濕篩分和傾倒技術提取的。提取的AMF孢子在4°C下儲存,直到使用。

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廣泛研究了所收集的AMF的附着菌絲、菌絲孢子、衣原體和孢子蟲的形态特征。根據申克和佩雷斯的關鍵進行了鑒定和表征。

每個季節後進行AMF接種如下:在1公斤消毒土壤中添加100毫升孢子懸浮液,均勻分布在整個地塊上,在種植時通過耕作與土壤混合。

在2018/2019和2019/2020的兩個生長季節,在核研究中心的實驗農場進行了兩項現場實驗,以研究與礦物P肥料互相作用的叢生菌根真菌接種對洋蔥植物生長和産量的影響。

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洋蔥種子在苗圃裡種植了55天,然後移植到田裡。移植定居在灌溉線的兩邊,包括一個25厘米的滴管。實驗面積被劃分為大小相等的地塊;地塊面積為3平方米。

實驗包括磷酸單鈣肥料(15.5% P2O5)三種水準,如下40、80和120 kg ha-1,有或沒有AMF接種。以硫酸铵(21.2%N)的形式,以140公斤氮肥每公頃的速率在兩個相等劑量下添加。

而第一次在移植後21天開始,第二次在第一次移植21天後開始。将富集5%N原子過剩的SO4與普通肥料混合,為0.30平方米,用于測量氮氣利用氮的效率。

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在移植後30天、60天和90天的實驗的兩個季節裡收集了根樣本。收集的樣本按照菲利普斯和海曼描述的方法染色。

簡而言之,根在無菌蒸餾水中洗滌,在KOH(10%)中軟化24小時,在無菌蒸餾水中洗滌。之後,根系在室溫下用乳酸(5%)酸化1小時。

然後在純乳酸中用苯胺藍(0.01%)染色24小時。最後,根被切成1厘米的部分,安裝在甘油的幻燈片上。

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三、磷和AMF接種對根系定植的影響

移植30天、60天和90天後記錄了AMF接種對根系定植的影響。資料顯示了AMF的微觀可視化,顯示了洋蔥根部的樹叢、孢子和菌絲。獲得的結果清楚地表明,30天後根部沒有定植。

結果證明,種植60天後,AMF在洋蔥根部的定殖達到70%,80公斤P肥料水準。同樣,結果顯示,在兩個生長季節,90天後,AMF殖民率增長最快,達到81%。

AMF的接種和P肥料一起施用對增強根系定植更有效。在兩個生長季節,使用80公斤肥料為洋蔥植物記錄了AMF感染率的最高記錄。當60天或90天增加超過80公斤,根部的菌根定殖減少。

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四、磷受精AMF接種對根際中P可用性的影響

資料列出了不同P水準的AMF對種植90天後土壤根際中P可用性的影響。獲得的資料表明,與對照處理相比,接種AMF會增加土壤中的P濃度。

獲得的資料進一步表明,磷受精的增加伴随着根際中記錄的P的增加。在兩個生長季節,根際中可用P的最高濃度(2018/2019賽季為54.39%,2019/2020賽季為76.13%)為120)

120公斤土壤中的最大可用P為76.13%,而對照組在第二個季節相同水準為20.20%。在第一季中注意到程度太低的類似結果。

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資料清楚地表明,與對照組相比,洋蔥植物的新鮮和幹燥重量對每個礦物磷肥水準的AMF接種反應積極。

記錄的新鮮和幹重值給出了120公斤接種菌根的最大值作為推薦劑量。随着二級80和第三級120公斤之間的磷肥水準增加,這一觀察結果明顯差異不大。

相對而言,菌根接種導緻新鮮重量增加(第1季為34.8、22.7和11.7%,第2季為23.1、22.4和12.6%),菌根接種超過了三種各自P肥料濃度的控制。

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在2018/2019和2019/2020生長季節,通過将磷酸鹽肥料率從40提高到120公斤,每株的幹重增加了。第一季的最高幹重為33.7和32.6,第二季為41.0和35.3。

無論是否有菌根接種,所有不同水準的磷受精都會影響總葉綠素含量。獲得的結果進一步表明,接種植物中的葉綠素含量略高于對照組。

在菌根接種中施用高達120公斤的磷肥,在第一季和第二季,葉綠素總值的最大平均值分别等于56.2和56.0。

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五、磷和AMF接種對經濟産量的影響

資料結果清楚地表明,AMF接種和P施肥對洋蔥燈泡産量有顯著影響。在兩個生長季節,洋蔥球莖的産量随着AMF接種的磷酸肥料水準的增加而線性增加。

磷酸鹽肥料水準的增加逐漸提高了洋蔥植物在整個AMF接種中的經濟産量。120公斤水準的AMF接種在兩個季節的最大産量分别為32.69和32.12噸,但在兩個生長季節的80公斤和120公斤應用中沒有顯著差異。

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六、結論:AMF可以在滴灌下提高洋蔥産量

這項研究表明,在連續兩個季節,AMF可以在滴灌下通過第二級和第三級提高P肥料的洋蔥産量。由于肥力根帶可以提高養分的吸收,然後在給土壤接種AMF之前,在田間接種洋蔥植物可能是有效的洋蔥植物生産。

随着AMF接種P肥料增加120公斤,建議提高産量(幹球莖重量)顯著增加。這些發現表明,在不久的将來,AMF将成為可持續農業中新興和有前途的候選國,作為盡量減少合成肥料使用的替代綠色技術。

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