微生物菌肥對結(jié)球生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

摘 要：針對京郊結(jié)球生菜生產(chǎn)中化肥用量偏多的問題，以北京地區(qū)春大棚結(jié)球生菜為研究對象，通過設(shè)置常規(guī)施肥（T1）、減氮施肥（T2）和微生物菌肥部分替代化肥（T3）3個處理，探究微生物菌肥部分替代化肥對結(jié)球生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，與常規(guī)施肥相比，減氮施肥阻礙了結(jié)球生菜的生長，降低了產(chǎn)量，而微生物菌肥部分替代化肥促進了結(jié)球生菜的生長，顯著提升了結(jié)球生菜的單株質(zhì)量和產(chǎn)量，改善了結(jié)球生菜的品質(zhì)，顯著降低了硝酸鹽含量，提升維生素C含量。T3處理投入養(yǎng)分最少，但是N肥偏生產(chǎn)力達到了730.92 kg/kg，較T1提高了57.17%。因此，施加微生物菌肥，不僅能減少化肥投入，而且能夠提升結(jié)球生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，可以作為京郊結(jié)球生菜生產(chǎn)中推薦施肥的措施之一。

關(guān)鍵詞：微生物菌肥；減氮施肥；結(jié)球生菜；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S636.2 文獻標志碼：A 文章編號：1008-1038（2024）10-0047-05

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2024.10.009

Effects of Microbial Fertilizer on Yield and Quality of Head Lettuce

NIE Qing NIE Xiaohong SHI Yantong LI Ting LI Yunfei ZHANG Xueer QU Mingshan

（1. Beijing Agricultural Technology Extension Station， Beijing 100029， China; 2. Beijing Shunyi District Agricultural Technology Integrated Service Center， Beijing 101300， China; 3. China Agricultural University， Beijing 100094， China）

Abstract： In view of the problem of excessive amount of chemical fertilizer in the production of lettuce in Beijing suburbs， the effects of partial replacement of chemical fertilizer by microbial fertilizer on the yield and quality of head lettuce in spring greenhouse in Beijing were studied by setting three treatments： conventional fertilization（T1）， nitrogen reduction fertilization（T2） and partial replacement of chemical fertilizer by microbial fertilizer（T3）. The results showed that compared with conventional fertilization， nitrogen reduction fertilization hindered the growth of head lettuce and reduced the yield. The partial replacement of chemical fertilizer by microbial fertilizer promoted the growth of head lettuce， and significantly increased the mass per plant and yield of lettuce. T3 treatment improved the quality of head lettuce， significantly reduced the nitrate content， and increased the content of vitamin C. The total nutrient input of T3 treatment was the least， and the N partial productivity reached 730.92 kg/kg， which was 57.17% higher than that of T1. Therefore， the microbial fertilizer part of the chemical fertilizer， not only reduced the input of chemical fertilizer nutrients， but also increased the yield of head lettuce， improved product quality， could be used as one of the recommended fertilization measures in the production of head lettuce in the suburbs of Beijing.

Keywords： Microbial fertilizer; nitrogen reduction fertilization; head lettuce; yield; quality

生菜是葉用萵苣的俗稱，屬于菊科萵苣屬。結(jié)球生菜又稱結(jié)球萵苣、圓生菜等，富含蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸、多種礦物質(zhì)和粗纖維等，是一種營養(yǎng)價值較高的葉用蔬菜[1]。近年來，北京地區(qū)結(jié)球生菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，已成為京郊葉類蔬菜生產(chǎn)的主要品種之一，2020年北京地區(qū)生菜種植面積達4 066 hm2，占蔬菜總播種面積的10.7%[2]。但是在生菜生產(chǎn)過程中，過量施肥問題較為普遍[3-5]，造成作物品質(zhì)降低、硝酸鹽含量增加[6-8]，同時導(dǎo)致資源浪費，誘發(fā)農(nóng)田氨揮發(fā)、氮磷流失等化肥污染類的生態(tài)環(huán)境問題[9-11]。而有研究發(fā)現(xiàn)，利用微生物菌肥部分替代化肥不僅可以提高土壤肥力，還可以減少化肥用量[10-11]。

微生物菌肥應(yīng)用于作物根區(qū)時，能活化土壤養(yǎng)分，刺激植物吸收營養(yǎng)，提高營養(yǎng)效率[12-15]。微生物菌肥在番茄上的應(yīng)用研究最多，但總體上在其他蔬菜上的應(yīng)用較少[16]。有研究表明，底肥施用微生物有機肥，可使結(jié)球生菜的死亡率明顯降低，單果質(zhì)量提高[15-17]。但目前減氮施肥和微生物菌肥部分替代化肥對結(jié)球生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)影響研究較少。本研究利用微生物菌肥部分替代化肥底肥，在春大棚結(jié)球生菜生產(chǎn)上開展試驗，以探究更有效的化肥減施措施。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2023年春季在北京市順義區(qū)興農(nóng)天力農(nóng)業(yè)園進行，試驗作物為結(jié)球生菜，品種為‘射手101’，灌溉方式為滴灌。試驗地土壤基本理化性質(zhì)見表1。

試驗用肥包括底施商品有機肥（1 t/667 m2），北京美施美生物科技有限公司，底施和追施普通復(fù)合肥（15-15-15硫酸鉀型，噴漿造粒），山東肥業(yè)有限公司；微生物菌肥（有機質(zhì)70%，有效菌種10×109個/g，礦源黃腐酸≥35%，大豆蛋白質(zhì)≥12%），北京盛世同豐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

紫外可見分光光度計，BlueStar A，北京萊伯泰科儀器股份有限公司；0.1 mg電子天平，F(xiàn)A2204N，上海菁海儀器有限公司；0.01 g電子天平，YP1002N，上海菁海儀器有限公司；電熱鼓風干燥箱，BGZ-140，上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)置3個處理，每個處理3次重復(fù)，采用隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積30 m2。結(jié)球生菜于2月開始育苗，商品有機肥于2月22日施入并進行旋耕，各處理化肥和微生物菌肥于2月27日作為基肥施入后進行旋耕整地。

結(jié)球生菜于3月1日定植，密度為5 000株/667 m2。4月7日，進行第一次追肥，4月18日，進行第二次追肥。所有處理在結(jié)球生菜蓮座期和結(jié)球期各葉面噴施2次水溶性氨基酸鈣鎂肥，其他各項栽培措施管理一致。具體施肥方案見表2。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 基礎(chǔ)土樣的采集和測定

撒施肥料之前采集耕層（0～20 cm）土壤樣品，以“S”型五點取樣法進行采集，混合均勻，用自封袋取混合好的土樣約300 g，測定土壤性質(zhì)。

1.4.2 農(nóng)藝性狀測定

株高：在收獲期用直尺直接測量植株最高點距離地面的距離。株幅：用卷尺測量收獲期結(jié)球生菜外葉最大展開的幅度。植株鮮質(zhì)量：在收獲期隨機取樣，用電子秤測定單株質(zhì)量，精確至0.1 g。產(chǎn)量：每小區(qū)取1 m2的結(jié)球生菜，稱量總鮮質(zhì)量，并計算每667 m2產(chǎn)量。葉綠素含量：在植株收獲期用葉綠素儀測定每個處理的植株葉片葉綠素含量。以上均為3次重復(fù)[17]。

1.4.3 營養(yǎng)品質(zhì)測定

硝酸鹽含量采用分光光度計比色法測定[18]；維生素C含量采用植物抗壞血酸試劑盒測定[17]；粗纖維含量采用消解法測定[18]。

1.4.4 偏生產(chǎn)力

偏生產(chǎn)力是指投入的單位肥料生產(chǎn)的作物經(jīng)濟產(chǎn)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 19.0進行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對結(jié)球生菜生長的影響

表3顯示了不同處理對結(jié)球生菜生長的影響。由表可知，T3處理的株高最大，為30.50 cm。與T1處理相比，T2處理的株高降低了2.34 cm，T3處理的株高提高了2.33 cm，但各處理間差異不顯著。株幅方面，與T1相比，T2和T3處理的株幅均有所降低，T2處理的株幅最低，平均株幅為38.90 cm，T3處理次之，平均為40.50 cm，且T2、T3與T1處理的差異性達到了顯著水平。葉片數(shù)方面，與T1相比，T2的葉片數(shù)顯著降低，但用微生物菌肥替代化肥后，T1和T3處理單顆結(jié)球生菜的葉片數(shù)一樣，為28.67片，比減氮施肥處理多4.34片，且達到了顯著水平。葉綠素含量方面，T2和T3處理均比對照低，其中以T2處理最低，平均SPAD值為36.47，比對照降低了10.24%，T3處理次之，為39.73，比對照降低了2.21%，但各處理間差異未達到顯著水平。說明與不施氮肥相比，施用復(fù)合肥和微生物菌肥都能促進結(jié)球生菜生長，對株高、株幅和葉片數(shù)都有促進作用。

2.2 不同處理對結(jié)球生菜產(chǎn)量的影響

表4顯示了不同處理對結(jié)球生菜產(chǎn)量的影響，由表可知，與對照相比，T2處理的單株質(zhì)量有所降低，但T3處理的單株質(zhì)量最高，達到了1 201.50 g/株，T1處理次之，平均單株質(zhì)量為1 165.33 g/株；T3處理較對照提高了3.10%，且與T1、T2處理的差異性均達到了顯著性水平。產(chǎn)量方面，T1和T3兩個處理的每667 m2產(chǎn)量均顯著高于減氮施肥處理的，以T3處理的最高，T1和T3處理分別較減氮施肥處理提高了21.73%和27.54%，且達到了顯著差異，但T1和T3差異不顯著，說明施用三元復(fù)合肥和微生物菌肥都能促進結(jié)球生菜增產(chǎn)，微生物菌肥部分替代化肥雖對結(jié)球生菜有增產(chǎn)作用，但與農(nóng)戶常規(guī)施用三元復(fù)合肥相比效果不顯著。

2.3 不同處理對結(jié)球生菜品質(zhì)的影響

對結(jié)球生菜品質(zhì)的影響如表5所示。

由表5可知，硝酸鹽含量方面，與對照相比，T2和T3處理都顯著降低，可見，微生物菌肥部分替代化肥后，結(jié)球生菜的硝酸鹽含量下降，基本與不施氮肥處理的硝酸鹽含量相似，與對照相比，T2和T3硝酸鹽含量分別降低了28.52%和28.20%。維生素C含量方面，與T1相比，T2處理降低2.9 mg/100 g，T3處理提高了1.9 mg/100 g，T3處理維生素C含量最高，達到了26.5 mg/100 g，且與T1、T2相比均達到了顯著差異水平。結(jié)球生菜各處理的粗纖維含量在0.33%～0.40%之間，與對照相比，各處理的粗纖維含量均有所提高，但差異不顯著。

2.4 不同處理的化肥用量和偏生產(chǎn)力

各處理化肥養(yǎng)分用量如表6所示。T2處理的氮肥用量最少，為5.2 kg/667 m²，T1處理最高，為9 kg/667 m²；T3處理的總化肥用量最少，為18.0 kg/667 m²，T1處理總化肥用量最高，為27 kg/667 m²，T3較對照總化肥用量減少33.3%。T3處理氮、磷、鉀養(yǎng)分的偏生產(chǎn)力都達到最高，偏生產(chǎn)力均達到730.92 kg/kg，即每1 kg化肥產(chǎn)出的結(jié)球生菜產(chǎn)量更高，N肥偏生產(chǎn)力較對照和T2處理分別提高了57.17%和10.54%；PO和KO偏生產(chǎn)力分別較對照和T2處理提高了57.17%和91.32%。

3 討論與結(jié)論

蔬菜生產(chǎn)中長期施用化肥對作物和土壤帶來的負面影響給予微生物肥料充足的發(fā)展空間，微生物肥料在蔬菜種植上有較大的應(yīng)用前景[16]。本試驗中，化肥減施（T2）后，結(jié)球生菜的株高、株幅、葉片數(shù)和葉綠素含量等生長指標均有所降低，特別是葉片數(shù)與其他處理相比達到了顯著水平，但是微生物菌肥（Ｔ３）部分替代化肥處理后，結(jié)球生菜的生長基本與農(nóng)民常規(guī)施肥的生長水平保持一致，并且單株質(zhì)量和產(chǎn)量均較減量施肥和農(nóng)民常規(guī)施肥有所增加，常規(guī)施肥和微生物菌肥部分替代化肥2個處理與減氮施肥相比，產(chǎn)量差異達到了顯著水平。這與前人研究結(jié)果一致，王濤等[19]研究也發(fā)現(xiàn)，微生物菌肥能明顯促進連作黃瓜生長，黃瓜株高、葉片數(shù)、植株總干質(zhì)量等都較對照提高。張德楠等[20]研究結(jié)果表明，化肥減施配施微生物菌肥處理后，圣女果的產(chǎn)量增加了1 200～1 400 kg/hm²。

硝酸鹽含量、維生素C和粗纖維素含量是考量結(jié)球生菜品質(zhì)的指標。白潔瑞等[21]研究結(jié)果表明，生物有機肥替代40%化肥處理能提高結(jié)球生菜的VC含量，顯著降低硝酸鹽含量，有效改善結(jié)球生菜的品質(zhì)。劉瑜等[22]研究表明，適當減少基肥配方肥用量可以降低生菜的硝酸鹽含量。本試驗中，減氮施肥和微生物菌肥部分替代化肥的處理都降低了結(jié)球生菜的硝酸鹽含量，微生物菌肥替代化肥的處理還顯著提高了維生素C的含量，提升了結(jié)球生菜的品質(zhì)。

偏生產(chǎn)力是反映化肥施用量綜合效應(yīng)的重要指標[23]。本試驗中，T2和T3處理的總養(yǎng)分用量都較常規(guī)生產(chǎn)中養(yǎng)分用量減少，T3處理較常規(guī)生產(chǎn)總肥料用量減少了33.33%，氮肥偏生產(chǎn)力提高了57.17%；T2處理氮肥養(yǎng)分用量減少，產(chǎn)量較對照減少了17.85%，降幅較大，而且磷肥和鉀肥偏生產(chǎn)力也降低17.85%。

綜上所述，減氮施肥雖然減少了氮肥用量，但產(chǎn)量降低也較多。微生物菌肥部分替代化肥的處理不僅提高了結(jié)球生菜的產(chǎn)量，而且提升了產(chǎn)品品質(zhì)，減少化肥用量，偏生產(chǎn)力也有所提高，可以作為京郊結(jié)球生菜生產(chǎn)中推薦的施肥措施之一。

參考文獻：

[1] 羅佳， 黃興學， 林處發(fā)， 等. 有機肥替代部分化肥對生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備， 2018（9）： 126-128.

[2] 曹兵， 王學霞， 倪小會， 等. 控釋摻混肥在結(jié)球生菜上的減量施用效應(yīng)[J]. 華北農(nóng)學報， 2022（2）： 104-111.

[3] 趙躍， 黃楠， 劉繼培， 等. 優(yōu)化施肥對京郊地區(qū)設(shè)施生菜產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤速效養(yǎng)分的影響[J]. 中國瓜菜， 2019（9）： 42-44.

[4] 郭廣正， 張芬， 沈遠鵬， 等. 減氮配施硝化抑制劑對大白菜農(nóng)學和環(huán)境效應(yīng)評價[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2020（10）： 2307-2315.

[5] 黃紹文， 唐繼偉， 李春花， 等. 我國蔬菜化肥減施潛力與科學施用對策[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報， 2017， 23（6）： 1480-1493.

[6] 佟容， 王國臣， 喬建磊， 等. 減氮施肥對菠菜生長發(fā)育及品質(zhì)的影響[J]. 北方園藝， 2021（14）： 59-64.

[7] 王赫， 李曉雪， 王亞玲， 等. 化肥減量配施有機肥和菌劑對辣椒產(chǎn)量、品質(zhì)和養(yǎng)分累積的影響[J]. 北方園藝， 2021（16）： 1-7.

[8] 王新軍， 廖文華， 李建玲. 菜地土壤磷素淋失及其影響因素[J]. 華北農(nóng)學報， 2006， 21（4）： 67-70.

[9] 易瓊， 黃旭， 張木， 等. 氮肥施用水平及種類對生菜產(chǎn)量及菜地N2O排放的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2016（10）： 2019-2025.

[10] 王學霞， 張磊， 張衛(wèi)東， 等. 種植年限對京郊設(shè)施菜地溫室氣體排放的影響[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2021（7）： 1601-1610.

[11] WANG X Z， ZOU C Q， GAO X P， et al. Nitrous oxide emissions in Chinese vegetable systems： A meta-analysis[J]. Environmental Pollution， 2018， 239： 375-383.

[12] 王秀娟， 韓瑛祚， 何志剛， 等. 微生物菌肥對設(shè)施番茄養(yǎng)分吸收與土壤氮磷累積的影響[J]. 北方園藝， 2021（19）： 100-106.

[13] 祝英， 彭軼楠， 鞏曉芳， 等. 不同微生物菌劑對當歸苗生長及根際土壤生物和養(yǎng)分的影響[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學報， 2017， 23（3）： 511-519.

[14] 侯樂梅， 孟瑞青， 乜蘭春， 等. 不同微生物菌劑對基質(zhì)酶活性和番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學報， 2016， 27（8）： 2520-2526.

[15] YU L Y， HUANG H B， WANG X H， et al. Novel phosphate-solubilising bacteria isolated from sewage sludge and the mechanism of phosphate solubilisation[J]. Science of the Total Environment， 2019， 658： 474-484.

[16] 仝倩倩， 祝英， 崔得領(lǐng)， 等. 我國微生物肥料發(fā)展現(xiàn)狀及在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 中國土壤與肥料， 2022（4）： 259-265.

[17] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2005： 70-71.

[18] 鄒琦. 植物生理學實驗指導(dǎo)[M]. 北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2000： 32-39.

[19] 王濤， 辛世杰， 喬衛(wèi)花， 等. 幾種微生物菌肥對連作黃瓜生長及土壤理化性狀的影響[J]. 中國蔬菜， 2011（18）： 52-57.

[20] 張德楠， 張燕釗， 滕秋梅， 等. 化肥減量配施微生物菌肥對圣女果產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤肥力的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2023（10）： 36-47.

[21] 白潔瑞， 王蓓， 胡衛(wèi)叢， 等. 生物有機肥部分替代化肥對結(jié)球生菜的應(yīng)用效果[J]. 長江蔬菜， 2022（16）： 54-57.

[22] 劉瑜， 趙凱麗， 曲明山， 等. 連續(xù)4年基肥減量對生菜產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤養(yǎng)分的影響[J]. 中國土壤與肥料， 2021（5）： 185-191.

[23] 葛立傲， 劉小英， 羅杰.， 等. 施用微生物有機肥替代化肥與化肥減量對結(jié)球生菜生長的影響[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2019（23）： 62-63.