EM菌對連作大蒜形態(tài)和生理生化指標(biāo)的影響

劉素慧++尉輝++徐金強(qiáng)++劉慶濤

摘要：采用盆栽試驗研究了EM（effective microorganisms）對連作20年大蒜形態(tài)和生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，給連作20年的大蒜土壤施入EM后，測得大蒜形態(tài)指標(biāo)和生理生化指標(biāo)較對照均顯著增加。不同的生長發(fā)育期，增幅有所不同，苗期增加幅度最小，株高、假莖粗和葉面積的最大增幅出現(xiàn)在分化期，葉鞘長和葉綠素含量的最大增幅出現(xiàn)在蒜薹伸長期，其次為分化期。綜上所述，施加EM的最佳時期應(yīng)在地溫回升后分化期前，施加EM可增強(qiáng)光合作用，提高抗氧化酶活性。因此，EM對緩解大蒜連作障礙有一定效果。

關(guān)鍵詞：EM；連作；大蒜；形態(tài)；生理生化

中圖分類號： S633.401；S156.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）02-0192-03

收稿日期：2015-02-09

基金項目：國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項（編號：200903018）；山東省農(nóng)業(yè)重大創(chuàng)新項目。

作者簡介：劉素慧（1981—），女，山東菏澤人，博士，講師，主要從事蔬菜栽培生物學(xué)研究。E-mail：liusuhui2003@163.com。EM菌劑是20世紀(jì)80年代初日本琉球大學(xué)的比嘉照夫教授研制的有效微生物群組成的混合菌劑，該技術(shù)產(chǎn)品可改善土壤根際環(huán)境，調(diào)整微生態(tài)失衡，增進(jìn)土壤肥力[1]，提高作物光合作用，促進(jìn)植物生長，進(jìn)而提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)，且無副作用，可滿足對保護(hù)環(huán)境、生產(chǎn)無公害食品的需求[2]。近年來，由于大蒜（Allium sativum L.）需求量的逐年增加和經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)使，使大蒜生產(chǎn)迅速發(fā)展，主產(chǎn)區(qū)的連作現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，連作障礙是導(dǎo)致大蒜產(chǎn)量低、品質(zhì)差的主要因子之一。筆者前期研究結(jié)果表明，EM處理可改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤微生物數(shù)量和土壤酶活性，增加干物質(zhì)的累積量[3]；周曉芬等研究表明EM可減輕黃瓜連作病害，降低土壤的鹽漬化程度[4]；孫紅霞等發(fā)現(xiàn)EM可有效克服茄子和黃瓜的連作障礙，提高土壤生物活性[2]。本研究通過EM對連作大蒜形態(tài)、生理生化指標(biāo)的影響，旨在探明EM對連作大蒜生長發(fā)育的影響，為緩解大蒜連作障礙、保證大蒜可持續(xù)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

EM原液由愛睦樂環(huán)保生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)?；钚砸褐谱鳎篍M原液和等量紅糖按50倍比例稀釋并攪拌均勻后，在（35±2） ℃下進(jìn)行厭氧發(fā)酵。發(fā)酵完成后，稀釋2倍備用。

供試土壤為連續(xù)種植20年大蒜的耕層土壤，取自山東省金鄉(xiāng)縣雞黍鎮(zhèn)季莊村，棕壤土，基本理化性狀為：堿解氮 93.5 mg/kg，速效磷38.1 mg/kg，速效鉀152.8 mg/kg，有機(jī)質(zhì)23.6 g/kg，pH 值6.27。

1.2試驗設(shè)計

試驗于2008年10月5號在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實驗站進(jìn)行，采用泥質(zhì)陶盆，盆上、下口徑和高度分別為25、23、25 cm。每盆裝土2.5 kg、種植4株大蒜，供試品種為蘇聯(lián)蒜。每盆土壤均施加10 g大蒜控釋肥（N ∶P ∶K=16 ∶5 ∶17）為基肥，并對大蒜進(jìn)行相同的農(nóng)藝管理。EM基施、追施（2009年3月1日）各1次，每盆施100 mL EM活性液，對照施加等量的清水，每個處理重復(fù)3次，每個重復(fù)8盆，隨機(jī)排列。

分別于大蒜幼苗期（SS，2008年10月30日）、分化期（DS，2009年3月25日）、蒜薹伸長期（ES，2009年4月20日）和鱗莖膨大后期（BES，2009年5月15日）測定大蒜形態(tài)指標(biāo)；2009年4月20日測定生理生化指標(biāo)，均為每個處理隨機(jī)選取3盆測定。1.3測定方法

株高：地面到植株的最高點的距離；假莖長：地面到植株葉鞘頂端的距離；假莖粗：距地面2 cm處的莖粗；葉面積：按照模擬方程y= 1.831 0x1+3.931 6x2-46.157 7（r=0.995 2）計算得出。均隨機(jī)測量30株，取其平均值[5]。

凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）：于 2009年4月20日，利用Li-6400便攜式光合儀測定；葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a/b、總?cè)~綠素含量（葉綠素a+葉綠素b）和類胡蘿卜素含量的測定參照李合生的方法[6]。

SOD（超氧化物歧化酶）活性采用NBT還原法[7] 測定；POD（過氧化物酶）活性采用愈創(chuàng)木酚法[8] 測定；CAT（過氧化氫酶）活性采用紫外吸收法測定。

2結(jié)果與分析

2.1EM菌劑對連作大蒜形態(tài)指標(biāo)的影響

2.1.1對連作大蒜株高的影響從圖1可以看出，在大蒜的整個生育期內(nèi)，EM處理和對照大蒜株高的變化均呈逐步上升的趨勢；在不同生育期，EM處理的株高均高于對照，且隨著生長的進(jìn)行，EM處理的大蒜株高相對于對照增幅的變化趨勢為先上升后下降，分化期最高，然后依次為蒜薹伸長期>鱗莖膨大后期>苗期。

2.1.2對連作大蒜假莖粗的影響從圖2可以看出，在大蒜整個生育期內(nèi)，EM處理和對照大蒜假莖粗的變化均呈上升趨勢；在不同生育期，EM處理的假莖粗均高于對照，且隨著生長的進(jìn)行，EM處理的大蒜假莖粗相對于對照增幅的變化趨勢與大蒜株高的變化趨勢相同。

2.1.3對連作大蒜葉鞘長的影響圖3反映的是EM處理對連作20年大蒜葉鞘長的影響，在大蒜整個生育期內(nèi)，EM處理和對照連作大蒜葉鞘長變化呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢；在不同生育期，EM處理的大蒜葉鞘長均高于對照，隨著生長的進(jìn)行，EM處理的大蒜葉鞘長相對于對照增幅的變化趨勢為先上升后下降，蒜薹伸長期的最高，分化期和膨大期基本持平，苗期最低。

2.1.4對連作大蒜葉面積的影響圖4表明，在大蒜整個生育期內(nèi)，EM處理和對照大蒜葉面積的變化趨勢與株高、假莖粗和葉鞘長的不一致，呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢，蒜薹伸長期最大，鱗莖膨大期后期則急劇降低，這是由于膨大后期功能葉急劇減少而造成的；在不同生育期，EM處理的大蒜葉面積均高于對照，且隨著生長的進(jìn)行，EM處理的大蒜葉面積相對于對照增幅的變化趨勢與株高、假莖粗的變化趨勢相同，均表現(xiàn)為先上升后下降，分化期達(dá)到最大值，苗期最小。

2.2EM菌劑對連作大蒜生理生化指標(biāo)的影響

2.2.1EM菌劑對葉綠素含量的影響由圖5可知，EM處理的類胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量均高于對照，且EM處理的上述指標(biāo)相對于對照增幅的變化呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，依次為葉綠素a>葉綠素b>總?cè)~綠素>類胡蘿卜素。

2.2.2EM菌劑對光合參數(shù)的影響EM處理對大蒜蒜薹伸長期功能葉光合作用的影響結(jié)果見表1。由表1可知，EM處理的凈光合速率Pn、蒸騰速率Tr、氣孔導(dǎo)度GS和胞間CO2濃度Ci均比對照高；且EM處理大蒜功能葉的氣孔導(dǎo)度相對于對照的促進(jìn)率高達(dá)60.92%，對蒸騰速率的促進(jìn)率30.27%，對凈光合速率的促進(jìn)率最低，為14.39%。

2.2.3EM菌劑對葉片抗氧化酶活性的影響EM處理對大蒜蒜薹伸長期功能葉抗氧化酶活性的影響結(jié)果見表2。由表2可以看出，EM處理的過氧化氫酶CAT、過氧化物酶POD和超氧化物歧化酶SOD的活性均比對照高；且EM處理大蒜功能葉的過氧化物酶相對于對照的促進(jìn)率達(dá)61.20%，對過氧化氫酶的促進(jìn)率最低，為26.61%。

3結(jié)果與討論

3.1EM對形態(tài)指標(biāo)的影響

筆者前期研究表明：連作20年的大蒜形態(tài)指標(biāo)數(shù)量和功能葉的抗氧化能力均下降[9]，根際土壤微生物結(jié)構(gòu)失調(diào)，土壤酶活性下降，產(chǎn)量也隨之下降[10]；EM處理有利于改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，提高土壤微生物數(shù)量及土壤酶活性，在不改變干物質(zhì)累積規(guī)律的前提下，通過協(xié)調(diào)大蒜機(jī)體發(fā)育，促進(jìn)干物質(zhì)量的積累來提高大蒜產(chǎn)量[3]。周莉華等研究發(fā)現(xiàn)長期施用EM可提高冬小麥的產(chǎn)量[11]。本研究結(jié)果表明，EM對連作20年的大蒜各形態(tài)指標(biāo)均有促進(jìn)作用，這與凌寧等的研究結(jié)果相一致，根際施用微生物有機(jī)肥能有效地促進(jìn)西瓜植株的生長[12]。曹霞等研究也發(fā)現(xiàn)EM能使植物生長發(fā)育良好，植株生長勢強(qiáng)，根系活力增強(qiáng)，開花時間提前，這為提高前期產(chǎn)量奠定了基礎(chǔ)[13]。在本試驗中，幼苗期EM處理的各形態(tài)指標(biāo)相對于對照的增幅均低于其他3個時期，主要是溫度偏低不利于微生物的快速繁殖而導(dǎo)致EM作用不能充分發(fā)揮。分化期的株高、假莖粗和葉面積的增幅均為最高，而葉鞘長增幅最大值出現(xiàn)在蒜薹伸長期，其次為分化期。綜上所述，施加EM菌劑的最佳時間應(yīng)在地溫回升后分化期前。

3.2EM對蒜薹伸長期生理生化指標(biāo)的影響

曹霞等研究表明EM能提高葉綠素含量和光合速率，減小氣孔阻力，增大蒸騰速率[13]。周莉華等定位試驗發(fā)現(xiàn)EM處理的小麥功能葉片葉綠素含量均比其他處理高，提高植株的光合速率[11]。陳清西等用EM噴霧可提高龍眼樹葉片的葉綠素含量、增強(qiáng)光合作用，同時還促進(jìn)生理生化活性，提高新陳代謝能力[14]。王明友等在番茄上施用EM后，凈光合強(qiáng)度得到提高，改善了番茄的品質(zhì)[15]。本試驗結(jié)果表明：EM處理的大蒜功能葉的光合指標(biāo)和抗氧化酶活性明顯高于未處理的對照，說明EM可提高連作大蒜功能葉的葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用，提高抗氧化酶活性，可調(diào)節(jié)大蒜生理代謝功能，在一定程度上提高大蒜對不利環(huán)境的適應(yīng)力，因此，EM對大蒜連作障礙具有一定的緩解效果。

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