含氨基酸水溶肥料和EM 微生物菌劑對設(shè)施萵筍生長和品質(zhì)的影響①

王東升，王 蓓，孫菲菲，李偉明，吳旭東，劉慶葉，陳莉莉，周曉平，陳奎禮，黃忠陽*

(1 南京市蔬菜科學(xué)研究所，南京 210042；2 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，南京 210095)

含氨基酸水溶肥料主要是指以游離氨基酸為主體，根據(jù)適合植物生長過程中所需要的營養(yǎng)元素比例，添加適量的Ca、Cu、Fe、Mn、Zn、B、Mo等元素而制成的液體或固體水溶肥料[1-2]。含氨基酸水溶肥料施用方便，功能廣泛，它能夠改良土壤的理化性狀，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成；能夠促進(jìn)作物生長，使植株健壯；同時(shí)能夠增強(qiáng)作物葉片的光合作用，提高植株的抗病性和抗病蟲害能力；而且在增強(qiáng)植株抵抗鹽漬、干旱等環(huán)境脅迫的能力方面也是頗有成效；最重要的是，含氨基酸水溶肥料還能夠有效地提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[3-6]，提高經(jīng)濟(jì)效益。EM 菌劑是由日本比嘉照夫教授發(fā)明的一種新型微生物菌劑[7]，它是由光和細(xì)菌、乳酸菌群和革蘭氏陽性放線菌群等10 個(gè)屬80 多種微生物構(gòu)成的復(fù)合菌群制劑，其主要以光合細(xì)菌和嗜菌性乳桿菌為主導(dǎo)，通過其合成能力支撐其他微生物活動(dòng)。EM 菌劑擁有質(zhì)量穩(wěn)定、使用廣泛和效果明顯等特點(diǎn)，能促進(jìn)有機(jī)肥發(fā)酵，提高作物的光合作用和產(chǎn)量，而且還能抑制有害微生物繁殖，減少動(dòng)物病害[8]，現(xiàn)如今發(fā)現(xiàn)其已被廣泛應(yīng)用于環(huán)保業(yè)、種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)[9-11]。大量研究試驗(yàn)表明，含氨基酸水溶肥料和EM 微生物菌劑均有促進(jìn)作物生長、改善作物品質(zhì)的作用。

萵筍又稱為萵苣、青筍、千金菜等，屬植物界被子植物門雙子葉植物綱菊科萵苣屬萵苣種，是一、二年生的草本植物。萵筍具有適應(yīng)性強(qiáng)、營養(yǎng)價(jià)值高、生長期短等特點(diǎn)，可春秋兩季或越冬栽培，主要以春季栽培為主，夏季收獲，是我國南方地區(qū)廣泛栽培和食用的綠色蔬菜之一，因其鮮嫩可口而備受消費(fèi)者的青睞[12]。

為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，減少化肥過量施用帶來的各種危害，本試驗(yàn)通過測定萵筍的植株長勢、光合特性、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量等各項(xiàng)指標(biāo)，研究EM 微生物菌劑和含氨基酸水溶肥料的肥效，部分替代化肥，為設(shè)施蔬菜的優(yōu)質(zhì)高效栽培提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試作物：萵筍，品種為種都青。

供試肥料：含氨基酸水溶肥料，由江陰市聯(lián)業(yè)生物科技有限公司生產(chǎn)，氨基酸含量≥100 g/L，微量元素(Fe+Mn+Cu+Zn+B+Mo)≥20 g/L，該肥料由屠宰場下腳料豬毛經(jīng)高溫酸解后，螯合微量元素制成[13]。EM 微生物菌劑，由江蘇沃納生物科技有限公司生產(chǎn)，是一種由光和細(xì)菌、乳酸菌群和革蘭氏陽性放線菌群等10 個(gè)屬80 多種微生物構(gòu)成的復(fù)合菌群制劑。

基肥：有機(jī)肥由南通惠農(nóng)生物有機(jī)肥有限公司提供，總養(yǎng)分≥5%，有機(jī)質(zhì)≥45%。復(fù)合肥由安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，N+P2O5+K2O≥45%，3 種養(yǎng)分等量。

供試土壤為南京市蔬菜花卉科學(xué)研究所設(shè)施大棚土壤。土壤基本性質(zhì)如下：pH 6.35，有機(jī)質(zhì) 21.56 g/kg，速效氮 196.36 mg/kg，有效磷 137.67 mg/kg，速效鉀 289.43 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

噴施和根部灌施含氨基酸水溶肥料和EM 微生物菌劑均于2017 年10—11 月進(jìn)行。具體噴施時(shí)間為10 月10 日，10 月20 日，10 月30 日，11 月10 日，根部灌施時(shí)間為10 月9 日，10 月19 日，10 月29日，11 月9 日，田間試驗(yàn)地點(diǎn)在南京市江寧區(qū)橫溪街道南京市蔬菜科技園內(nèi)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理：①不施用任何肥料(CK)。②常規(guī)施肥處理(T1)。基肥：普通商品有機(jī)肥施用量為6 000 kg/hm2+ 45% 復(fù)合肥(15-15-15)施用量450 kg/hm2(萵筍小區(qū)面積18 m2，有機(jī)肥量10.8 kg，45%復(fù)合肥0.81 kg)。③EM 微生物菌劑(T2)。基肥施用量同處理②，EM 菌劑使用 (噴施EM 菌劑母液稀釋500 倍，灌施EM 菌劑母液稀釋500 倍)，每株500 ml，定植后，噴施每10 d 一次，灌施每10 d 一次，先灌施后噴施。④含氨基酸水溶肥料(T3)。基肥施用量同處理②，氨基酸水溶性肥料施用(噴施含氨基酸水溶肥料稀釋500 倍，灌施含氨基酸水溶肥料母液稀釋500 倍)，每株500 ml，定植后，噴施每10 d 一次，灌施每10 d 一次，先灌施后噴施。

在作物的整個(gè)生育期連續(xù)噴施、灌施4 次，每個(gè)處理設(shè)3 次重復(fù)，共12 個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，小區(qū)規(guī)格為9 m×2 m。噴施時(shí)間為晴天無風(fēng)的早上、傍晚或者陰天進(jìn)行。

1.4 測試項(xiàng)目及方法

1.4.1 生物學(xué)性狀及產(chǎn)量的測定 分別測定萵筍的株高、莖粗和單果重。株高和莖粗分別選用直尺和得威斯游標(biāo)卡尺進(jìn)行測定。所有指標(biāo)每小區(qū)隨機(jī)取10 株植株進(jìn)行測定，取平均值。果實(shí)成熟，對整個(gè)生育期的產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.4.2 果實(shí)品質(zhì)的測定 每個(gè)小區(qū)選擇長勢基本一致的6 個(gè)植株，采集果實(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室后，立即進(jìn)行樣品處理，分別測定果實(shí)中可溶性糖、蛋白質(zhì)、硝酸鹽和Vc 的含量，可溶性糖、蛋白質(zhì)含量分別用斐林試劑法和考馬斯亮藍(lán)法測定，硝酸鹽和Vc 的含量用高效液相色譜法測定[14-17]。

1.4.3 植株光合測定 在坐果前期采用Li-6400 便攜式光合儀在每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選擇3 株萵筍植株對其自上而下第3 片功能葉進(jìn)行測定，方法采用非控制環(huán)境條件測定流程(不加CO2鋼瓶)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

測定數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行分析，差異顯著性采用單因素方差分析評價(jià)，顯著性水平設(shè)為0.05，多重比較采用最小顯著極差法(LSD)。數(shù)據(jù)整理和平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等計(jì)算以及圖形的繪制均使用Excel 2007 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 含氨基酸水溶肥料和EM 微生物菌劑對萵筍生長的影響

2.1.1 不同處理對萵筍生物學(xué)性狀的影響 圖1表明，與對照CK 相比，常規(guī)施肥(T1)、噴施+灌施EM 微生物菌劑(T2)和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料(T3)處理均顯著提高了萵筍的株高和莖粗；與T1 相比，T2 和T3 顯著提高萵筍的株高，T2 和T3 處理間無顯著差異；在莖粗上，T3 顯著高于T1 和T2，T1 和T2 相比差異不顯著。說明噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料對萵筍有明顯的促生效果。

由圖2 可知，處理T3 的單株重顯著高于對照CK；CK 與T1、T2 相比，有一定的差異，但差異不顯著；T2 與T3 相比無明顯差異。說明處理噴施+灌施含氨基酸水溶肥料對于提高萵筍的單株重有一定效果。

圖1 不同處理對萵筍株高和莖粗的影響Fig.1 Lettuce heights and stem diameters under different treatments

圖2 不同處理對萵筍單株重的影響Fig. 2 Lettuce weights under different treatments

2.1.2 不同處理對萵筍光合特性的影響 光合特性能夠反映出植株生長活力的大小，主要包括光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)以及蒸騰速率(Tr)。由表1 可知，與對照CK 相比，處理T1、T2和T3 的光合速率均顯著高于CK，而T3 處理則顯著高于T1，T1 和T2、T2 和T3 相比，有一定的差異，但差異不顯著；在氣孔導(dǎo)度上，處理T3 顯著高于CK、T1 和T2，CK、T1 和T2 三者之間無顯著差異；在胞間CO2濃度上，T1、T2 和T3 處理顯著高于對照CK，而T2 和T3 則顯著高于T1，T2 和T3 兩者無顯著差異；T1、T2 和T3 處理蒸騰速率顯著高于對照CK，而T2 的蒸騰速率顯著高于T1，T1 和T3、T2 和T3相比，有一定的差異，但差異不顯著。說明噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料均能有效改變?nèi)n筍的光合特性，促進(jìn)植物的光合作用。

2.1.3 不同處理對萵筍產(chǎn)量的影響 表2 表明，在萵筍產(chǎn)量上，T1 處理比對照CK 增產(chǎn)7 666.67 kg/hm2，增產(chǎn)幅度達(dá)到20.17%，T1 處理與對照CK 相比有一定差異，但差異不顯著；T2、T3 處理比對照CK 分別增產(chǎn)9 902.78 kg/hm2和12 032.41 kg/hm2，增產(chǎn)幅度分別達(dá)到26.05% 和31.65%，均達(dá)到顯著差異水平。T2、T3 處理分別比T1 處理增產(chǎn)2 236.11 和4 565.74 kg/hm2，增產(chǎn)幅度4.90% 和9.99%，均未達(dá)到顯著差異水平；T3 處理比T2 增產(chǎn)2 129.63 kg/hm2，增產(chǎn)幅度4.44%，兩個(gè)處理之間無顯著差異。說明噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料能提高萵筍的產(chǎn)量，而噴施+灌施含氨基酸水溶肥料的提高效果顯著。

表1 不同處理對萵筍光合特性的影響Table 1 Lettuce photosynthetic characteristics under different treatments

表2 不同處理對萵筍產(chǎn)量的影響Table 2 Lettuce yields under different treatments

2.2 不同處理對萵筍品質(zhì)的影響

不同處理對萵筍品質(zhì)的影響如表3 所示。在可溶性糖含量和蛋白含量上，對照CK 與各處理之間無顯著性差異；在硝酸鹽含量上，CK、T2 和T3 處理顯著低于T1；在Vc 含量上，T2 和T3 顯著高于CK 和T1。說明噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料能降低萵筍的硝酸鹽含量和提高萵筍的Vc 含量，對于改善萵筍的品質(zhì)有明顯的效果。

表3 不同處理對萵筍品質(zhì)的影響Table 3 Lettuce qualities under different treatments

3 討論

液體肥料富含作物生長過程中所需的各種營養(yǎng)元素，能在短時(shí)間內(nèi)滿足植物對某些特定稀缺的營養(yǎng)元素的需求，迅速緩解作物的缺素狀況，使肥料發(fā)揮出最大效益[18-19]。液體肥施用方式一般分為葉面噴施和根部灌施，葉面施肥具有速效性，且養(yǎng)分全面、針對性強(qiáng)、養(yǎng)分利用率高、用量少、見效快，葉面施肥可以補(bǔ)充根際施肥不能完全滿足作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的需求，通過葉面補(bǔ)充作物養(yǎng)分、調(diào)控作物生長來增加作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)[20]；灌施肥則具有省時(shí)省工、節(jié)約水肥、肥料利用率高和肥料使用均勻等特點(diǎn)，與機(jī)械施肥和葉面噴施相比，灌施肥操作簡單，能有效降低生產(chǎn)力成本，在節(jié)約水和肥料的同時(shí)，還節(jié)約了勞動(dòng)力。無論噴施還是灌施，液體肥對于減少化肥投入、降低地下水硝酸鹽污染的風(fēng)險(xiǎn)、緩解農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境壓力而言意義重大。

有研究證實(shí)，植物可以直接吸收利用土壤中的小分子有機(jī)氮，如氨基酸、核酸等。Fischer 等人[21]研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸可以在植物體內(nèi)不同器官間運(yùn)輸，通過植物木質(zhì)部和韌皮部進(jìn)行。現(xiàn)有的研究已證實(shí)，植物能夠吸收分子態(tài)的氨基酸，氨基酸含有碳、氮等元素，它們不僅可以為植物提供氮素養(yǎng)分，還能作為碳骨架參與體內(nèi)的能量代謝，因此，氨基酸對植物生長發(fā)育及提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)都具有重要的促進(jìn)作用。EM 微生物菌劑通過光合菌群、乳酸菌群等有益微生物相互作用，產(chǎn)生大量易為植物吸收的各種物質(zhì)，如氨基酸、有機(jī)酸、各種生化酶，從而促進(jìn)植物生長。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料能有效促進(jìn)萵筍的生長，而且能顯著提高設(shè)施萵筍的產(chǎn)量，與常規(guī)施肥相比，增長幅度更是分別達(dá)到4.90% 和9.99%。有研究證實(shí)，使用EM 菌稀釋液浸種、葉面噴灑、蘸根等，可明顯促進(jìn)種子發(fā)芽和幼苗生長[22]。楊峰等人[23]研究表明，EM 菌肥能顯著促進(jìn)玉米生長，提高玉米的產(chǎn)量。有研究表明，含氨基酸水溶肥料能夠有效促進(jìn)番茄葉綠素的增加，提高番茄的單果重[24]。李后鳳[25]研究發(fā)現(xiàn)，含氨基酸水溶肥料能顯著提高番茄、芹菜的產(chǎn)量。氨基酸液肥可以明顯改變?nèi)n筍的生物學(xué)經(jīng)濟(jì)形狀，尤其是萵筍的株高、莖粗，增產(chǎn)增收效果較顯著[26]。以上研究均與本試驗(yàn)得到的研究結(jié)果相一致，說明EM 微生物菌劑和含氨基酸水溶肥料對于促進(jìn)作物生長，提高作物產(chǎn)量方面的確有一定的作用。

植物光合作用是植物葉片利用CO2和H2O 合成有機(jī)物的過程，通過提高光合作用強(qiáng)度來促進(jìn)植物生物量的累積[27]，植物利用光能把無機(jī)物(水、CO2)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，最終轉(zhuǎn)化為生命活動(dòng)所必需的氧氣[28]。植物生長過程中的光合特性通常以光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)等指標(biāo)來反映[29]。Gs反映外界環(huán)境CO2通過氣孔進(jìn)入到葉肉細(xì)胞葉綠體羧化部位的限制程度，是決定Pn高低的一個(gè)重要因素[30]，而Pn是影響植物同化能力和產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[31]，其變化與光質(zhì)、光強(qiáng)、光照時(shí)間等因素密切相關(guān)[32]。本試驗(yàn)認(rèn)為，含氨基酸水溶肥料能有效促進(jìn)萵筍葉片的光合作用，同時(shí)能改善萵筍的口感品質(zhì)。而大量氨基酸肥料施用試驗(yàn)證明，氨基酸肥料可以促進(jìn)草莓[33]、番茄[34]、黃瓜[35]、生菜[36]等植物葉片光合作用，提高植物抗氧化酶活性，促進(jìn)光合產(chǎn)物積累[37]，增強(qiáng)植株抵抗環(huán)境脅迫的能力，改善其品質(zhì)。孫新娥等[38]報(bào)道了氨基酸水溶性肥料對日光溫室中蕓豆葉片光合和產(chǎn)量的影響，證明氨基酸肥料可以提高葉片效率，減少光合午休程度，提高產(chǎn)量并改善品質(zhì)。本試驗(yàn)得出的結(jié)論與這些研究一致，說明含氨基酸水溶肥料對于促進(jìn)作物光合和改善作物品質(zhì)有一定的效果。

4 結(jié)論

1)噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料均能顯著提高萵筍的株高和莖粗，對萵筍有明顯的促生效果。

2)噴施+灌施含氨基酸水溶肥料能提高萵筍的單株重。噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料能提高萵筍的產(chǎn)量，而噴施+灌施含氨基酸水溶肥料的提高效果顯著，對于萵筍增產(chǎn)有明顯效果。

3)噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料均能有效改變?nèi)n筍的光合特性，促進(jìn)植物的光合作用，噴施+灌施含氨基酸水溶肥料的效果更加顯著。

4)噴施+灌施EM 微生物菌劑和噴施+灌施含氨基酸水溶肥料能降低萵筍的硝酸鹽含量和提高萵筍的Vc 含量，對于改善萵筍的品質(zhì)有明顯的效果。