新型EM菌肥對有機蔬菜產(chǎn)量及重金屬含量的影響

冷鵬 ，方瑞元 ，張祥勝 ，芮文利 ，唐洪杰 ，呂相玉

（1.臨沂市農(nóng)業(yè)科學院，山東 臨沂 276012；2.鹽城師范學院，江蘇 鹽城 244000）

蔬菜作為我國種植業(yè)中最具活力的經(jīng)濟作物之一，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有獨特的優(yōu)勢和地位，尤其是黃瓜、番茄、辣椒等多茬果蔬更能滿足人們的日常生活需求，與糧食一樣不可或缺。因此，大力發(fā)展有機蔬菜不但可以滿足我國食品安全、生態(tài)安全等要求，提升我國蔬菜品質(zhì)和品牌，而且有利于打破國際上的有機蔬菜產(chǎn)業(yè)壁壘，促進我國蔬菜的出口創(chuàng)匯。在有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常施用有機肥培肥地力、滿足作物養(yǎng)分需求。種養(yǎng)殖產(chǎn)生的畜禽糞便、沼渣沼液及大量秸稈等廢棄物是有機農(nóng)業(yè)常用的肥源。據(jù)估計，2016年我國產(chǎn)生超過38億t的畜禽糞便，約是同時期工業(yè)固廢總排放量的5～6倍[1]。畜禽糞便含有的可供作物吸收的礦物質(zhì)元素超過20種，不僅包含氮、磷、鉀等大量元素，還含有硫、鎂、鈣、銅、鋅、鐵、錳、硼等常量或微量元素。國內(nèi)外對禽畜糞便中重金屬含量超標的報道屢見不鮮[2-5]，這也是有機蔬菜生產(chǎn)中必須解決的問題。

目前，我國有機蔬菜生產(chǎn)中施肥制度及技術(shù)還不夠成熟和完善，也沒有形成統(tǒng)一的質(zhì)量標準[6,7]。對禽畜糞便等廢棄物的不合理利用時有發(fā)生，直接影響了作物產(chǎn)量和品質(zhì)，甚至造成土壤面源污染[8-11]。在高度重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的大背景下，有效合理的處置和利用好畜禽排泄物顯得非常必要。EM（Effective microorganism）是有效微生物群的英文簡稱，由光合細菌、放線菌、乳酸菌、酵母菌和絲狀菌等10個屬80多種有益微生物構(gòu)成。EM是活性菌劑，它的各種功能需要在適宜的環(huán)境條件下，在各種微生物相互促進的過程中才能較好地表現(xiàn)出來。本試驗以畜禽排泄物和杏鮑菇菌渣為主要原料生產(chǎn)的新型EM菌肥為試驗材料，研究其對有機蔬菜（黃瓜、番茄）的產(chǎn)量及果實中重金屬含量的影響，以期為有機蔬菜生產(chǎn)提供理論數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試EM菌肥由臨沂市農(nóng)業(yè)科學院研發(fā)，由山東效峰生物科技股份有限公司生產(chǎn)，商品名為美贊寶。由微生物菌群、培養(yǎng)基、畜禽糞便和制肥基料（主要為杏鮑菇菌渣）按照質(zhì)量比1:9:50:140的比例混配并發(fā)酵制得。對照組以普通有機肥（豬糞、雞糞等的發(fā)酵物）種植。供試果蔬為黃瓜、番茄。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本情況

試驗于2015年在山東省費縣薛莊鎮(zhèn)后坦村某大棚內(nèi)開展，該棚已連續(xù)種植黃瓜、番茄7年。試驗區(qū)年平均氣溫為13.6℃，平均日照時數(shù)為2532.1 h，年無霜期平均為197 d。棚內(nèi)土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of soil

1.2.2 供試肥料與蔬菜品種

供試蔬菜品種為臨沂地區(qū)長勢良好的中農(nóng)106黃瓜和諾威608番茄。供試有機肥料養(yǎng)分狀況見表2。

表2 有機肥料養(yǎng)分狀況Table 2 Nutrient status of organic fertilizer

試驗按照臨沂地區(qū)農(nóng)民常規(guī)的黃瓜、番茄種植管理方式，各處理施肥、澆水、病蟲害防治等田間管理措施均保持一致。

1.3 試驗設計

試驗共4個處理，其中黃瓜處理2個，分別為普通有機肥處理（A1）和EM菌肥處理（A2）；番茄處理2個，分別為普通有機肥處理（B1）和EM菌肥處理（B2），每個處理重復3次，隨機排列，共12個小區(qū)。每個小區(qū)面積為33 m2（5.5 m×6 m）。小區(qū)試驗共分兩個階段進行。處理A1、B1試驗期間分兩次施肥，定植前施肥量為48000 kg/hm2，定植25～35 d后追施4000 kg/hm2。處理A2、B2保持同樣的施肥量及施肥頻率，定植前施肥量為48000 kg/hm2的成品菌肥，定植25～35 d后，追施有機肥4000 kg/hm2。供試期間黃瓜和番茄分別在不同區(qū)域內(nèi)試驗。

1.4 測量指標與方法

1.4.1 主要儀器

石墨爐原子吸收分光光度計（Ice3300），馬弗爐，電子天平，可調(diào)式烘干箱，高壓消解罐。

1.4.2 主要試劑

Pb、Cd、Cr、Hg、As標準溶液，濃硝酸，高氯酸，過氧化氫，過硫酸銨，均為優(yōu)級純。

1.4.3 樣品的預處理及標準溶液的配制

蔬菜樣品采集后用去離子水洗凈擦干，用打樣機打磨至勻漿狀，稱取試樣1～5 g于100 mL具塞比色管中，加入10 mL硝酸、0.5 mL高氯酸，浸泡過夜，然后將比色管放入消解爐中120℃消解2～3 h，至消解完全。定容至50 mL，上機測定。樣品重金屬含量均按照國家標準方法測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

對原始數(shù)據(jù)進行標準化或歸一化處理后，用Excel和SAS軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩種蔬菜果實所含主要重金屬含量

本試驗以收獲的第一茬果實為例測定蔬采所含重金屬，重金屬測定采用雙濁點萃取法為ICP-AES的前處理同時測定五種主要重金屬[12]。如表3所示，施用EM菌肥的試驗組（A2、B2），其收獲的果實中主要重金屬含量均低于對照組（A1、B1）。黃瓜試驗中，處理A2中所含的五種重金屬含量僅為處理A1的19.51%～31.56%；番茄試驗中，處理B2中所含的五種重金屬含量僅為處理B1的23.81%～36.36%。試驗組中重金屬含量均顯著低于對照組不僅是因為EM菌肥中含有的木質(zhì)素類腐殖質(zhì)可以對土壤及肥料中的重金屬產(chǎn)生一定鈍化效果，還因為菌肥中含有數(shù)量龐大、種類較多的可高效吸收降解土壤及肥料的有益微生物。國內(nèi)現(xiàn)無統(tǒng)一的有機蔬菜重金屬殘留限定標準，所以以國內(nèi)現(xiàn)行使用的食品中污染物限量（GB2762-2012）為參照，可知施用EM菌肥的果蔬重金屬含量均低于標準限定，符合相關(guān)食品安全標準。

2.2 投入產(chǎn)出分析

本試驗在黃瓜－番茄的一個生長季內(nèi)，各收獲黃瓜、番茄5茬，試驗組產(chǎn)量相比對照組產(chǎn)量增加的主要原因是試驗組添加了有益微生物，給果蔬提供了更適宜的營養(yǎng)供給?？偖a(chǎn)量及經(jīng)濟效益的分析見表4（見下頁）。黃瓜試驗中，施用EM菌肥的試驗組產(chǎn)量比對照組每667 m2增加705 kg，總產(chǎn)達到7931 kg/667 m2，增產(chǎn)率達9.76%，以有機黃瓜7元/kg計算，可為農(nóng)戶每667 m2增收4935元；番茄試驗中，施用EM菌肥的試驗組每667 m2比對照組增加504 kg，總產(chǎn)達到6388 kg/667 m2，增產(chǎn)率為8.57%，以有機番茄7元/kg計算，農(nóng)戶每667 m2可增收4536元。試驗中每個處理投入3.47 t/667 m2肥料。市場上，普通有機肥價格在1200元/t，EM菌肥價格在1500元/t，按此計算普通有機肥和EM菌肥的每667 m2投入分別為4164元和5205元。因此，施用試驗中所采用的EM菌肥較普通有機肥，種植黃瓜和番茄的大棚每667 m2可分別增加純收入3894元和3495元，且不增加人工投入成本。此外，大量的試驗證實，有益微生物的存在不僅能給作物提供更多養(yǎng)分，而且還可以改善土壤的理化性質(zhì)[1,7,13,14]。

表3 兩種蔬菜果實所含主要重金屬含量Table 3 Contents of major heavy metals in two kinds of vegetables

表4 經(jīng)濟效益分析Table 4 Yield and economic benefit analysis

3 討論

綜上所述，新型EM菌肥相比普通的有機肥料有較多優(yōu)勢的原因，是其不僅能通過鈍化重金屬活性降低蔬菜中重金屬含量，而且能夠通過加入一定比例的有益微生物提高蔬菜產(chǎn)量，增加農(nóng)戶收益。這也說明要產(chǎn)更多高品質(zhì)的有機果蔬，選擇有機肥料時需考慮經(jīng)重金屬降解處理過而新型EM菌肥就是一種效果較好的有機肥料。