化肥減施配施微生物菌劑對結球紫甘藍產量、品質及土壤肥力的影響

陳海玲 黃強 顏墩煒 郭媛貞 陳芝 黃枝

（莆田市農業科學研究所 福建莆田 351100）

農作物生產上施肥對產量起著至關重要的作用。聯合國糧農組織（FAO）統計，化肥對農作物增產的貢獻率達40%~60%[1]。前人研究表明，中國化肥施用量已經超過了其經濟意義上的最優施用量[2]，部分蔬菜生產中化肥的利用率僅35%左右，未被吸收的化肥不可避免地對水體、大氣、土壤造成了污染[3]。目前我國農作物種植為追求高產出，普遍存在肥料資源投入高的現象，肥料養分損失嚴重，過剩的養分因得不到充分利用而進入土壤中，嚴重破壞了土壤生態環境[4-5]，使土壤中的微生物數量下降，出現土壤酸化、鹽漬化、板結等系列問題，直接導致土壤肥力及農產品品質下降[6-10]。微生物菌劑中含大量的有益微生物菌群，不僅能對作物生長起調控作用，還能降低或抑制土壤中有害微生物的生長和繁殖，改善土壤結構，增強土壤肥力[11-13]，有助于保持土壤微生態系統平衡。前人研究發現，微生物肥料的研究和推廣可提高肥料利用率，減少化肥施用量，減輕因過量施肥對土壤生態環境造成的嚴重污染[14-15]。

正常施肥水平下施用微生物菌肥對甘藍生長及產量的影響研究多見，而紫甘藍化肥減施配施微生物菌劑則未見報道。紫甘藍是需肥量大的蔬菜，化肥減施配施微生物菌劑能實現紫甘藍生產的減肥增效。因此，本試驗研究在適量減施化肥情況下配施微生物菌劑對紫甘藍農藝、產量、品質性狀及土壤理化性質的影響，以期進一步探討微生物菌劑替代部分化肥的可行性，為實現農業生產上的減肥增效提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗地點試驗在莆田市農業科學研究所黃石清前基地進行，供試土壤為粘壤土，前作苦瓜。種植前試驗地土壤主要農化性狀為：pH 7.5，有機質14.8 g/kg，堿解氮為61.4 mg/kg、有效磷92.4 mg/kg，速效鉀432 mg/kg，全氮0.106%，全磷0.122%。

1.1.2 試驗材料供試紫甘藍品種為紫甘85，供試菌劑為河南農富康種植菌液，是種植專用的EM復合菌劑，含地衣芽孢桿菌、乳酸菌、枯草芽孢桿菌、酵母菌、糞腸球菌等多種益生菌群，其中地衣芽孢桿菌含量5.31×108。供試有機肥由寧夏伊品生物科技股份有限公司生產，總養分≥10%，有機質≥45%；復合肥由山東金沂蒙生態肥業有限公司生產，N+P2O5+K2O≥54%，3種養分比例等同。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計采用隨機區組設計，每個處理3次重復，共設5個處理：CK（不施化肥和菌劑），CF（全量化肥，化肥施用量130 kg/666.7m2），RCF（減施20%化肥，化肥施用量104 kg/666.7m2），RCF+EM（減施 20%化肥，化肥施用量104 kg/666.7m2，灌施加噴施EM菌劑），RCF+W（減施20%化肥，化肥施用量104 kg/666.7m2，灌施加噴施等量清水）。紫甘藍于2021年9月7日播種，10月11日定植，每666.7 m2基施有機肥200 kg。在陰天或者下午4點以后施用菌劑，定植14 d施用菌劑，接下來每隔10 d施1次，共施用4次，第1、2次用15 mL菌劑500倍液灌施，第3、4次用15 mL菌劑200倍液噴施。栽培方式為傳統的畦栽，小區面積20 m2，畦帶溝寬1.1 m，株距40.4 cm，雙行錯位定植，種植密度為3 000株/666.7m2。

1.2.2 項目測定產量性狀：葉球采收期，每小區取樣10株進行農藝及產量性狀測定；另據葉球膨大緊實情況，分批適時采收，統計總產量。

葉球品質：適時采收葉球進行品質檢測，可溶性糖采用NY/T 1278—2007方法測定；蛋白質采用GB 5009.5—2016方法測定；VC采用GB 5009.86—2016方法測定；硝酸鹽采用GB 5009.33—2016方法測定；總酸采用GB 12456—2021方法測定；水分采用GB 5009.3—2016方法測定。

土壤理化性質：葉球全部采收完后，采用“S”形取樣法采集0~20 cm土樣進行檢測，pH按NY/T 1377—2007方法測定；有機質按NY/T 1121.6—2006方法測定；全氮按NY/T 53—1987方法測定；全磷按NY/T 88—1988方法測定；堿解氮按《土壤農業化學分析法》方法測定；有效磷按NY/T 1121.7—2014方法測定；速效鉀按NY/T 889-2004方法測定。

1.2.3 數據分析試驗數據采用Microsoft Office 2003和DPS統計軟件進行處理分析，方差分析采用Duncan’s新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對紫甘藍農藝性狀的影響

從表1可見，CK處理的各農藝性狀值均較小，田間表現為植株較矮且株型較小。施用EM菌劑處理的株高大于其他處理，增幅為2.4%~6.6%，表明EM菌劑對紫甘藍的株高有促進作用。除CK外，各處理的株幅、外葉長、外葉寬、葉肋長差異不顯著，說明除CK外，各處理的施肥水平足夠維持紫甘藍的基本生長。莖粗以CF處理最高，為4.13 cm；RCF+EM處理次之，為4.10 cm；CK處理最低，為3.88 cm。各處理的葉柄寬、葉柄厚差異不顯著，說明EM菌劑對紫甘藍葉柄寬、葉柄厚影響不大。

表1 不同處理紫甘藍的農藝性狀 單位：cm

2.2 不同處理對紫甘藍產量性狀的影響

從表2可見，除CK外，各處理的葉球縱徑、葉球橫徑差異不明顯；各處理葉球縱徑與CK相比增幅為10.8%~13.1%，葉球橫徑與CK相比增幅為10.0%~12.5%。RCF+EM處理中的單球重、單株重高于RCF處理，增幅分別為9.8%、4.8%，說明在減施化肥的情況下施用EM菌劑可以提高紫甘藍單球重、單株重。RCF+EM處理的單球重比CF處理略高，單株重則比CF處理略低，且均差異不顯著，說明減施化肥配施EM菌劑與全量化肥的單球重、單株重相當。CF處理單株重略高，可能因其前期養分供應較充足，營養生長較旺，導致植株整個生育期較粗壯。RCF+W處理與RCF處理的各性狀差異均不顯著，說明在減施化肥情況下，施用清水對紫甘藍產量性狀影響不大。凈菜率以RCF+EM處理最高，達55.3%，說明化肥減施配施EM菌劑紫甘藍葉球的商品性最好；CK處理的凈菜率最低，僅為40.6%，其商品性最差。RCF+EM處理與CF處理的紫甘藍產量相當，并顯著高于其他處理，增產幅度為12.2%~72.2%。

表2 不同處理紫甘藍產量性狀

2.3 不同處理對紫甘藍品質的影響

可溶性糖和蛋白質是評價紫甘藍營養品質的指標。從表3可見，RCF+EM處理的可溶性糖和蛋白質含量均最高，分別比CF處理增加1.1%、5.2%。VC是評價紫甘藍保健品質的指標，RCF+W處理的VC含量最高，RCF+EM處理次之，而RCF處理則最低；RCF+EM處理的VC含量與CF處理相比，增幅5.0%。硝酸鹽是評價紫甘藍衛生品質的指標，氮肥的大量施用是造成蔬菜硝酸鹽和亞硝酸鹽累積的根本原因，科學施肥是控制蔬菜硝酸鹽含量和提高品質的重要舉措。適當減施化肥可有效降低紫甘藍硝酸鹽含量，與CF處理相比，其他處理的硝酸鹽含量降低了7.8%~26.6%。糖酸比影響著蔬菜的風味，糖酸比越高，蔬菜風味就越好，RCF+EM處理的糖酸比最高，達1.39；與CK處理相比，RCF+EM、CF、RCF+W、RCF處理的糖酸比分別提高了26.4%、23.6%、21.8%、8.2%。RCF+EM與CF處理水分含量較高，且二者相當，CK處理最低。綜合來看，本試驗中在適量減施化肥條件下施用EM菌劑，紫甘藍品質指標基本達到常規全量化肥施用效果，其可溶性糖、蛋白質的含量及糖酸比超過全量化肥施用效果，且在所有處理中最高。

表3 不同處理紫甘藍品質性狀

2.4 不同處理對土壤理化性質的影響

土壤速效養分能夠反映土壤養分的現實狀況[1]。采收后不同處理的土壤理化性質表現見圖1，各處理堿解氮含量與CK相比差異顯著；有效磷、速效鉀，5個處理中均以CK最低，但差異均不顯著；堿解氮、有效磷均以RCF+EM處理最高，與CF處理相比，增幅分別為2.7%、10.0%。鉀是促進植株生長及提高葉球品質的元素，RCF+EM處理的速效鉀含量較低，比CF處理降低11.1%，可能是鉀元素被植株吸收，用于提高株勢及促進葉球品質提升。全氮、全磷各處理與CK相當，差異不顯著，說明減施化肥與否或施用菌劑與否對全氮、全磷影響不大。RCF+EM處理的土壤各有效養分值總體較高，說明施用EM菌劑可促進土壤養分的提升，進而提高土壤肥力，促進植株生長及提高產量。

圖1 不同處理紫甘藍土壤理化性質[（平均值±標準差），n=3]

3 討論與結論

土壤速效養分的虧缺是導致農作物產量及土壤肥力下降的直接因素，合理的施肥方式能夠促進土壤中養分的循環利用[1]。微生物菌劑中的益生菌在土壤中易生存繁殖，能較快且穩定地占據土壤中的生態優勢，形成有利于作物生長的微生物菌的優勢群落，控制病原微生物的繁殖和對作物的侵襲，從而減少化肥和農藥的使用。同時，微生物菌劑的施用加速了有機質的礦化作用，提高了土壤的有效養分及植物易吸收的營養成分含量，而物理性質的提高又增強土壤保水保肥能力[16-17]。生產上施用全量化肥雖然可以迅速提高土壤速效養分，但因其維持時間較短，并不能充分地促進土壤養分循環，可能會導致作物生長后期因養分不足而發育乏力[18]；而適量減施化肥配施微生物菌劑，雖然化肥用量較少，但微生物菌劑可增加土壤微生物活性，改善土壤的生態環境，促進作物根系生長及對土壤養分的持續吸收，提高養分利用率，從而達到與全量化肥施用相當的效果。

試驗結果表明，適量減施化肥配施EM菌劑能提高紫甘藍產量，并達到施用全量化肥的效果。RCF+EM處理各農藝性狀值、產量及產量性狀值與CF相比，均未達顯著水平。施用EM菌劑處理的株高比其他處理增加2.4%~6.6%，而對葉柄寬、葉柄厚等影響不大。經對成熟葉球進行品質檢測可知，化肥減施配施微生物菌劑后，紫甘藍的品質得到較大的改善，紫甘藍口味和營養價值的品質指標表現良好，基本達到常規全量化肥施用效果，其可溶性糖、蛋白質的含量及糖酸比均表現為最高。此外，葉球采收后，取0~20 cm處的土壤進行理化性質檢測，結果表明，化肥減施配施微生物菌劑后，土壤的堿解氮、有效磷均最高，比CF處理分別增加2.7%、10.0%；速效鉀比CF處理降低11.1%；全氮、全磷各處理相當。本試驗只進行一季，關于施用微生物菌劑對后作土壤理化性質的影響有待進一步探討。