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现代种植技术:使用菌根真菌和磷施肥来提高洋葱植物的产量

作者:惠农圈
现代种植技术:使用菌根真菌和磷施肥来提高洋葱植物的产量

一、简单介绍

洋葱是最重要的商业作物之一,被列为仅次于一些种植蔬菜的第二经济价值。这种植物具有独特的风味,用于菜肴、汤、三明治和沙拉,也可以单独作为蔬菜烹饪。

洋葱在成熟后以干球形式或在年轻的绿色阶段食用。成熟的干球含有蛋白质、淀粉、糖和一些维生素。

除了其营养价值外,洋葱还显示出一些医学应用,因为它含有几种抗癌药物,已被证明可以预防动物癌症。

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一般来说,洋葱植物的可食用部分含有挥发性含硫化合物,这些化合物具有独特的风味,并负责刺鼻气味。

生物活性有机硫化合物,S-烷基-L-半胱氨酸磺氧化物主导洋葱风味。此外,在细胞质和真空中发现了亚砜。这些化合物负责洋葱的特征气味和味道及其大部分生物特性。

目前,化肥用于增加大多数作物的产量,并满足由于人口增长而日益增长的粮食需求。不幸的是,这些肥料的生产成本很高,对环境表现出有害影响。

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因此,寻找生物肥料等替代绿色来源作为能够提高作物产量和降低生产成本的环保系统的兴趣正在增长,并将继续上升。

最近,使用微生物种群作为生物肥料已成为这些化学品的有前途的替代品,用于低成本生产、增强环境可持续性和提高产量。

几份报告显示,丛生菌根真菌增加水和营养吸收,并增加磷的生物利用度,以承载和改善植物生长。

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AMF与其他微生物具有协同作用,并提高了几种作物的产量。一般来说,植物和AMF相互作用是根际中与土壤物理、化学和生物特性改善的重要关联。

AMF使用各种不同的机制在根际土壤中运作。这种营养物质通过生产有机酸溶解磷。有人提议使用AMF作为磷酸盐溶解微生物作为提高磷酸盐肥料有效性的低能量和低成本机制。

氮肥还通过硝酸盐浸出、氨挥发和一氧化二氮排放造成农业相关污染的重要组成部分;因此,必须考虑化肥利用的效率。

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本文首次评估了AMF在滴灌系统下减少磷施肥、改善氮利用率和提高在沙质土壤中生长的洋葱植物产量方面的作用。我们还评估了根系定殖率及其在连续两个生长季节改善根际P水平的潜力。

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二、材料和方法

洋葱种子是从埃及吉萨农业研究中心购买的。在这项研究中,田间土壤是从沙土中回收的。它接受了化学、物理和机械分析。

AMF的孢子是从埃及因沙斯埃及原子能局核研究中心用洋葱植物种植的肥沃土壤的根际中提取的。

Gerdemann和Nicolson认为,菌根孢子是通过湿筛分和倾倒技术提取的。提取的AMF孢子在4°C下储存,直到使用。

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广泛研究了所收集的AMF的附着菌丝、菌丝孢子、衣原体和孢子虫的形态特征。根据申克和佩雷斯的关键进行了鉴定和表征。

每个季节后进行AMF接种如下:在1公斤消毒土壤中添加100毫升孢子悬浮液,均匀分布在整个地块上,在种植时通过耕作与土壤混合。

在2018/2019和2019/2020的两个生长季节,在核研究中心的实验农场进行了两项现场实验,以研究与矿物P肥料相互作用的丛生菌根真菌接种对洋葱植物生长和产量的影响。

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洋葱种子在苗圃里种植了55天,然后移植到田里。移植定居在灌溉线的两边,包括一个25厘米的滴管。实验面积被划分为大小相等的地块;地块面积为3平方米。

实验包括磷酸单钙肥料(15.5% P2O5)三种水平,如下40、80和120 kg ha-1,有或没有AMF接种。以硫酸铵(21.2%N)的形式,以140公斤氮肥每公顷的速率在两个相等剂量下添加。

而第一次在移植后21天开始,第二次在第一次移植21天后开始。将富集5%N原子过剩的SO4与普通肥料混合,为0.30平方米,用于测量氮气利用氮的效率。

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在移植后30天、60天和90天的实验的两个季节里收集了根样本。收集的样本按照菲利普斯和海曼描述的方法染色。

简而言之,根在无菌蒸馏水中洗涤,在KOH(10%)中软化24小时,在无菌蒸馏水中洗涤。之后,根系在室温下用乳酸(5%)酸化1小时。

然后在纯乳酸中用苯胺蓝(0.01%)染色24小时。最后,根被切成1厘米的部分,安装在甘油的幻灯片上。

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三、磷和AMF接种对根系定植的影响

移植30天、60天和90天后记录了AMF接种对根系定植的影响。数据显示了AMF的微观可视化,显示了洋葱根部的树丛、孢子和菌丝。获得的结果清楚地表明,30天后根部没有定植。

结果证实,种植60天后,AMF在洋葱根部的定殖达到70%,80公斤P肥料水平。同样,结果显示,在两个生长季节,90天后,AMF殖民率增长最快,达到81%。

AMF的接种和P肥料一起施用对增强根系定植更有效。在两个生长季节,使用80公斤肥料为洋葱植物记录了AMF感染率的最高记录。当60天或90天增加超过80公斤,根部的菌根定殖减少。

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四、磷受精AMF接种对根际中P可用性的影响

数据列出了不同P水平的AMF对种植90天后土壤根际中P可用性的影响。获得的数据表明,与对照处理相比,接种AMF会增加土壤中的P浓度。

获得的数据进一步表明,磷受精的增加伴随着根际中记录的P的增加。在两个生长季节,根际中可用P的最高浓度(2018/2019赛季为54.39%,2019/2020赛季为76.13%)为120)

120公斤土壤中的最大可用P为76.13%,而对照组在第二个季节相同水平为20.20%。在第一季中注意到程度太低的类似结果。

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数据清楚地表明,与对照组相比,洋葱植物的新鲜和干燥重量对每个矿物磷肥水平的AMF接种反应积极。

记录的新鲜和干重值给出了120公斤接种菌根的最大值作为推荐剂量。随着二级80和第三级120公斤之间的磷肥水平增加,这一观察结果明显差异不大。

相对而言,菌根接种导致新鲜重量增加(第1季为34.8、22.7和11.7%,第2季为23.1、22.4和12.6%),菌根接种超过了三种各自P肥料浓度的控制。

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在2018/2019和2019/2020生长季节,通过将磷酸盐肥料率从40提高到120公斤,每株的干重增加了。第一季的最高干重为33.7和32.6,第二季为41.0和35.3。

无论是否有菌根接种,所有不同水平的磷受精都会影响总叶绿素含量。获得的结果进一步表明,接种植物中的叶绿素含量略高于对照组。

在菌根接种中施用高达120公斤的磷肥,在第一季和第二季,叶绿素总值的最大平均值分别等于56.2和56.0。

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五、磷和AMF接种对经济产量的影响

数据结果清楚地表明,AMF接种和P施肥对洋葱灯泡产量有显著影响。在两个生长季节,洋葱球茎的产量随着AMF接种的磷酸肥料水平的增加而线性增加。

磷酸盐肥料水平的增加逐渐提高了洋葱植物在整个AMF接种中的经济产量。120公斤水平的AMF接种在两个季节的最大产量分别为32.69和32.12吨,但在两个生长季节的80公斤和120公斤应用中没有显著差异。

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六、结论:AMF可以在滴灌下提高洋葱产量

这项研究表明,在连续两个季节,AMF可以在滴灌下通过第二级和第三级提高P肥料的洋葱产量。由于肥力根带可以提高养分的吸收,然后在给土壤接种AMF之前,在田间接种洋葱植物可能是有效的洋葱植物生产。

随着AMF接种P肥料增加120公斤,建议提高产量(干球茎重量)显著增加。这些发现表明,在不久的将来,AMF将成为可持续农业中新兴和有前途的候选国,作为尽量减少合成肥料使用的替代绿色技术。

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