不同微生物菌劑對(duì)甘藍(lán)植株性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)及土壤理化指標(biāo)的影響研究

中圖分類號(hào)：S635 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，施肥是影響作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量的關(guān)鍵措施。研究表明，我國(guó)化肥施用量已超出經(jīng)濟(jì)意義上的最優(yōu)施用量。以蔬菜生產(chǎn)為例，我國(guó)化肥利用率僅為 35% ，未被吸收利用的化肥對(duì)水體、大氣、土壤造成污染，嚴(yán)重破壞土壤生態(tài)環(huán)境。與傳統(tǒng)化肥相比，有機(jī)肥在分解轉(zhuǎn)化過程中釋放出大量的有機(jī)物質(zhì)和豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，能夠有效防控土壤酸化、鹽漬化和板結(jié)問題，為作物生長(zhǎng)提供了全面且長(zhǎng)效的養(yǎng)分支持。利用有機(jī)肥替代化肥是減少污染、培肥地力、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的有效措施。然而，近年來我國(guó)有機(jī)肥施用量?jī)H占全國(guó)肥料總量的四分之一，這表明有機(jī)肥雖然在一定程度上替代了部分化肥，但因其養(yǎng)分含量低、肥效發(fā)揮緩慢以及可能攜帶病菌等問題，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上全面推廣仍面臨諸多限制。

隨著綠色環(huán)保農(nóng)業(yè)的推進(jìn)，合理施肥成為綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。微生物菌劑作為新型肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)。微生物菌劑是將具有特定功能的微生物如細(xì)菌、真菌、放線菌等，經(jīng)過工業(yè)化培養(yǎng)、發(fā)酵等工藝，添加適宜載體（如草炭、蛭石、珍珠巖等）和輔助材料制成的生物制劑。微生物菌劑來源廣泛，如從富含腐殖質(zhì)的森林土壤中可提取出分解能力強(qiáng)的真菌，這些真菌在適宜條件下能快速分解復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)；在長(zhǎng)期發(fā)酵的堆肥中，可分離出功能各異的多種細(xì)菌，如固氮高效的根瘤菌、擅長(zhǎng)解磷解鉀的芽孢桿菌等。這些微生物經(jīng)過培養(yǎng)、復(fù)配等工藝，可制成具有特定功能的微生物菌劑。微生物菌劑在促進(jìn)土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與釋放、增強(qiáng)土壤保水能力、抑制有害病菌滋生、降低作物病害發(fā)生等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用]。

部分微生物菌劑中的微生物單獨(dú)存在時(shí)可能對(duì)環(huán)境耐受性差，而載體能夠?yàn)槠涮峁┍Ｗo(hù)，不僅有助于微生物抵御不良環(huán)境、提高微生物存活率，還能起到微生物菌劑緩釋作用，使微生物緩慢釋放并持續(xù)發(fā)揮功效。微生物菌劑的載體一般選擇硅藻土、沸石粉等無機(jī)載體，或麥麩、秸稈粉等有機(jī)物載體。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作物廢棄物產(chǎn)量巨大，如我國(guó)蔬菜產(chǎn)量較高，其廢棄物產(chǎn)出已超出蔬菜總產(chǎn)量的 30% ，且仍持續(xù)增長(zhǎng)。因此，合理處理蔬菜廢棄物迫在眉睫，而微生物菌劑在有機(jī)廢棄物處理方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

基于此，本試驗(yàn)以常見且重要的蔬菜甘藍(lán)為研究對(duì)象，選用2種不同載體的微生物菌劑，探究其對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益以及土壤理化指標(biāo)的影響，以明確微生物菌劑在甘藍(lán)種植中的應(yīng)用效果及其對(duì)土壤的改良作用。

1材料和方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于天津市武清區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新基地。該區(qū)域?qū)贉貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均日照時(shí)數(shù) 2 400.3h ，0℃以上持續(xù)期288d，年平均降水量 518.2mm 。試驗(yàn)地土壤類型為潮土，耕層厚度 30cm 。地下水位最高為 -1.0m ，最低為 -3.5m 。試驗(yàn)地前茬作物為西瓜，土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分情況見表1。

1.2試驗(yàn)材料

甘藍(lán)品種：諾貝爾2號(hào)。

有機(jī)肥：商品雞糞，由天津市武清區(qū)時(shí)軍養(yǎng)殖場(chǎng)提供。主要原料為雞糞等經(jīng)發(fā)酵制備，養(yǎng)分含量為pH8.0，總氮 1.68% ，總磷 1.71% ，總鉀 0.97% ，有機(jī)質(zhì) 31.44% 。

微生物菌劑1（簡(jiǎn)稱“菌劑 1^” ）：由天津農(nóng)學(xué)院提供，菌劑微生物主要為煙曲霉23，以麥麩為載體制備而成，簡(jiǎn)稱“煙曲霉23-麥麩載體”。

微生物菌劑2（簡(jiǎn)稱“菌劑 2”"）：由天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所提供，菌劑微生物主要為芽孢桿菌，以蔬菜秸稈經(jīng)高溫好氧發(fā)酵后的產(chǎn)物為載體制備而成，簡(jiǎn)稱“芽孢桿菌－蔬菜秸稈載體”。

化肥：利多寶復(fù)合肥 （N：p：K=20：20： 20），購(gòu)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資店。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

共設(shè)4個(gè)施肥處理，分別為：T1，對(duì)照（CK），全生育期不施肥；T2，常規(guī)施肥 + 有機(jī)肥；T3，菌劑 ¹⁺ 復(fù)合肥；T4，菌劑 2+ 復(fù)合肥，上述處理均為肥料底施。每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積 16m² ，行距 40cm ，株距 30cm 。試驗(yàn)施肥設(shè)計(jì)見表2。

1.4試驗(yàn)管理

試驗(yàn)于2023年7一10月進(jìn)行，各小區(qū)之間用塑料膜隔開，埋深 50cm ，保證小區(qū)之間澆水、施肥獨(dú)立，避免小區(qū)之間水肥相互滲透。甘藍(lán)播種前，按設(shè)計(jì)底施肥料，除對(duì)照（CK）外，其他施肥處理在甘藍(lán)全生育期共追肥3次，即分別在甘藍(lán)蓮座期、包心初期、包心中期追施復(fù)合肥2、2、 1kg?667m^-2 。試驗(yàn)其他管理同一般生產(chǎn)田，各處理小區(qū)管理保持一致。

1.5測(cè)定項(xiàng)目

1.5.1植株性狀甘藍(lán)成熟時(shí)，采用常規(guī)方法測(cè)量甘藍(lán)開展度、株高、球高、球徑等指標(biāo)。

1.5.2產(chǎn)量甘藍(lán)成熟時(shí)，一次性收獲甘藍(lán)，選取有代表的15顆甘藍(lán)測(cè)量鮮質(zhì)量，計(jì)算產(chǎn)量。

1.5.3品質(zhì)分析成熟時(shí)，測(cè)定甘藍(lán)品質(zhì)指標(biāo)（維生素C、可溶性固形物、氨基酸、硝酸鹽、粗纖維等含量）。其中維生素C含量依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸的測(cè)定》（G B5009.86-2016）進(jìn)行檢測(cè)；可溶性固形物含量依據(jù)《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測(cè)定折射儀法》（NY/2637-2014）進(jìn)行檢測(cè)；氨基酸含量依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸的測(cè)定》（GB5009.124-2016）進(jìn)行檢測(cè)；硝酸鹽含量依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》（GB5009.33-2016）進(jìn)行檢測(cè)；粗纖維依據(jù)《植物類食品中粗纖維的測(cè)定》（GBT5009.10-2003）進(jìn)行檢測(cè)。

1.5.4土壤理化指標(biāo)采集試驗(yàn)地 0～20cm 耕層土壤，檢測(cè)分析土壤pH、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀等指標(biāo)。其中，土壤pH 按照土液比 1：2.5 進(jìn)行測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)含量依據(jù)《土壤檢測(cè) 第6部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定》（NYΠ1121.6-2006）進(jìn)行測(cè)定；全氮含量依據(jù)《土壤質(zhì)量全氮的測(cè)定凱氏法》（HJ717-2014）：土壤全磷含量依據(jù)《土壤檢測(cè)第7部分：土壤有效磷的測(cè)定》（NYΠ1121.7-2014）進(jìn)行測(cè)定;土壤全鉀含量依據(jù)《土壤調(diào)理劑磷、鉀含量的測(cè)定》（NY2273-2012）進(jìn)行測(cè)定。

1.6數(shù)據(jù)處理與分析

采用Exce12007軟件、DPS7.05軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析、繪圖，采用最小顯著極差法（LSD）進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（ ^plt; 0.05）。

2結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對(duì)甘藍(lán)植株性狀的影響

試驗(yàn)表明，菌劑2處理的甘藍(lán)在球高、球徑兩項(xiàng)植株性狀上均優(yōu)于其他施肥處理（表3），其中球高上與菌劑1處理差異顯著；在球徑上，與對(duì)照（CK）、常規(guī)施肥、菌劑1處理差異顯著。在甘藍(lán)開展度、株高、葉球緊實(shí)度3項(xiàng)指標(biāo)上，各施肥處理之間差異均不顯著。

2.2不同施肥處理對(duì)甘藍(lán)品質(zhì)的影響

由表4可知，在甘藍(lán)可溶性固形物含量上，常規(guī)施肥、菌劑1處理均提高了甘藍(lán)的可溶性固形物含量，分別比對(duì)照（CK）提高 4.72% 、4.11% ；菌劑2處理的甘藍(lán)可溶性固形物含量最低，常規(guī)施肥、菌劑1處理與對(duì)照（CK）、菌劑2處理之間差異顯著。在甘藍(lán)硝酸鹽含量上，4個(gè)處理的甘藍(lán)硝酸鹽含量排序?yàn)椋壕鷦?1gt; 常規(guī)施肥 gt; 對(duì)照（CK） gt; 菌劑2，其中菌劑1處理的最高，菌劑2處理的最低，菌劑2處理的硝酸鹽含量比對(duì)照（CK）降低 13.01% ，比菌劑1處理降低44.56% ，且與常規(guī)施肥、菌劑1兩個(gè)處理差異顯著。在維生素C含量上，常規(guī)施肥的最高，比對(duì)照（CK）提高 11.65% ，且與對(duì)照（CK）和菌劑2處理的差異均達(dá)到顯著水平。在粗纖維和氨基酸含量上，常規(guī)施肥、菌劑1、菌劑2處理均高于對(duì)照（CK），以常規(guī)施肥為最高，對(duì)照（CK）為最低，但處理之間的粗纖維和氨基酸含量無顯著差異。

2.3不同處理對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益的影響

試驗(yàn)顯示，產(chǎn)量方面，菌劑2處理的產(chǎn)量最高（圖1），為 3704.40kg?667m^-2 ，對(duì)照（CK）產(chǎn)量最低，為 3326.40kg ： 667m^-2 。常規(guī)施肥、菌劑1、菌劑2處理的產(chǎn)量分別比對(duì)照（CK）增加 6.03% 、 6.57% 、 11.36% ，但各處理之間產(chǎn)量差異不顯著。經(jīng)濟(jì)效益方面，在其他投入相同的情況下，有機(jī)肥按500元·f1計(jì)算，微生物菌劑按3000元· 計(jì)算，則常規(guī)施肥中的有機(jī)肥投入為1500元·667m^-2 ，菌劑1、菌劑2處理的菌劑投入僅為22.5元·667m^-2 ，與常規(guī)施肥比較，菌劑1、菌劑2處理能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.4不同施肥處理對(duì)土壤理化指標(biāo)的影響

2.4.1 土壤pH 的變化 常規(guī)施肥處理的土壤 pH最低為7.95（圖2），菌劑1、菌劑2處理的土壤pH分別為8.34、8.37，均高于對(duì)照（CK）及常規(guī)施肥處理，以菌劑2處理最高。常規(guī)施肥與對(duì)照（CK）、菌劑1、菌劑2處理之間的土壤pH均達(dá)到差異顯著水平，說明施用有機(jī)肥能顯著降低土壤pH。

2.4.2土壤EC值的變化常規(guī)施肥處理的土壤EC 值最高（圖3），達(dá)到 1136.87μs?cm^-1 ，菌劑1處理的土壤EC 值最低，為 cm?1，常規(guī)施肥比菌劑1處理的土壤EC 值提高79.08% ，菌劑1處理的土壤EC值比對(duì)照（CK）降低了 25.12% 。試驗(yàn)表明，施用菌劑處理的土壤EC值均低于對(duì)照（CK）。總體分析，常規(guī)施肥處理的土壤EC值與其他3個(gè)處理之間均達(dá)到差異顯著水平。

2.4.3土壤有機(jī)質(zhì)含量的變化試驗(yàn)顯示，常規(guī)施肥的土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，為 59.77g?kg^-1 （圖4），對(duì)照（CK）的土壤有機(jī)質(zhì)含量最低，為 46.97g?kg^-1 ，常規(guī)施肥的土壤有機(jī)質(zhì)含量比對(duì)照（CK）提高 27.25% ；菌劑1、菌劑2處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量與對(duì)照（CK）持平。試驗(yàn)顯示，各處理之間的土壤有機(jī)質(zhì)含量并無顯著差異。

2.4.4土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量的變化由圖5可知，土壤全氮含量以常規(guī)施肥最高，菌劑2處理最低，各處理土壤全氮含量的變化范圍在 0.31%～0.43% 之間，處理之間差異不顯著；土壤全磷含量以常規(guī)施肥最高，對(duì)照（CK）最低，各處理土壤全磷含量的變化范圍在 0.24%～0.32% 之間，處理之間差異不顯著；土壤全鉀含量以常規(guī)施肥最高，對(duì)照（CK）最低，各處理土壤全鉀含量的變化范圍在 1.79%～1.94% ，處理之間差異不顯著。各處理土壤N、P、K全量養(yǎng)分含量的排序?yàn)椋撼Ｒ?guī)施肥 gt; 菌劑 1gt; 菌劑 2gt; 對(duì)照（CK），各處理的土壤N、P、K全量養(yǎng)分含量變化范圍在 2.35%～2.69% 之間，處理之間差異不顯著。

3結(jié)論與討論

3.1微生物菌劑對(duì)甘藍(lán)植株性狀、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

在甘藍(lán)植株性狀方面，菌劑2對(duì)甘藍(lán)球徑和球高的促進(jìn)作用顯著。以蔬菜廢棄物經(jīng)高溫好氧發(fā)酵產(chǎn)物為載體的微生物菌劑具有載體特性優(yōu)良的特點(diǎn)，可為土壤微生物提供適宜的生存環(huán)境，使土壤微生物能充分發(fā)揮作用。微生物菌劑的施用，改善了土壤微生物環(huán)境，借助有益微生物的固氮、解磷、解鉀等功能，提高了土壤養(yǎng)分的有效性，增強(qiáng)了甘藍(lán)根系對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用效率，進(jìn)而促進(jìn)了甘藍(lán)地上部分的生長(zhǎng)。同時(shí)，微生物的代謝產(chǎn)物還可能含有植物生長(zhǎng)激素等物質(zhì)，刺激了甘藍(lán)的生長(zhǎng)發(fā)育，最終實(shí)現(xiàn)甘藍(lán)產(chǎn)量的提高。

試驗(yàn)表明，在甘藍(lán)品質(zhì)方面，常規(guī)施肥在提高甘藍(lán)維生素C和可溶性固形物含量上效果顯著，這與此前的研究結(jié)果一致。有機(jī)肥中含有豐富的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，為甘藍(lán)生長(zhǎng)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)源，促進(jìn)了甘藍(lán)光合作用和碳水化合物的積累。菌劑1和菌劑2雖然對(duì)甘藍(lán)可溶性固形物含量的提高作用不突出，但在降低甘藍(lán)硝酸鹽含量上卻作用顯著，這可能是由于微生物菌劑中的有益微生物能精準(zhǔn)調(diào)節(jié)土壤氮素的轉(zhuǎn)化過程，加速土壤硝酸鹽的同化和利用，進(jìn)而減少了硝酸鹽在甘藍(lán)體內(nèi)的累積。這一作用對(duì)提高甘藍(lán)品質(zhì)、保障甘藍(lán)食用安全具有重要意義。

試驗(yàn)表明，菌劑1、菌劑2處理的甘藍(lán)經(jīng)濟(jì)效益較常規(guī)施肥優(yōu)勢(shì)顯著。雖然微生物菌劑單價(jià)相對(duì)較高，但用量較少，能持續(xù)為作物提供營(yíng)養(yǎng)，還能增強(qiáng)作物的抗逆性，降低病蟲害的發(fā)生，減少農(nóng)藥使用成本。

3.2微生物菌劑對(duì)土壤理化指標(biāo)的影響

試驗(yàn)表明，菌劑2降低了土壤pH，菌劑1降低了土壤EC值，對(duì)改善土壤環(huán)境均具有一定作用。土壤pH作為衡量土壤酸堿度的關(guān)鍵指標(biāo)，其降低有助于提高鐵、鋁等微量元素的有效性。土壤EC值是影響土壤鹽基離子是否限制作物生長(zhǎng)的重要因素，土壤EC值的降低有助于減輕土壤鹽漬化程度，有利于作物根系生長(zhǎng)。本試驗(yàn)表明，常規(guī)施肥會(huì)導(dǎo)致土壤pH降低、土壤EC值顯著增加，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，長(zhǎng)期采取常規(guī)施肥可能會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和作物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。而菌劑1和菌劑2在一定程度上調(diào)節(jié)了土壤pH和EC值，有利于維持土壤健康狀態(tài)。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，微生物菌劑對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量和N、P、K養(yǎng)分含量效果不明顯，還有待于進(jìn)一步探討。

綜上所述，常規(guī)施肥在提高甘藍(lán)維生素C和可溶性固形物含量方面作用顯著，菌劑2在降低甘藍(lán)硝酸鹽含量、提高產(chǎn)量及改善土壤EC值方面表現(xiàn)較好；菌劑1、菌劑2在降低施肥成本和提高經(jīng)濟(jì)效益方面優(yōu)勢(shì)突出。施用微生物菌劑對(duì)甘藍(lán)具有多方面的積極效應(yīng)，能有效改善甘藍(lán)品質(zhì)，提高甘藍(lán)食用安全性，對(duì)甘藍(lán)產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益以及土壤環(huán)境方面也有一定作用。

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