生物有機肥對韭菜生長和品質(zhì)的影響

劉建國，李 穎，黃文庭，鄧冬梅，趙明峰，朱云娜*

（1.韶關(guān)學(xué)院 英東生物與農(nóng)業(yè)學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005；2.廣東國辰農(nóng)業(yè)科技有限公司，廣東 韶關(guān) 512500；3.韶關(guān)市農(nóng)業(yè)科技推廣中心，廣東 韶關(guān) 512500）

韭菜(Allium tuberosum Rottl. ex Spr.)為百合科蔥屬多年生蔬菜，原產(chǎn)于中國，因其色鮮味美，且具有獨特的辛香味，而深受廣大消費者喜愛。據(jù)統(tǒng)計，2018年我國韭菜種植面積達40萬hm2，韭菜在蔬菜市場供應(yīng)中的地位居蔥蒜類蔬菜之首［1］。韭菜具有種植簡單、產(chǎn)量高、單價高、效益好的經(jīng)濟特征，同時因其具有的特殊氣味能趨避部分病蟲害，其根系分泌物有一定的殺菌能力，所以韭菜是一種良好的蔬菜輪作種類。但由于在連續(xù)種植韭菜的過程中，盲目、過量地施用化肥及不合理的澆灌方式，不僅使得韭菜產(chǎn)量下降，還會導(dǎo)致其品質(zhì)下降、農(nóng)田肥料流失嚴重、肥料利用率低等問題的出現(xiàn)［2］。這不僅增加了生產(chǎn)成本，還加重了環(huán)境污染。因此，韭菜減肥增效，持續(xù)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是韭菜種植的一個重要研究方向。有研究表明使用生物肥、有機肥，減少化肥施用量，抑制土傳病害，減輕連作障礙等是提高韭菜品質(zhì)和產(chǎn)量的有效農(nóng)藝措施。

微生物肥料是指一類含有活性微生物并在使用中能獲得特定肥料效應(yīng)，能提高植物品質(zhì)或增加植物產(chǎn)量的生物制劑［3］。生物肥狹義是指接種劑或菌肥，其本身不含營養(yǎng)元素，不能替代化肥。而廣義的生物肥料是指包含了微生物以及植物生長所需營養(yǎng)元素的制品。生物有機肥 (microbial organic fertilizers) 是在無機、有機復(fù)混肥的基礎(chǔ)上接種有益微生物而產(chǎn)生的一種肥料，其兼具微生物肥料和有機肥料的雙重效應(yīng)，既有利于提高產(chǎn)品品質(zhì)，增產(chǎn)增收，又可培肥土壤，提高土壤酶活性，改善土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，并已逐漸成為相關(guān)學(xué)科的研究重點［4-6］。隨著人們生活水平的提高，消費者越來越重視農(nóng)產(chǎn)品的安全和個人身體健康，在提高蔬菜產(chǎn)量的同時，還亟需提高產(chǎn)品質(zhì)量，這是蔬菜生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)在面臨的首要問題。研發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效的生產(chǎn)技術(shù)是突破蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此開展生物有機肥對蔬菜作物生長和品質(zhì)影響的研究非常必要。

本研究以粵之韭韭菜為材料，研究不同生物有機肥施用量對韭菜植株形態(tài)指標、生物量、葉片葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)指標的影響，從而為生物有機肥在韭菜生產(chǎn)中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

韭菜品種粵之韭來自河南省扶溝縣韭菜研究所。該品種具有抗病、耐熱、耐濕、無休眠期、莖長、粗壯直立、生長速度快等特性。2021年2月下旬播種，采取種子直播方式進行育苗，播種量為500 g/667 m2。生物有機肥購自廣東省盛茂隆生物科技有限公司，有機質(zhì)含量（以干基計）≥45%、N+P2O5+K2O含量（以干基計）≥5%，40 kg/袋。

1.2 試驗方法

在種植韭菜前1周，深翻土壤30～45 cm，在每個地塊施用相應(yīng)量的生物有機肥并混勻。以生物有機肥施用量0 kg/667 m2為對照，設(shè)計500、1000 kg/667 m2生物肥施用量2個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)，隨機區(qū)組分布。每個小區(qū)面積為200 m2，韭菜種植密度6萬穴/hm2。試驗期間，各處理的其他肥水管理措施一致。

1.3 指標測定

播種后90 d采收樣品。韭菜生長指標測定：每個處理中隨機取樣10株，利用Image J軟件測量韭菜的根長、葉長、株高、莖粗、葉片數(shù)、葉寬等生長指標，取其平均值。隨機選取8～10株韭菜植株測其鮮重，再置于烘箱中105 ℃殺青15 min，在75 ℃下烘干至恒重，稱量韭菜單株干重。韭菜品質(zhì)指標的測定：采用蒽酮比色法［7］測定可溶性糖含量，采用考馬斯亮藍G-250染色法［8］測定可溶性蛋白質(zhì)含量，采用95%乙醇浸提法［9］測定葉片葉綠素含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用WPS Excel軟件進行數(shù)據(jù)整理和作圖，圖表中數(shù)據(jù)均為平均值±標準誤；用SPSS 17.0軟件進行顯著性分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施用量生物有機肥處理對韭菜生長指標及產(chǎn)量的影響

2.1.1 不同施用量生物有機肥處理對韭菜形態(tài)指標的影響由圖1可看出，與對照相比，增施500、1000 kg/667 m2生物有機肥的韭菜長勢更好，韭菜分蘗數(shù)明顯增加。

圖1 不同施用量生物有機肥處理對韭菜的生長狀況影響

由圖2 可知，與對照相比，生物有機肥的施用促進了韭菜單株莖粗的增長，增幅為11.90%～33.03%，其中增施1000 kg/667 m2生物有機肥處理的韭菜莖粗較對照差異顯著（圖2A）。此外，與對照相比，生物有機肥的施用還促進了韭菜植株增高，株高增幅為7.22%～10.04%，施用1000 kg/667 m2生物有機肥處理的較對照差異顯著，但施用500 kg/667 m2的與對照差異不顯著（圖2B）。

圖2 不同施用量生物有機肥處理對韭菜單株莖粗和株高的影響

從圖3可知，與對照相比，施用生物有機肥會降低韭菜葉片數(shù)，施用量越高則下降幅度越大，但2個處理較對照差異均不顯著（圖3A）。不同施用量生物有機肥處理均顯著增加了韭菜葉長，500、1000 kg/667 m2施用量處理較對照的增幅分別為21.10%、24.42%（圖3B）。不同施用量生物有機肥處理對韭菜葉寬有顯著影響，500、1000 kg/667 m2施用量處理較對照的增幅為17.29%、36.60%（圖3C）。由此可知，不同施用量生物有機肥處理均明顯增加了韭菜葉片葉長、葉寬，但對單株韭菜葉片數(shù)的影響較小。

圖3 不同施用量生物有機肥處理對韭菜葉片數(shù)、葉長及葉寬的影響

2.1.2 不同施用量生物有機肥處理對韭菜分蘗數(shù)的影響由圖4可看出，與對照相比，不同施用量生物有機處理可顯著增加韭菜分蘗數(shù)，500、1000 kg/667 m2施用量處理較對照的增幅分別為80.77%、103.85%?？梢?，增施生物有機肥對促進韭菜分蘗的效果明顯。

圖4 不同施用量生物有機肥處理對韭菜分蘗數(shù)的影響

2.1.3 不同施用量生物有機肥處理對韭菜單株干鮮重及含水量的影響由表1可知，與對照相比，500、1000 kg/667m2的生物有機肥施用量處理均顯著增加了韭菜單株單株重，增加幅度分別為39.38%、45.53%，但2個處理之間無顯著差異。與對照相比，500、1000 kg/667 m2的生物有機肥施用量處理均顯著增加了韭菜地上部和根系的鮮重和干重，鮮重較對照增幅分別為96.79%、102.67%和70.09%、104.27%；干重較對照增幅分別為85.53%、80.26%和78.38%、91.89%。與對照相比，500、1000 kg/667 m2的生物有機肥施用量處理均顯著增加了韭菜地上部含水量，但影響不顯著。

表1 不同施用量生物有機肥處理對韭菜單株干鮮重及含水率的影響

2.1.4 不同施用量生物有機肥處理對韭菜產(chǎn)量的影響由圖5A可知，與對照相比，500、1000 kg/667 m2的生物有機肥施用量處理均顯著增加了每穴韭菜地上部生物量，分別是對照生物量的3.55、4.12倍，但此2個生物有機肥處理間差異不顯著。

由圖5B可看出，相比對照，500、1000 kg/667 m2生物有機肥施用量處理均顯著增加了韭菜產(chǎn)量，其增幅分別為93.70%、99.89%，且此2個生物有機肥處理間差異不顯著。

圖5 不同施用量生物有機肥處理對每穴韭菜生物量和產(chǎn)量的影響

結(jié)合表1可知，無論是每穴地上部生物量和單株地上部、根部的鮮重、干重，不同施用量生物有機肥處理的均明顯高于對照。因而，增施生物有機肥可明顯促進韭菜增產(chǎn)。

2.2 不同施用量生物有機肥處理對韭菜葉片色素含量的影響

由表2看出，相比于對照，無論是韭菜的葉綠素a(Chl a)、葉綠素b(Chl b)還是總?cè)~綠素(Chl a+Chl b)含量，500、1000 kg/667 m2生物有機肥施用量處理的均有明顯提升，1000 kg/667 m2生物有機肥施用量處理與對照相比差異達到顯著水平，但2個處理間差異不顯著。其中，較對照處理，2個處理Chl a含量的增幅為15.02%、24.62%；Chl b含量的增幅分別為15.38%、30.00%；總?cè)~綠素含量的增幅分別為15.12%、26.13 %。

表2 不同施用量生物有機肥處理對韭菜葉片色素含量的影響

與對照相比，不同施用量的生物有機肥處理會降低Chl a/Chl b，其中施用1000 kg/667 m2生物有機肥的下降顯著。不同施用量生物有機肥處理的類胡蘿卜素含量較對照均顯著增加，增幅分別為17.08%、30.25%。

2.3 不同施用量生物有機肥處理對韭菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

不同生物有機肥施用量對韭菜品質(zhì)也有明顯影響。由圖6A可知，與對照相比，不同生物有機肥處理均明顯增加了韭菜的可溶性糖含量，施用500、1000 kg/667 m2生物有機肥處理的增幅為20.55%、40.35%，其中1000 kg/667 m2生物有機肥施用量與對照相比的差異達顯著水平。此外，不同生物有機肥處理還顯著增加了韭菜的可溶性蛋白質(zhì)含量，增幅分別為114.60%、191.89%（圖6B）。因此，施用生物有機肥有利于提高韭菜營養(yǎng)品質(zhì)。

圖6 不同施用量生物有機肥處理對韭菜可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

2.4 不同施用量生物有機肥處理與韭菜生長指標、品質(zhì)指標的相關(guān)性

由表3可知，生物有機肥施用量與韭菜的莖粗、株高、葉長等生長指標具有線性相關(guān)關(guān)系。其中，生物有機肥施用量與莖粗、葉長、葉寬呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)分別是0.659、0.717、0.872；與株高呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.438；而與根長呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.479。生物有機肥施用量與葉片數(shù)之間存在一定的負相關(guān)關(guān)系，但是未達到顯著水平。由此可知，韭菜的莖粗、株高、葉長、葉寬等生長指標均隨著生物有機肥施用量的增加而增加。

表3 不同生物有機肥施用量與韭菜生長指標 相關(guān)性分析結(jié)果

由表4可知，生物有機肥施用量與韭菜生物量、產(chǎn)量指標均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，但與根部含水量無明顯相關(guān)關(guān)系。

表4 不同生物有機肥施用量與韭菜生物量、產(chǎn)量 相關(guān)性分析結(jié)果

由表5可知，生物有機肥施用量與韭菜可溶性蛋白質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)為0.920；而生物有機肥施用量與韭菜可溶性糖含量間無明顯相關(guān)性。

表5 不同生物有機肥施用量與韭菜品質(zhì)指標 相關(guān)性分析結(jié)果

3 討論

本研究表明，施用生物有機肥能夠促進韭菜的生長，具體表現(xiàn)在明顯改善韭菜的株高、莖粗、葉長、葉寬等生理指標，促進韭菜干物質(zhì)積累，提高葉綠素、類胡蘿卜素含量。本研究中，500和1000 kg/667 m2生物有機肥施用量處理的韭菜生長狀況均明顯優(yōu)于對照，且1000 kg/667 m2生物有機肥施用量處理的效果更佳（圖2、圖3）。李偉明等［10］在水芹上的研究表明，施用生物有機肥能夠顯著增加水芹株高和單株鮮重。韋忠等［11］在煙株上的研究表明，通過施用生物有機肥，煙株的鮮葉質(zhì)量和葉片干物質(zhì)積累明顯增加，這與本研究結(jié)果相似。這可能是由于施用生物有機肥后，土壤中有機質(zhì)含量的增加，改良了土壤，促使土壤理化性狀的改變，有利于作物根系的伸展和對養(yǎng)分的吸收［12］，從而使得韭菜生長健壯，因而具有較好的形態(tài)指標。

韭菜的分蘗數(shù)與品種、植株年齡有密切關(guān)系，影響韭菜分蘗數(shù)的主要因素是植株的營養(yǎng)狀況。韭菜的地下部與地上部是相互促進、相互依存的［13］，若韭菜根系生長健壯，則其莖葉也相應(yīng)的茂密繁盛，莖葉的生長旺盛和增強同化作用也可促進根系健壯生長，從而促使韭菜具有更多的分蘗，進而獲得高產(chǎn)。施用生物有機肥可達到促進作物生長、增產(chǎn)、改善品質(zhì)的目的［14］。因為生物有機肥可有效促進有益微生物的生命活動和繁殖，改善土壤環(huán)境，提高土壤肥力，更利于根系的活動和生長，使植株對養(yǎng)分的吸收利用更充分有效。宋以玲等［15］研究表明，在油菜上使用生物有機肥能顯著提高油菜產(chǎn)量；張鳳英等［16］研究表明生物有機肥可增加大棚西瓜單果重，這都與本試驗中施用生物有機肥能促進韭菜分蘗，有利于韭菜干物質(zhì)積累，進而提高韭菜產(chǎn)量的結(jié)果相似。

光合色素是光合作用的基礎(chǔ)，合理施肥有利于作物根系生長、發(fā)育，且對根系在土壤中吸收營養(yǎng)［17］有促進作用。此外，施肥能促進光合色素的合成，加強光合作用，這都有利于有機物的積累［18］。高等植物在光合反應(yīng)中吸收的光能色素主要為葉綠素，而反映植物葉片光合能力的一個重要指標就是植物葉片中的葉綠素含量［19］。本試驗中2組處理均有提高韭菜葉片葉綠素含量的趨勢，且同時能顯著降低葉綠素a/b。這與李蒙等［20］報道的生物有機肥可顯著提高番茄幼苗葉片中葉綠素含量，增強葉片光合作用，從而有利于番茄幼苗生長發(fā)育的研究結(jié)果一致。

可溶性糖含量是植物體內(nèi)體現(xiàn)同化物含量高低方面的重要指標，也是影響作物能否高產(chǎn)的重要因素之一［21］。本試驗中2個生物有機肥處理均增加了韭菜可溶性糖含量，其中1000 kg/667 m2處理與對照相比差異達顯著水平，但相關(guān)性表明生物有機肥施用量與可溶性糖含量無明顯相關(guān)性影響，這一結(jié)果與鄒德龍等［22］研究的生物有機肥對胡蘿卜甜度影響較小的結(jié)果相似。本試驗中不同用量生物有機肥對韭菜可溶性蛋白質(zhì)含量均有顯著增加的作用，這與張艷紅等［23］在大葉芹上的研究結(jié)果一致。因此，施用生物有機肥可明顯改善韭菜的營養(yǎng)品質(zhì)。

4 結(jié)論

增施生物有機肥可促進韭菜植株生長，改善株高、莖粗、葉寬、葉長等形態(tài)指標，獲得更好的商品價值；提升韭菜生物量并促進韭菜分蘗數(shù)從而增加產(chǎn)量；增加韭菜葉片葉綠素含量和類胡蘿卜素含量，促進葉片光合作用提高食用價值。此外，施用生物有機肥可顯著增加韭菜的可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量。綜合韭菜植株的生長指標和營養(yǎng)品質(zhì)指標來看，施用1000 kg/667 m2生物有機肥處理對促進韭菜植株的生長發(fā)育、提高產(chǎn)量和改善韭菜營養(yǎng)品質(zhì)的效果最佳。