不同微生物種類菌肥對黔東南黃精生長、品質及土壤微生物數量的影響

王昌戌, 李光洪

（劍河縣久仰鎮農業服務中心，貴州 劍河 556400）

多花黃精（Polygonatumcyrtonema Hua）為百合科（Liliaceae）黃精屬（Polygo?natum）的多年生草本植物，其干燥的根莖是藥食最為常見的大宗藥材［1］。皂苷、多糖、黃酮、生物堿、氨基酸等化合物是黃精根莖主要的次生代謝產物，也是其發揮藥理的主要成分［2］?？偦曳帧⒃碥?、多糖、黃酮類化合物是反映黃精藥用品質的重要參數。其中皂苷、多糖、黃酮化合物可占黃精總活性成分含量的75%以上，三者活性成分已證實具有抗氧化、抑菌等功能作用，廣泛應用于降血脂、抗心律不齊、抗腫瘤、抗潰瘍等治療中［2-3］。研究表明，黃精在降血脂、抗氧化、除風濕、補益氣等方面均具有顯著療效，同時是抗癌藥物的重要成分之一；目前已廣泛應用于藥膳、保健品、化妝品及飼料添加劑，表現出較高的經濟和藥理價值［3］。近年來由于環境惡化以及野生資源無序采挖等因素使得野生黃精日益枯絕，人工高效栽培成為解決黃精資源短缺的重要途徑［4］。目前關于人工栽培黃精的研究主要集中于種子萌發、栽培模式、施肥措施及環境因子作用［4-8］。然而，黃精種植過程中易向土壤釋放酚酸等根系分泌物，長期連作易造成土壤質量下降、病蟲害頻發，嚴重制約黃精的品質及產量收益提升［9］。

微生物菌肥指一類含有活性益生菌的特定制品，在農林業生產中能夠發揮相應的肥料效應，起到調節養分平衡、促生增產、改善生態、抗蟲抗病的功效［10］。近年來，施用微生物菌肥已成為保障產收的重要措施。羅成等［11］研究表明在紅壤中施用菌液1號菌劑、寧盾菌劑、哈茨木霉菌劑可抑制病害發生率，促進三七出苗質量，提高三七總皂苷含量。黃靖等［12］研究發現，雙接種解淀粉芽孢桿菌（Bacillusamyloliquefaciens）、枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis），可有效提高金線蓮的生物量累積，促進皂苷和類黃酮的生物合成。李卓蔚等［13］研究表明，接種解芽孢桿菌屬的功能解磷菌均不同程度增加重樓根際土壤微生物數量，降低土壤pH，提高土壤磷代謝酶活性和速效養分含量。上述研究為微生物菌肥應用于改善中草藥生長、品質及土壤質量提供了理論依據，然而關于微生物菌肥對黃精植物生長、藥用活性成分的影響鮮見報道?；诖?，研究不同微生物菌肥對黃精生長發育、品質及土壤微生物數量的影響，為微生物菌肥應用于黃精的人工栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于貴州省劍河縣久仰鎮夭那村黃精基地（東經108°46′41″，北緯26°60′28″，海拔905 m）進行，試驗區年均日照時數1 980 h，年均降雨量1 185 mm，年均氣溫16.4 ℃，屬中亞熱帶季風氣候區?；毓┰囃寥罏辄S壤，表層理化性質為pH 5.62，有機質為18.74 g/kg、全磷為1.83 g/kg、全鉀為11.37 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀分別為57.94 mg/kg、12.56 mg/kg、82.66 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試微生物菌肥分別為鏈霉菌（Strepto?mycetaceae）菌肥、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）菌肥、哈茨木霉真菌（Trichoderma harzianum）菌肥、復合菌肥（鏈霉放線菌、枯草芽孢桿菌和哈茨木霉真菌，比例為3∶4∶3），均購自康源生物有機肥制造有限公司，有效活菌總數均大于4.0×108CFU/g。供試黃精種苗引進于寧夏閩寧黃精種植基地，為2年生健壯、無病蟲害種苗。所用養分有尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O516%）、硫酸鉀（K2O 50%）。

1.3 試驗設計

采用隨機設計，設置5 個處理：密旋鏈霉菌Streptomycespactum放線菌菌肥處理（SP）、枯草芽孢桿菌Bacillussubtilis細菌菌肥處理（BS）、哈茨木霉Trichodermaharzia?num真菌菌肥處理（TH）、復合微生物菌肥處理（MX），以不施微生物菌肥為對照（CK）。每個處理重復3 次，共15 個小區，小區間設50 cm 寬過道攔隔，每個小區面積20 m2（長5 m、寬4 m），黃精種植密度7.5×105株/hm2。2022 年3 月種植前起壟整地，單年純氮施入量150 kg/hm2［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶9∶5］，其中氮肥在每年4、7 月分兩次施入，基追比為6∶4；磷鉀肥于4月做基肥一次性施入。菌肥單年總量為225 kg/hm2，于種植前和種植后70 d 按1∶1 分次采用灌根方式施入。試驗過程中按照黃精常規灌溉方法進行。

1.4 樣品采集及測定

2022 年11 月，每小區隨機采挖10 株黃精，分別測定地徑、根系長度、分支數及葉片數。將黃精根莖、根系及地上部分離并記錄其鮮重，然后置于烘干箱65 ℃烘至恒重，以測定干重。黃精總灰分、皂苷、黃酮、多糖含量的測定參照參考文獻［14］黃精項目檢測方法。土壤微生物數量采用平板稀釋法測定，其中細菌類型數量測定使用牛肉提取物蛋白胨培養基，真菌數量測定使用玫瑰紅鈉瓊脂培養基［15］。

1.5 數據處理與統計分析

采用Microsoft Excel 2013 進行數據整理，DPSv 14.1進行方差分析及Duncan多重比較（α=0.05），圖形采用Origin 2021 軟件進行繪制。

2 結果與分析

2.1 不同微生物種類菌肥對黃精農藝性狀的影響

由表1 可知，各處理地徑表現為SP＜CK＜TH＜MX＜BS，其中CK、SP 處理間無顯著差異且二者均顯著小于處理TH、MX、BS。根莖分支數各處理表現為CK＜SP＜TH＜BS＜MX，其中SP、TH、MX、BS 處理均無顯著差異，而MX、BS 處理均顯著大于CK 處理。根長CK 最低，為19.81 cm，SP、TH、MX、BS 較其分別顯著提高14.39%、18.27%、34.17%、26.25%。株高CK 為57.82 cm，其他處理較CK 變幅?1.97%～24.92%；BS 最高，SP、TH、MX 處理較其分別降低21.53%、10.74%、9.07%；其中TH、MX 與BS 均無顯著差異。各處理葉片數表現為CK＜SP＜TH＜MX＜BS，各處理間差異較小且均無顯著差異。

表1 不同微生物菌肥處理的黃精農藝性狀

2.2 不同微生物種類菌肥對黃精生物量累積的影響

由表2 可知，地上部鮮重CK 最低，TH 處理其次，兩者間差異顯著；SP、BS、MX 較CK和TH 處理分別顯著提高17.86%、19.83%、18.46% 和 4.49%、6.24%、5.02%。根系鮮重各處理表現為CK＜SP＜TH＜BS＜MX，較CK 處理，顯著提高5.82%～14.86%。根莖鮮重，微生物菌肥處理整體大于CK，其中CK 與SP無顯著差異外，CK 均顯著小于其他菌肥處理。地上部干重CK 最低，其他處理較其提高1.44%～2.44%，但各處理間差距較小，均無顯著差異。根系干重CK 最低，處理SP、BS、TH、MX 較其提高12.46%～38.72%，其中CK與TH 處理間無顯著差異。根莖干重，處理SP、BS、TH、MX 較CK 分別顯著提高10.95%、28.14%、14.64%、27.65%。根莖折干率為根莖干重與鮮重間的比值，根莖折干率表現為CK＜TH＜SP＜MX＜BS，其中處理BS 較處理CK、SP、TH 分別顯著提高3.98百分點、2.07百分點、3.17百分點。

表2 不同微生物種類菌肥處理的黃精生物量累積

2.3 不同微生物種類菌肥對黃精品質的影響

由圖1 可知，各處理總灰分含量表現為CK＜TH＜SP＜MX＜BS，菌肥處理較CK分別顯著提高13.40%、27.45%、7.19%、20.92%；菌肥處理中TH與SP、MX與BS均無顯著差異。各處理黃精皂苷含量表現為CK＜SP＜TH＜MX＜BS，與CK 處理相比，處理SP、BS、TH、MX 分別顯著提高19.17%、 69.72%、 47.03%、 61.92%。黃精多糖含量CK 處理最低，處理SP、TH、MX、BS 較其提高41.49%～90.30%；處理TH、MX、BS 三者無顯著差異且均顯著大于SP 處理。黃酮含量BS 處理最高，處理CK、SP、TH、MX 較其分別顯著降低34.58%、29.94%、13.22%、13.62%；與CK 處理相比，處理SP、TH、MX 提高7.09%～32.65%，且處理TH、MX 均顯著大于CK處理。

圖1 不同微生物種類菌肥處理黃精的總灰分、皂苷、多糖、黃酮含量

2.4 不同微生物種類菌肥對黃精土壤微生物數量的影響

由表3 可知，不同微生物菌肥處理的黃精土壤微生物種類中，以細菌數量［（1 015.52～1 688.58）×105CFU/g］占據絕對優勢，其次為氨氧化細菌［（346.92～687.15）×105CFU/g］和放線菌［（24.09～26.92）×105CFU/g］。細菌總數、固氮細菌、氨氧化細菌數量均表現為CK＜TH，SP＜MX、BS。MX 處理的細菌數量最多，且其細菌總數、氨氧化細菌數量均顯著大于CK處理。各菌肥處理的細菌總數較CK 增幅35.86%～66.28%，氨氧化細菌增幅42.92%～98.07%。放線菌CK 處理最低，其他菌肥處理中放線菌數量較CK 提高3.69%～11.75%，但僅MX 處理與CK 處理存在顯著差異。各處理真菌數量表現為CK=MX＜SP＜TH=BS，但各處理間差異較小且均無差異顯著。

表3 不同微生物菌肥處理的黃精土壤微生物數量×105 CFU/g

3 結論

試驗結果表明，在多花黃精采用微生物菌肥栽培近1 年后，不同處理間的地徑、根莖分支數、根長、株高、葉片數及地上部、根系、根莖鮮重及干重整體為BS、MX 處理較優，說明施用枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）菌肥、復合菌肥有利于促進黃精生長發育。總灰分、皂苷、多糖、黃酮含量，各微生物菌肥處理均大于CK 處理，除總灰分含量外，其他成分含量均表現為CK＜SP＜TH，同時各成分含量表現為MX＜BS，表明枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）菌肥最有益于增加黃精的藥用組分含量。并且BS 處理根莖折干率較CK 處理顯著提高3.98%。土壤微生物數量可反映土壤活力狀態，其與土壤肥力、健康狀況直接相關［16］。施用不同微生物種類菌肥及其復合菌肥后，土壤中細菌、真菌、放線菌、氨氧化細菌及固氮菌數量均發生一定變化，其數量整體表現為氨氧化細菌＞放線菌＞固氮菌＞真菌，細菌數量占據絕對優勢且在菌肥處理下增幅最大；各菌肥處理中，枯草芽孢桿菌單一使用和多種菌肥混合處理下均具有較多的微生物數量，說明枯草芽孢桿菌的功能多樣化有利于土壤微生物的增殖。

綜上，在黔東南地區黃精栽培的菌肥施用中，枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）菌肥的效果較優，可促進黃精生長發育，提高其品質和土壤微生物數量。