微生物菌劑對青梗菜土壤理化性質及生長的影響

萬水霞，李 帆，王 靜，蔣光月，武 際

(安徽省農業科學院土壤肥料研究所/養分循環與資源環境安徽省重點實驗室，安徽合肥 230031)

我國蔬菜的種植模式是肥料資源高投入追求蔬菜高產出，然而肥料的不合理施用引發的耕地土壤質量下降、土壤生物多樣性降低和生態環境污染等一系列突出問題亟待解決[1]。為提升耕地質量，保障糧食安全和保護生態環境、減肥增效的研究具有重大意義。

近年來，隨著化肥零增長減量化行動的實施，眾多減肥增效的技術模式及方法得以運用[2-3]。研究表明，施用微生物菌劑是科學調控土壤、改善植物生長、減肥增效的有效途徑[4-5]。農用微生物菌劑是利用活性微生物的生命活動促進土壤中物質轉化及作物養分吸收，改善土壤團粒結構及微生物生態環境，從而提升耕地土壤有效養分含量，在土壤中起到固氮、溶磷、解鉀的綜合作用，有效提高肥料利用率，促進作物生長，提高作物品質和產量[6-8]。目前在農業生產特別是經濟作物上應用廣泛[9-11]。

筆者所在課題組前期篩選獲得了2株肥效微生物菌株分別命名為CH07和FD11，2種菌劑具有溶磷、分泌 IAA 等促生活性[12]。為促進菌劑的產業化應用，筆者通過青梗菜的田間試驗評價這2種菌劑的效果，以期為評價待測微生物菌劑對提高蔬菜品質、產量及土壤肥力的應用效果，研發適用于蔬菜乃至其他作物實際生產的微生物肥料產品提供推廣應用基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試作物為上饒市贛豐種子有限公司生產的秋播大青梗菜烏秀(66)。供試微生物菌劑為溶磷促生菌CH07 (Bacillusaryabhattai)、FD11(Priestiasp.)，由安徽養分循環與資源環境重點實驗室前期在土壤中篩選獲得[12]，EM 菌劑為商業化菌劑產品，該菌劑由多個菌種混合而成，主要菌種為乳酸菌、酵母菌、光合菌、枯草芽孢桿菌，活性菌含量為 2×108CFU/mL。

1.2 試驗設計田間試驗點位于安徽省肥東縣王鐵鄉大張村安徽椒之驕農業科技有限公司基地。該地屬北亞熱帶季風氣候區，光照充足，氣候溫和，四季分明，年平均日照時數2 081.2 h，年平均日照率為47%，平均氣溫為15.5 ℃,年平均降水量879.9 mm。

試驗于2021年9月20日—11月6日進行，設5個處理，重復3次，共15個小區，隨機區組排列，在每小區邊界挖溝，溝寬和溝深均為 20 cm，小區面積3 m×5 m=15 m2。各試驗處理：CK(不施菌劑不施肥，以等量清水代替)、EM菌劑、CH07菌劑、FD11菌劑、CH07+FD11菌劑。于試驗開始前采集基礎土樣，青梗菜幼苗于9月26日移栽。株行距30 cm ×40 cm，各小區種植青梗菜8行，每行15棵，共120棵。菌劑制備：供試菌株CH07、FD11分別活化后，液體培養 24 h，4 ℃、5 000 r/min 離心10 min后，以無菌水重懸菌體，調節OD600為1.0，即為CH07和FD11 菌劑，CH07+FD11菌劑是將CH07和FD11按1∶1體積比混合制成。菌劑均為100倍稀釋液施用，分別于10月6日、10月16日、10月26日以灌根的方式進行澆施，每次用量均為100 mL/株。

1.3 樣品采集與測定青梗菜收獲期時在各小區分別采集 8 棵長勢健康的青梗菜，連根帶土挖出，用手輕抖根系，收集抖下來的土壤裝入自封袋，自然風干后過篩用于理化性質的測定。土壤樣品分別采用重鉻酸鉀外加熱法、堿解擴散法、鉬銻抗比色法、火焰光度法進行土壤有機質和速效養分含量測定[13]；青梗菜產量測定：在青梗菜收獲期測定產量，青梗菜產量為各小區成熟青梗菜鮮菜總產量；青梗菜品質測定：抗壞血酸VC含量、可溶性糖含量參照李合生[14]方法測定，硝酸鹽含量采用GB 5009.33—2016方法測定[15]。

1.4 數據分析試驗數據采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 菌劑施用對青梗菜生長及產量的影響由表1可知，不同菌劑灌根對青梗菜植株生長均有不同程度的促進作用。CH07 、FD11 、EM及CH07+FD11 4個處理均不同程度地促進了青梗菜植株的生長，相較于 CK，FD11、CH07、CH07+FD11菌劑灌根顯著增加了青梗菜的株高及葉片數，其株高增加幅度分別為46.29%、37.89%和34.68%。EM菌劑組青梗菜的株高顯著高于CK，葉片數與CK無顯著差異。施用不同菌劑對青梗菜產量影響顯著，尤其FD11菌劑灌根處理組表現最為突出，較對照組增產33.55%，而CH07、CH07+FD11處理組青梗菜產量分別增加 30.94 %和30.13% (P<0.05)。EM菌劑為市售較常見的促生菌劑，其對青梗菜有14.82%的增產作用，增產效果低于CH07 及FD11菌劑。

表 1 不同處理對青梗菜植株性狀及產量的影響Table 1 Effects of different treatments on plant characters and yield of Brassica campestris

2.2 菌劑施用對青梗菜品質的影響蔬菜的營養品質是衡量蔬菜質量的基礎指標。從圖1可以看出，相比于空白對照，EM、CH07、FD11、CH07+FD11均能提升青梗菜抗壞血酸含量，增幅分別為60.02%、63.47%、75.98%和 65.47%，以FD11的施用效果最顯著；不同微生物菌劑均能提高青梗菜可溶性糖含量，EM菌劑與CK差異不顯著。CH07、FD11、CH07+FD11相對于CK，可溶性糖含量顯著提高，增幅分別為28.56%、33.38%和 22.57%，CH07、FD11、CH07+FD11處理間無顯著差異。相比較于CK，該試驗中菌劑處理的青梗菜硝酸鹽含量均稍有增加，但增加幅度不大，差異未達顯著水平。

注：不同小寫字母表示不同處理間差異達顯著水平(P<0.05) Note: Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments (P<0.05)圖1 施用微生物菌劑對青梗菜品質的影響Fig.1 Effect of applying microbial agents on the quality of Brassica campestris

2.3 菌劑施用對青梗菜根際土壤理化特性的影響由表2可知，施用微生物菌劑對土壤養分含量有一定促進作用，可以提高土壤中有機質和速效養分含量，其中有機質含量FD11、CH07+FD11 、CH07和EM處理比CK分別提高了13.58% 、11.49%、9.92%和4.18% 。速效磷含量，FD11、CH07+FD11、CH07和EM處理分別比CK顯著提高了37.89%、36. 91%、29.15%和16.80%。速效鉀含量，FD11、CH07、CH07+FD11和EM處理分別比CK顯著提高了30.70%、26.85%、26.03%和8.56%。灌施微生物菌劑增加了土壤堿解氮含量，增加幅度不大。灌施菌劑對土壤全氮及土壤酸堿性無顯著影響。菌劑CH07 、FD11對土壤養分的增效優于EM菌劑。因此，施用微生物菌劑尤其FD11菌劑有助于維持土壤酸堿平衡，促進土壤速效養分含量的積累和增加土壤有機質含量。

表2 不同處理的土壤理化性質Table 2 Soil physical and chemical properties of different treatments

3 結論與討論

微生物菌劑是一類經發酵培養后，制成含有功能性微生物菌株的溶液、粉狀、顆粒狀的活性制劑。農業生產中施用微生物菌劑，可增加土壤中微生物群落的豐富性，提高土壤酶活性，改善土壤理化性狀，調節作物的生理代謝，促進作物生長，有效增強作物抗性[16-18]。

該研究結果表明，施用微生物菌劑對土壤養分產生了影響，不同菌劑處理土壤有機質含量普遍高于清水的對照處理。而菌劑FD11處理，土壤有機質、有效磷、速效鉀和堿解氮含量高于其他菌劑處理并顯著高于對照。灌施微生物菌劑有助于土壤速效養分含量的積累，對土壤有一定的改良效果。究其原因，一方面，施入菌劑，活性微生物進入土壤定殖并大量繁殖，增加了土壤中微生物的數量。菌劑中的微生物與土壤土著微生物一起分解植物的殘體及凋落物，促進礦物營養的釋放，從而提高了土壤有機質含量。另一方面，菌劑施入土壤，活性菌種FD11、CH07在功能篩選時確定了其溶磷并分泌生長素IAA的活性[12]，菌劑施入土壤，促進土壤中難溶性磷、鉀的溶解與轉化，從而提高了土壤中有效磷及速效鉀的含量，加快了土壤有機物質的分解轉化，進而促進了青梗菜的生長。該研究中不同菌劑灌施后，青梗菜長勢良好，單株重、株高、葉片數均高于或多于清水對照，產量較不施菌劑增加25.6%～35.3%，其中以菌劑FD11效果最優。

向土壤中施入微生物菌劑不僅調控土壤微生物活動，促進作物生長，還能改善作物品質。該試驗中，灌施微生物菌劑處理的青梗菜，其抗壞血酸(VC)及可溶性糖含量均顯著高于清水對照，硝酸鹽含量與清水對照無顯著差異，這與大部分學者研究結果一致[17-18]。

綜上所述，微生物菌劑對青梗菜栽培土壤的養分含量產生了正向影響，能夠提高青梗菜產量，改善青梗菜品質。其中，施用微生物菌劑FD11效果最優，在青梗菜的大田種植上具有較好的應用效果。