生物有機肥對蘋果幼苗生長及生理特性的影響

魏寶融 李發(fā)康 繆平 王楨予

摘 要： 【目的】目前化學肥料過量的使用已對環(huán)境造成了極大的危害，生物有機肥的合理使用成為了新的趨勢。蘋果幼苗生長過程中施加生物有機肥可以促進幼苗的生長，為明確施加不同肥料對蘋果幼苗的生物量和生理特性的影響而進行了該項試驗?！痉椒ā坎捎?年生‘煙富10號蘋果幼苗為試驗材料，設置4個處理，CK單一施加化學肥料，T1單一施加微生物菌肥，T2單一施加牛糞，T3混合施加50%菌肥+50%牛糞?！窘Y果】施加有機肥可以增加蘋果幼苗株高、根長、百葉重，T3處理后株高、根長、百葉重、葉面積均為最高，較CK分別增長了12.55%、26.09%、9.88%，但葉面積無明顯差異；施加有機肥可以促進蘋果幼苗促進N和K的吸收，較CK分別增加了8.33%和14.75%，P含量無明顯變化；施加有機肥可以還可以降低MAD含量，T3處理后，MAD含量較CK含量降低了41.56%；施加有機肥后可以提高葉片SPAD值，增加相關酶活性和根系活力，T3處理后，SPAD值、POD活性、CAT活性、SOD活性和根系活力均為最高，較CK分別增高了10.75%、34.04%、36.65%、19.95%、20.40%。而T1和T2處理后對蘋果幼苗的生物量及理化特性的影響次之?！窘Y論】施加菌肥和有機肥后，可以增強幼苗根系的吸收、合成以及氧化還原能力，以獲得更多的營養(yǎng)物質并提供給地上部分。

關鍵詞： 蘋果幼苗；生物有機肥；生物量；生理特性

文章編號：2096-8108（2023）01-0033-05 ?中圖分類號：S661.1 ?文獻標識碼：A

Effects of Biological Organic Fertilizers on Growth and

Physiological Characteristics of Apple Seedlings

WEI Baorong， LI Fakang， MIU Ping， WANG Zhenyu

（Gansu Construction Investment Ecological Construction Group Co.， Ltd.，Lanzhou 730050，China）

Abstract： 【Objective】At present， the excessive use of chemical fertilizers has caused great harm to the environment， and the rational use of biological organic fertilizers has become a new trend. The application of bioorganic fertilizers during the growth of apple seedlings can promote the growth of the seedlings. The experiment was conducted to determine the effects of different fertilizers on the biomass and physiological characteristics of apple seedlings.【Methods】 One-year-old ‘ Yanfu 10 apple seedlings were used as experimental materials， and four treatments were set up. CK was applied with chemical fertilizer alone， T1 was applied with microbial fertilizer alone， T2 was applied with cow dung alone， and T3 was mixed with 50% bacterial fertilizer + 50% cow dung.【Results】The results showed that the application of organic fertilizer could promote the plant height， root length and hundred leaf weight of apple seedlings. After T3 treatment， the plant height， root length， hundred leaf weight and leaf area were the highest， which increased by 12.55%， 26.09% and 9.88% respectively compared with CK， but there was no significant difference in leaf area. The application of organic fertilizer could promote the absorption of N and K in apple seedlings， which increased by 8.33% and 14.75% respectively compared with CK， and there was no significant change in P content. The application of organic fertilizer can also reduce the content of MAD. After T3 treatment， the content of MAD decreased by 41.56% compared with CK. The application of organic fertilizer could increase the SPAD value of leaves， increase the activity of related enzymes and root activity. After T3 treatment， SPAD value， POD activity， CAT activity， SOD activity and root activity were the highest， which were 10.75%， 34.04%， 36.65%， 19.95% and 20.40% higher than CK， respectively. The effects of T1 and T2 treatments on the biomass and physicochemical properties of apple seedlings were secondary.【Conclusion】The application of bacterial fertilizer and organic fertilizer can enhance the absorption， synthesis and oxidation reduction capacity of seedling root， so as to obtain more nutrients and provide them to the aboveground part.

Keywords： apple seedling; bio-organic fertilizer; biomass; physiological characteristics

目前化學肥料過量的使用已對環(huán)境造成了極大的危害[1-2]。生物有機肥的合理使用成為了新的趨勢，生物有機肥不僅含有供生長所需的三大元素，并含有蛋白質、維生素以及生長所需的微量元素[3]。近年來，微生物菌肥和生物有機質肥成為國內外專家們研究的熱點，以生防真菌、細菌、放線菌等為主要有效成分的微生物菌肥[4]，結合以秸稈、禽畜糞肥等為主的生物有機肥，利用生防微生物對作物促進生長及對病原微生物的抑制和對根際環(huán)境的改善等作用[5-7]，以及生物有機肥對土壤改善作用、對水體污染小等作用，將逐漸取代高殘留高污染的化學肥料[8]。

蘋果幼苗生長過程中施加生物有機肥可以促進幼苗的生長，于會麗等[9]研究表明：生物有機肥增加蘋果幼苗的株高和根長并增加蘋果幼苗抗逆性、促進養(yǎng)分吸收利用。蘋果幼苗葉片內丙二醛（MAD）含量越低，則抗逆性越強。通過測定蘋果葉片中的MAD含量，可以明確幼苗的抗逆性變化。主春福[10]通過對蘋果幼苗施加生物炭，發(fā)現施加后促進幼苗的根系生長，并減小磷的損失。楊瑞等[11]研究表明：一定濃度的木霉T6生物菌肥處理蘋果砧木幼苗后，與不施加肥料的對照相比幼苗的地徑、葉片數均顯著增加，此外葉片的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）和可溶性蛋白顯著增高。生物有機肥不但促進植株生理生長，而且還可以改善環(huán)境，如于會麗等[9]研究表明：施加生物有機肥可以促進土壤微生物多樣性；康勇建[12]在燕麥大田中施加生物有機肥處理后，結果表明：施加有機肥可以提高土壤中的酶活性、有效N、P、K的含量來改善土壤肥力等。目前很多學者僅研究了施加單一的生物有機肥對作物的影響作用，但對生物菌肥的混合施加研究較少，為了減少化學肥料對土壤和水體的高污染、高殘留，以及施加菌肥和有機肥對蘋果幼苗產生的促進作用，本研究以施加普通化肥為對照，通過施加不同的生物菌肥、天然有機肥以及混合施加菌肥和有機肥為不同處理，測量蘋果幼苗的部分生物量、相關生理生化指標的影響，以期為后續(xù)研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地基本情況

試驗于2021年5月在甘肅省平涼市靈臺縣（黃河流域平涼市靈臺縣林草生態(tài)扶貧建設項目獨店鎮(zhèn)姚景項目區(qū)經濟林建設一期工程）進行，靈臺縣位于甘肅省東南部，地理坐標為東經107°00′～107°57′，北緯34°54′～35°14′，地處黃土高原，氣候為溫帶大陸性氣候，年平均氣溫9.4 ℃，年日照時數為2 254.5 h，日照百分率為51%，年降水量為586.3 mm。

1.2 供試材料

供試幼苗：1年生‘煙富10號蘋果幼苗。

供試肥料：當地市場購買山東奧寶化工集團有限公司生產的復合肥料（N-P 2O 5-K 2O 總養(yǎng)分≥45% 14-16-15）、山東榮華生物科技有限公司生產的微生物菌肥-菌營一號（有效活菌數≥5.0億/g 有效菌種名稱：膠凍樣類芽孢桿菌、植物乳桿菌、枯草芽孢桿菌、哈茨木霉菌）和腐熟牛糞。

1.3 試驗方法

試驗設計為田間小區(qū)試驗，每個田間小區(qū)為10 m2，每個小區(qū)內10株試驗蘋果幼苗，以每kg土施入肥料為標準

共設置4個處理，CK：化學肥料100 g，T1：微生物菌肥100 g，T2：牛糞100 g，T3：50%微生物菌肥100 g+50%生物有機肥100 g。每個處理重復3次。按照不同濃度施加處理肥料，在蘋果幼苗地面東西南北4個方位挖4個直徑約為20 cm，深度為20 cm的坑用于施加肥料，肥料施加量約為11.2 kg/m2。

1.4 樣品的采集及測定

1.4.1 樣品采集

各處理幼苗植株、葉片均采集生長一致的‘煙富10號蘋果幼苗。5月15日第1次采樣，采集幼苗植株（含根系），一部分用于測定株高、根長，另一部分將根取下用蒸餾水清洗干凈并保存至4℃冰箱，用于測量根系活力；6月15日第2次采樣，采集一批新鮮健康的枝條，采集后迅速將葉片取下，一部分馬上測量葉片的葉片SPAD值，另一部分保存到4 ℃冰箱用于測定葉面積、百葉鮮重，最后一部分密封保存至-80 ℃冰箱測定葉片中的丙二醛（MAD）含量、酶活性；7月14日第3次采樣，采集一些新鮮的葉片，一部分保存至4 ℃冰箱中，用于測量葉片中可溶性蛋白含量，另一部分將其烘干并研磨，測量葉片中的氮、磷、鉀含量。

1.4.2 樣品測定

株高與根長均采用卷尺測量，葉面積掃描后采用CAD軟件測量[13]，葉片鮮重采用電子天平測量，葉片MAD采用MAD 測定試劑盒分光光度法測定（購買于上海通蔚實業(yè)有限公司），葉片SPAD值采用SPAD-502儀測定，根系活力測定采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法[14]。氮、磷、鉀含量都用火焰原子吸收光譜法測定[15]，過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶活性（SOD）都通過酶活性試劑盒測定（北京索萊寶科技有限公司），可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍G-250染色法測定[16]。

1.5 數據整理與分析

數據采用Microsoft Excel 2016分析，并使用SPSS 26.0統計軟件對數據進行方差分析并做差異顯著性檢驗（Duncan）氏新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對蘋果幼苗生物量的影響

向蘋果幼苗施加生物有機肥均對其株高、根長、百葉鮮重、葉面積等生物量份均有促進作用。由表1可得出：與CK相比，T1、T2、T3處理后蘋果幼苗的生物量指標均高于CK。其中T3處理后，蘋果幼苗的株高、根長顯著高于CK、T1、T2處理，株高和根長分別較CK增長了12.55%、26.09%；蘋果幼苗的百葉鮮重顯著高于CK，較CK增長了9.88%，但與T1、T2相比差異不顯著；4種處理方式處理后蘋果幼苗的葉面積大小排序為T3>T2>T1>CK，但各處理間差異不顯著。T3處理的效果最好，生物量指標均高于其他處理，其株高、根長、百葉鮮重、葉面積分別為102.09 cm、49.20 cm、51.38 g、20.46 cm2。

2.2 不同處理對蘋果幼苗葉片MAD含量和SPAD值的影響

相較于化學肥料，施加生物有機肥后蘋果幼苗葉片中的丙二醛（MAD）含量顯著降低。由圖1可看出：通4種不同方式處理后，蘋果葉片中的MAD含量由高到低為CK>T1>T2>T3，其中T3處理后，其MAD含量最低為6.35 nmol/g，較T1顯著降低，與T2無顯著差異，T1與T2相比無顯著差異，MAD含量分別為8.04 nmol/g、7.65 nmol/g。CK處理后，其MAD含量最高為10.86 nmol/g；與CK相比，其他3種處理MAD含量均顯著降低，T1、T2、T3處理后MAD含量分別降低了26.00%、29.59%、41.56%。相較CK而言，向蘋果幼苗施加不同生物有機肥可以不同程度上使葉片的SPAD值增大。由圖2可得：與CK相比，T3處理后葉片的SPAD值最大且差異最顯著，SPAD值增加了10.75%；T1和T2處理后的葉片SPAD值相差無幾，但二者與CK也有顯著的差異，SPAD值分別增加了5.39%、5.28%。與T1和T2相比，T3處理后蘋果葉片的SPAD值也顯著增加。通過4種處理方式后，蘋果幼苗葉片中的SPAD值的大小排序為T3（60.99） > T1（58.04） > T2（57.98） > CK（55.07）。

2.3 不同處理對蘋果葉片氮、磷、鉀含量的影響

相較于對照而言，施加微生物菌肥和生物有機肥后，蘋果幼苗葉片中的氮磷鉀含量均有不同的變化。由圖3（A、B、C）可知T3處理后，葉片中的氮含量和鉀含量最高，分別達到1.92%、1.83%，較對照增加了8.33%和14.75%，T1處理后其氮含量和鉀含量次之，分別為1.86%、1.78%，也顯著高于對照處理，而對照處理后葉片的氮含量和鉀含量最低；較對照而言不同處理后葉片中的磷含量沒有顯著的差異，其葉片中的磷含量T1為0.23%、T2為0.24%、T3為0.23%、T4為0.22%。

2.4 不同處理對蘋果相關酶活性及可溶性蛋白含量的影響

相較于化學肥料而言，施加微生物菌肥和生物有機肥可以使蘋果幼苗葉片中的POD活性、CAT活性、SOD活性以及可溶性蛋白含量不同程度的增加。由表2可知，CK處理后，葉片中的POD活性、CAT活性、SOD活性均最低，分別為68.27 U/g、46.38 U/g、53.21 U/g，而T3處理后，葉片中的POD活性、CAT活性、SOD活性最高，比CK分別增加了34.04%、36.65%、19.95%；相較于T2處理，T1處理后葉片中的POD活性增加了12.48%；SOD活性略高，但無顯著變化；而CAT活性降低，但不顯著。不同肥料處理后，蘋果葉片中的可溶性蛋白有較大變化，T3處理后，葉片中的可溶性蛋白最高，為50.26 mg/g，T2次之其含量為49.38 mg/g，CK最低其含量為36.51 mg/g，較CK處理而言，T3和T2處理后可溶性蛋白分別提高了27.36%和26.06%。

2.5 不同處理對蘋果幼苗根系活力的影響

施加不同的生物有機肥后，蘋果幼苗根部的根系活力都有不同程度的提高。由圖4可知，T3處理后的蘋果幼苗的根系活力最高，T2次之，CK處理的根系活力最低，其根系活力分別為108.82 μg/g/h、98.18 ?μg/g/h、90.38 μg/g/h。T1和T2處理的蘋果幼苗根系活力無顯著差異，但較T1、T2處理，T3處理的根系活力顯著增大。相較于CK，T3處理的根系活力增加了20.40%，T2和T1處理的根系活力分別增加了8.63%、7.50%。

3 討論與結論

本研究通過對比施加單一生物有機肥和混合兩種生物有機肥對蘋果幼苗的影響，結果表明，混合施加微生物菌肥和牛糞后，對蘋果幼苗的生物量有顯著的促進作用，能促進蘋果葉片中吸收更多的氮和鉀元素，并且有效的降低了葉片中MAD的含量，以增強蘋果幼苗的抗逆性，顯著增加葉片的SPAD值和根系活力，提高了蘋果幼苗葉片中的POD活性、CAT活性、SOD活性，從而促進蘋果幼苗葉片的生長，使幼苗根系從土壤中獲取更多的營養(yǎng)物質。

生物有機肥即能提供作物生長所需的N、P、K元素、微量元素、可溶性蛋白等營養(yǎng)物質，N、P、K元素是植物賴以生存的重要元素，對作物的株高、根長等生物量都有一定的促進作用。王璐[17]等通過混合施加秸稈、牛糞、生物炭3種有機肥使蘋果幼苗

的株高、根長等生物量顯著高于施加化肥和單施有機肥的處理，這與本研究結果相似。王磊[18]研究表明：利用活性成分為解淀粉芽孢桿菌的生物有機肥后，蘋果顯著增產，產量相較不施加肥料和施加化肥分別增加490.4%、106.8%。本研究結果表明：相較對照處理，其他處理的結果中N和K的含量均不同程度的增加，從而能提供蘋果幼苗所需的營養(yǎng)物質。然而楊倩[19]等研究表明：施加一種微生物菌肥對甜高粱的幼苗生長及抗逆境耐受性均沒有明顯影響，但是灌根處理對甜高粱的生長有著顯著的促進作用。本試驗在施加生物有機肥后，蘋果幼苗的葉面積沒有顯著變化，P元素的含量各處理間沒有顯著的差異，這可能和施肥方式以及施肥量有一定的關系。

植物葉片是進行光合作用的主要場所，葉綠素是光合作用中最重要的光合色素，葉片的生長影響植物整個植株的生長發(fā)育[20]。相關研究表明：葉片SPAD值與葉綠素含量呈正相關[21]。本研究表明：混合施加菌肥和有機肥后，蘋果葉片中的SPAD值顯著增加，說明葉片中的葉綠素含量隨之增加，從而可以促進葉片的光合作用，進而促進蘋果幼苗的生長發(fā)育，這一結果與于會麗等[9]研究結果一致。丙二醛（MAD）是植物在逆境條件下的一種細胞產物，其含量可以體現植物在逆境中受傷害的程度，進而反映出植物抗逆性的強弱[22]。本試驗結果表明：與施加化學肥料相比，混合施加菌肥和牛糞可以有效降低葉片中MAD的含量，即可以降低蘋果葉片在逆境中遭受的傷害，從而在逆境中保護蘋果葉片正常生長。過氧化物酶、過氧化氫酶和超氧化物歧化酶是植物在逆境條件下的酶促防御系統的關鍵酶，三者可以相互協調，清除植物體內過剩的自由基，從而增加植物的抗逆性[23]。本試驗結果表明：相較于施加化學肥料而言，混合施加菌肥和牛糞可以顯著的增加葉片中的過氧化物酶、過氧化氫酶以及超氧化物歧化酶，從而清除葉片中過剩的自由基，提高蘋果葉片在逆境中的抵御能力，這與楊瑞等[11]研究結果一致。根系是植物吸收水分和獲取營養(yǎng)物質的第一通道，根系活力則是植物根系的吸收、合成、氧化還原等諸多能力的綜合體現，是直接反映植物生長能力的重要指標[24]。本試驗結果表明：混合施加菌肥和牛糞后蘋果幼苗的根系活力顯著增強，較對照增強了20.4%。施加菌肥和有機肥后，可以增強幼苗根系的吸收、合成以及氧化還原能力，獲得更多的營養(yǎng)物質并提供給地上部分。

本研究可能在施肥方式、施肥量、施加有機肥種類和混合施加有機肥等方面有

需要進一步改進的地方

，但給施加不同種類有機肥對果樹幼苗的影響等研究提供了理論依據和參考。今后需對施加效果在后期蘋果產量及蘋果品質等方面的影響做進一步研究。

參考文獻

[1] ?張?zhí)镆?，孫煒琳，王瑞波.化肥零增長行動對農業(yè)污染的減量貢獻分析——基于GM（1，1）模型及脫鉤理論[J].長江流域資源與環(huán)境，2020，29（1）：265-274.

[2] 朱占玲，夏營，劉晶晶，等.山東省蘋果園磷素投入調查及磷環(huán)境負荷風險分析[J].園藝學報，2017，44（1）：97-105.

[3] 賈樂，金銘，代夢桃，等.生物有機肥作用的研究進展[J].農村經濟與科技，2017，28（13）：42-43.

[4] 程鴻燕，張大琪，黃斌，等.微生物菌肥對熏蒸劑處理后土壤微生態(tài)的影響研究進展[J].農藥學學報，2020，22（5）：734-741.

[5] 李玉奇，辛世杰，奧巖松.微生物菌肥對溫室黃瓜生長、產量及品質的影響[J].中國農學通報，2012，28（1）：259-263.

[6] BURNS R G，DEFOREST J L，MARXSEN J，et al.Soil enzymes in a changingenvironment：current knowledge and future directions[J].Soil Biol Biochem， 2013，58：216-234.

[7] 陳偉，周波，束懷瑞.生物炭和有機肥處理對平邑甜茶根系和土壤微生物群落功能多樣性的影響[J].中國農業(yè)科學，2013，46（18）：3850-3856.

[8] 劉聰.中國農業(yè)化肥面源污染的成因及負外部性研究[D].浙江大學，2018.

[9] 于會麗，徐變變，徐國益，等.生物有機肥對蘋果幼苗生長、生理特性以及土壤微生物功能多樣性的影響[J].中國農學通報，2022，38（1）：32-38.

[10] ?主春福，劉晶晶，劉春鈴，等.生物炭對M9T337蘋果幼苗生長和磷素吸收及損失的影響[J].中國果樹，2022（5）：39-42.

[11] 楊瑞，趙國康，張樹武，等.木霉T6生物菌肥對蘋果砧木M9T337幼苗生長的促進作用[J].中國果樹，2022（5）：34-38.

[12] 康勇建，趙寶平，孫雯，等.化肥減施配合生物有機肥對土壤特性和燕麥產量的影響[J].中國農學通報，2021，37（11）：59-64.

[13] 張小東，楊亞麗，邢瑜，等.不同施肥方式對蘋果生長發(fā)育的影響及經濟效益分析[J].果樹資源學報，2020，1（2）：4-6.

[14] 郭志剛.鉀對黃土高原旱塬區(qū)元帥蘋果糖酸代謝調控機理研究[D].甘肅農業(yè)大學，2021.

[15] 黃婉莉，張朝坤，康仕成，等.氮磷鉀配比施肥對番石榴生長發(fā)育和果實品質的影響[J].南方農業(yè)學報，2022，53（5）：1288-1295.

[16] 趙世杰，史國安，董新純，等.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農業(yè)科學技術出版社，2002：84-143.

[17] 王璐，朱占玲，劉照霞，等.多種有機物料混施對蘋果幼苗生長、氮素利用及土壤特性的影響[J].水土保持學報，2021，35（5）：362-368.

[18] 王磊.施用生物有機肥對蘋果產量和果園土壤生物性狀的影響[D].南京農業(yè)大學，2017.

[19] 楊倩，柴文娟，張春林，等.一種微生物菌肥對甜高粱種子萌發(fā)、幼苗生長和抗逆能力的影響[J].內蒙古農業(yè)大學學報（自然科學版），2013，34（6）：102-109.

[20] 何蕓雨，郭水良，王喆.植物功能性狀權衡關系的研究進展[J].植物生態(tài)學報，2019，43（12）：1021-1035.

[21] 賈朋，羅樹凱，王方.3種木蘭科植物葉片SPAD值的分布特征及其與葉綠素含量的關系[J].廣東園林，2022，44（2）：85-89.

[22] 謝志玉，張文輝，劉新成.干旱脅迫對文冠果幼苗生長和生理生化特征的影響[J].西北植物學報，2010，30（5）：94-100.

[23] 梁艷榮，胡曉紅，張潁力，等.植物過氧化物酶生理功能研究進展[J].內蒙古農業(yè)大學學報（自然科學版），2003（2）：110-113.

[24] 郭建榮，鄭聰聰，李艷迪，等.NaCl處理對真鹽生植物鹽地堿蓬根系特征及活力的影響[J].植物生理學報，2017，53（1）：63-70.