功能性有机肥对大白菜生长的影响

韩丽娜，丁哲利，*，曾会才，郑 伟，何应对，葛 宇

(1.中国热带农业科学院 海口实验站，海南 海口 570102； 2.中国热带农业科学院 热带生物技术研究所，海南 海口 571101)



功能性有机肥对大白菜生长的影响

韩丽娜1，丁哲利1，*，曾会才2，郑 伟1，何应对1，葛 宇1

(1.中国热带农业科学院 海口实验站，海南 海口 570102； 2.中国热带农业科学院 热带生物技术研究所，海南 海口 571101)

在海南省农业科学院永发试验基地开展大棚试验，研究施用促生长型功能性有机肥对大白菜农艺性状、产量、品质和土壤微生物丰度等指标的影响。结果表明，施用功能性有机肥能显著促进大白菜的生长，且以添加高浓度促生菌效果最优。大白菜移栽后第20天，施用添加2%促生菌的功能性有机肥的大白菜株高比对照(CK)提高30.5%，叶片宽增加24.9%。与施用普通有机肥和CK相比，施用功能性有机肥后，大白菜收获期产量增加，可溶性糖和维生素C含量更高，土壤微生物群落结构改善。

功能性有机肥；大白菜；微生物群落结构

随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，无公害农产品、绿色食品、有机产品的消费理念逐渐深入人心[1-4]。在现代农业的生产和管理过程中，除了不断追求作物高产外，生产者对农产品本身的品质和农田的可持续发展亦越发重视。现代农业模式倡导使用有机肥，而在大田作物的实际生产中，过去很长一段时间内有机肥的使用量偏低。有机肥料富含有机质和作物生长所必需的多种养分，对于改良土壤、提高化学肥料的利用效率、提高作物产量与品质等均具有很好的效果[5-8]。研究表明，施用有机肥是发展生态农业、开发绿色食品和有机农产品的需要，是保障我国农田长效健康发展的基础，也符合“加快建设资源节约型、环境友好型社会”等社会大环境的需求[9-12]。

当前，我国已经进入由传统农业向现代农业转变的关键时期。但由于传统有机肥存在肥效不稳定、用量大、施用不便和对作物增产效果不明显等问题，一定程度上制约了我国有机肥的推广应用，因此迫切需要提升有机肥的性能，升级改造现有的有机肥产品，开发应用效果更好、功能性更强的有机肥。为此，特选择添加1%～2%促生菌的功能性有机肥在大白菜上开展肥效试验，以期为相关产品的研发、应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地点设在海南省澄迈县永发镇海南省农业科学院试验基地，110°11′59.06″E，19°45′14.50″N，试验地为温室大棚，规格30 m×20 m(长×宽)，遮阳防雨，通风良好。大棚采用喷带系统进行水肥灌溉。试供土壤为第四纪红色粘土发育的水稻土，土壤质地为壤质粘土。试验前0—20 cm土壤的理化性状为：pH值5.8，有机质19.7 g·kg-1，土壤总氮1.22 g·kg-1，总磷1.35 g·kg-1，总钾23.7 g·kg-1，碱解氮204 mg·kg-1，速效磷126 mg·kg-1，速效钾417 mg·kg-1。

1.2 试验设计

试验设4个处理：处理1，不施有机肥(CK)；处理2，施用普通有机肥6.75 t·hm-2(NM)；处理3，施用含促生菌1%的功能性有机肥6.75 t·hm-2(T1)；处理4，施用含促生菌2%的功能性有机肥6.75 t·hm-2(T2)。各小区面积均为50 m2(2 m×25 m)，重复3次，小区间用宽30 cm的排水沟隔开。试验时间为2015年5月至7月，大棚前茬种植叶菜，前茬收获后15 d开始犁地，试验期大棚内温度维持在25～40 ℃。

试供大白菜为林忠民牌抗热五号大白菜，底肥施用后第12天播种，第25天定植，第54天收获，大白菜生长期共43 d，种植期间适时浇水，防治病虫害，各处理水肥管理均保持一致。

1.3 样品采集与测定

大白菜种植规格为25 cm×25 cm(长×宽)，定植缓苗后每5 d测定1次株高、叶宽和叶片SPAD值，生长旺期和收获期分别测定其光合作用强度，收获期测定品质和产量，对原始土样和收获后的土样测定微生物丰度。

株高和叶宽采用测量法测定，SPAD值采用便携式SPAD仪(SPAD-502)读数，光合速率采用LI6400光合测定系统进行鲜样测定。植株鲜样采集时先将植株连根小心取出，去除根上土壤，用水冲洗，并经蒸馏水洗涤后测定其品质。可溶性糖采用LH-T32型便携式糖度计测定，维生素C含量采用KIO3滴定法测定。土壤微生物群落结构在鲜样采集后用干冰保存，送往上海翰宇生物科技有限公司进行检测。土壤样品采用多点取样法采集，参考土壤理化性质常规分析方法进行检测，氮用定氮仪测定，钾用火焰光度计测定，磷用钼蓝比色法测定。

1.4 数据分析

利用Excel 2010软件进行所有试验数据的统计分析，方差分析采用DPS 7.05软件，对有显著(P<0.05)差异的处理采用邓肯新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 对大白菜农艺性状的影响

2.1.1 对大白菜株高的影响

在移栽后第5、10、15、20天分别测定大白菜株高。由表1可以看出，移栽后各有机肥处理下大白菜的株高均优于CK。移栽后第10天和第15天，T1和T2处理下大白菜的株高显著优于CK，且T2处理的大白菜株高显著高于NM，但与T1处理无显著差异。移栽后第20天，施用有机肥的3个处理的大白菜株高无显著差异，但均高于CK，T1、T2处理的大白菜株高较对照分别提高25.2%和30.5%。

2.1.2 对大白菜叶宽的影响

大白菜的单株质量与其株高和叶宽呈正相关关系[13]。由表2可以看出，移栽后各处理大白菜的叶宽以T2处理最大，CK最小。除移栽后第10天外，T2处理的叶宽均显著高于CK。T1、T2处理间的大白菜叶宽始终无显著性差异。移栽后第20天， T2处理下的大白菜叶宽达18.44 cm，较CK和NM分别显著提高24.9%和21.4%。

表1 各处理的大白菜株高

Table 1 Height of Chinese cabbage under different treatments

处理Treatment移栽后不同天数(d)的株高HeightofChinesecabbageaftervarieddays(d)oftransplantation/cm5101520CK11.00±1.10b15.84±0.44c19.14±1.31c22.54±1.86bNM12.55±0.67ab17.26±1.28b21.00±0.85bc26.24±1.02aT112.67±0.71ab18.20±0.78ab24.16±1.80ab28.21±2.64aT213.43±0.96a18.50±1.25a24.64±2.74a29.42±2.45a

表2 各处理的大白菜叶宽

Table 2 Leaf width of Chinese cabbage under different treatments

处理Treatment移栽后不同天数(d)的叶宽LeafwidthofChinesecabbageaftervarieddays(d)oftransplantation/cm5101520CK6.22±0.17b9.61±0.86a12.03±1.43b14.76±1.05bNM6.24±0.20b9.90±0.82a12.76±0.66ab15.19±0.40bT17.20±0.38a10.64±0.74a14.47±0.69a16.71±0.65abT27.50±0.40a10.64±0.73a14.67±1.23a18.44±1.64a

2.2 对大白菜SPAD值和光合作用的影响

2.2.1 对大白菜SPAD值的影响

从图1可以看出，移栽后第5、10、15天，施用有机肥的各处理大白菜叶片SPAD值均高于CK，这说明施用有机肥能促进大白菜在生长期对氮的吸收和转化。移栽后第5天，NM、T1和T2处理下大白菜叶片SPAD值分别达23.70、25.80和29.40，比CK高6.8%、16.2%和32.4%。随移栽后天数延长，大白菜各处理SPAD值呈不断增大趋势，但处理间差异变小。至成熟期(移栽后第20天)，对照大白菜的SPAD值反而略高于其他各处理，但这一时期大白菜生理代谢活动已趋弱，SPAD值很难准确反映大白菜的生长状况。

图1 大白菜SPAD值变化情况Fig.1 SPAD value of Chinese cabbage under differenttreatments

2.2.2 对大白菜光合作用的影响

分别在生长旺期和收获期测定大白菜的光合指标。结果表明，收获期大白菜的净光合速率要略高于生长期。在大白菜生长期和收获期，施用功能性有机肥的T1和T2处理的净光合速率均显著高于CK，但T1和T2处理间大白菜净光合速率无显著差异。不同时期各处理大白菜的气孔导度呈现出与净光合速率相似的规律。不同时期各处理大白菜胞间CO2浓度无明显规律性，蒸腾速率在各处理间无显著差异(表3)。

2.3 对大白菜产量和品质的影响

2.3.1 对大白菜产量的影响

在生长期(移栽后13 d)和收获期分别测定大白菜的鲜质量和含水量，统计其单位面积产量。结果表明，施用功能性有机肥的T1和T2处理下大白菜鲜质量显著高于CK(表4)。生长期和收获期各处理大白菜的含水量在88.21%～Pn，净光合速率；Gs，气孔导度；Ci，胞间CO2浓度；Tr，蒸腾速率。

表3 各处理的大白菜光合指标

Table 3 Photosynthetic traits of Chinese cabbage under different treatments

处理Treatment生长期GrowthperiodPn/(μmol·m-2·s-1)Gs/(mmol·m-2·s-1)Ci/(μmol·mol-1)Tr/(mmol·m-2·s-1)收获期HarvestperiodPn/(μmol·m-2·s-1)Gs/(mmol·m-2·s-1)Ci/(μmol·mol-1)Tr/(mmol·m-2·s-1)CK21.33±1.27b1.92±0.17b350.09±4.53a8.52±0.31a23.12±1.17b1.30±0.12b327.35±11.69b7.90±1.05aNM22.16±0.90ab2.10±0.21ab348.52±2.46ab8.53±0.08a25.05±0.89a1.97±0.14a342.23±1.44a8.57±0.28aT123.92±1.97a2.27±0.15a344.65±5.24b8.42±0.14a25.43±1.23a2.04±0.16a338.88±5.36a8.19±0.63aT223.98±2.49a2.28±0.20a344.47±3.86b8.48±0.28a25.86±1.46a2.14±0.23a341.33±5.13a8.51±0.38a

Pn， Net photosynthetic rate;Gs， Stomatal conductance;Ci， Intracellular CO2concentration;Tr， Transpiration rate.

表4 不同生育期大白菜的生物量

Table 4 Biomass of Chinese cabbage at different growing stages

处理Treatment生长期Growthperiod单株鲜质量Freshweightperplant/g含水量Moisturecontent/%收获期Harvestperiod单株鲜质量Freshweightperplant/g含水量Moisturecontent/%产量Yield/(t·hm-2)CK18.11±1.26c90.05164.00±9.75c88.8721.1NM20.22±0.38bc90.79182.20±3.77bc89.2729.1T121.61±1.67ab90.69199.40±15.75ab88.2131.9T223.06±0.92a91.17203.80±0.76a89.2932.6

91.17%之间，生长期大白菜含水量要略高于收获期，但各处理间差异不显著。收获期大白菜产量在21.1～32. 6 t·hm-2之间，T1和T2处理下大白菜产量分别达31.9和32.6 t·hm-2，较CK增加51.2%和54.5%。

2.3.2 对大白菜品质的影响

作为新陈代谢的主要原料和储存物质，可溶性糖是衡量大白菜品质和营养价值的一项重要参考指标。维生素C含量对于鉴定大白菜品质和耐贮性也具有十分重要的意义。由图2可以看出，施用功能性有机肥有利于大白菜品质的提高，与不施有机肥(CK)和施用普通有机肥(NM)相比，施用1%和2%功能性有机肥的大白菜可溶性糖和维生素C含量更高，且随着促生菌添加浓度的增加，大白菜的品质也更优。

2.4 对土壤微生物群落结构的影响

分别于大白菜收获前后测定各处理土壤中的微生物群落结构。如图3所示，与处理前相比，对照土壤样品的微生物群落结构和丰度变化不大，而普通有机肥(NM)、1%和2%功能性有机肥处理(T1、T2)下土壤中酸杆菌门细菌比例有所提高。施用功能性有机肥后，土壤中放线菌比例要明显高于其他处理。总体来看，施用有机肥后，土壤中微生物丰度明显增加，施用功能性有机肥后，土壤中放线菌菌群数量明显增加。

图2 各处理对大白菜品质的影响Fig.2 Effects of treatments on quality of Chinese cabbage

3 讨论

由于化学肥料的不合理施用，我国农业生产上土壤板结酸化、肥料利用率低下等问题十分突出。结合有机肥改良土壤的特点，加强功能性有机肥料的研发和应用，如开发出抗病、抗旱等能够改善作物品质、增强作物抗性和肥料利用效率的功能性产品，对于促进农业与资源、农业与环境以及人与自然和谐友好发展，从源头上促进农产品安全、清洁生产，保护生态环境等都具有积极意义。

BG为CK处理前土壤背景值BG reprensented background status of soil for CK before treatment图3 各处理土壤样品的微生物群落结构Fig.3 Microbial community structure of soil samples for each treatment

本研究中使用的功能性有机肥是以普通有机肥为载体，添加了一定比例的白刺链霉菌株、不吸水链霉菌株和白浅灰链霉菌株3种放线菌专利菌株的技术产品，这些菌株本身分离自植物根际土壤，根际定殖能力强。以有机肥料为载体，将筛选优化的这些菌株与普通有机肥按比例混合制备成抗病虫促生长功能性肥料，除可为作物提供营养、改良土壤外，还可抑制革兰氏阳性细菌、镰刀菌、赤霉病菌等常见的病原真菌。在本试验中，虽然功能性有机肥与普通有机肥养分含量相当，但施用功能性有机肥的大白菜在生长性状和土壤微生物丰度等指标上均明显优于其他各处理。功能性有机肥处理下，大白菜的株高和叶宽明显优于CK和普通有机肥处理，大白菜在生长旺期SPAD值更高，光合作用更强，收获期产量更高，品质也更好。从土壤微生物群落结构来看，功能性有机肥施用后，土壤中有益放线菌的丰度明显增加，表明所添加的促生菌可以在土壤环境中定殖，并能起到调节土壤微生物群落结构、改良土壤环境、促进作物对养分的吸收的效果，具有明显的应用推广潜力。

[1] 杨健， 李秀根， 王龙. 绿色食品梨的卫生标准及植保策略[J]. 中国南方果树， 2007， 36(6):62-65.

YANG J， LI X G， WANG L. Green food hygiene standards and pear plant protection strategies[J].SouthChinaFruits， 2007， 36(6): 62-65.(in Chinese)

[2] 唐莎莎， 李宝聚. 有机蔬菜生产中的病害防治药剂[J]. 中国蔬菜， 2012 (5):29-30.

TANG S S， LI B J. Disease control agents in the production of organic vegetables[J].ChinaVegetables， 2012 (5): 29-30. (in Chinese)

[3] LAIRON D. Nutritional quality and safety of organic food： A review[J].AgronomyforSustainableDevelopment， 2010， 30(1):33-41.

[4] DAVIES A. Who buys organic food？[J].BritishFoodJournal， 2013， 97(10): 17-23.

[5] HU K， LI H X， LU W S， et al. Effect of microbial organic fertilizer application on soil microbial activity[J].ChineseJournalofEco-Agriculture， 2010， 18(2):303-306.

[6] SHUANG Z， LIU D， NING L， et al. Bio-organic fertilizer application significantly reduces theFusariumoxysporumpopulation and alters the composition of fungi communities of watermelonFusariumwilt rhizosphere soil[J].Biology&FertilityofSoils， 2014， 50(5):765-774.

[7] HAN L Y， KEUN K M， LEE J， et al. Organic fertilizer application increases biomass and proportion of fungi in the soil microbial community in a minimum tillage Chinese cabbage field [J].CanadianJournalofSoilScience， 2013， 93(3):372-378.

[8] HARADA H， SHINDO H， ITO C， et al. Effect of no-puddling and organic fertilizer application on water pollutant loads from paddy fields[J].JournaloftheScienceofSoil&ManureJapan， 2011， 82(2):97-104.

[9] 张文磊. 有机肥推广的问题与对策研究[J]. 中国环保产业， 2008 (3):28-31.

ZHANG W L. Study on bottlenecks and countermeasures of promoting organic fertilizers in Shanghai suburbs[J].ChinaEnvironmentalProtectionIndustry， 2008 (3): 28-31. (in Chinese with English abstract)

[10] 左喆瑜. 农户对环境友好型肥料的选择行为研究——以有机肥及控释肥为例[J]. 农村经济， 2015(10):72-77.

ZUO Z Y. Study on the behavior of farmers on the environment friendly fertilizer application: With organic fertilizer and controlled release fertilizer as an example [J].RuralEconomy， 2015 (10): 72-77. (in Chinese)

[11] 张苗， 施娟娟， 曹亮亮，等. 添加三种外源蛋白研制生物有机肥及其促生效果[J]. 植物营养与肥料学报， 2014， 20(5):1194-1202.

ZHANG M， SHI J J ，CAO L L， et al. Adding three protein resources as solid-state fermentation medium for producing bio-organic fertilizer[J].PlantNutritionandFertilizerScience， 2014， 20(5): 1194-1202. (in Chinese with English abstract)

[12] 杜伟， 赵秉强， 林治安，等. 有机无机复混肥优化化肥养分利用的效应与机理研究Ⅲ.有机物料与钾肥复混对玉米产量及肥料养分吸收利用的影响[J]. 植物营养与肥料学报， 2015， 21(1):58-63.

DU W， ZHAO B Q， LIN Z A， et al. Study on the enhancement and mechanism of organic-inorganic compound fertilizer on inorganic fertilizer utilization Ⅲ.Effect of potassium sulfate combined with organic material on maize yield and K fertilizer utilization[J].PlantNutritionandFertilizerScience， 2015， 21(1): 58-63. (in Chinese with English abstract)

[13] 张虹. 大白菜主要数量性状遗传研究[J]. 北方园艺， 1989 (8):1-3.

ZHANG H. Genetic study on main quantitative characters of Chinese cabbage[J].NorthernHorticulture， 1989 (8):1-3. (in Chinese)

(责任编辑 高 峻)

Effect of functional organic fertilizer on growth of Chinese cabbage

HAN Li-na1， DING Zhe-li1，*， ZENG Hui-cai2， ZHENG Wei1， HE Ying-dui1， GE Yu1

(1.HaikouExperimentalStation，ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences，Haikou570102，China; 2.InstituteofTropicalBioscienceandBiotechnology，ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences，Haikou571101，China)

Greenhouse experiment was set at Yonfa experiment station, Hainan Academy of Agricultural Sciences， to study the effect of functional organic fertilizer on Chinese cabbage. It was shown that application of functional organic fertilizer could promote the growth of Chinses cabbage， and the effect was better for the functional organic fertilizer with higher content of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). After 20 d of transplantation， the height and leaf width of Chinese cabbage were increased by 30.5% and 24.9%， respectively， with application of functional organic fertilizer containing 2% PGPR compared to the control (CK). The yield， soluble sugar and vitamin C contents were also increased with application of functional organic fertilizer compared to CK and normal organic fertilzer， and the soil microbial community structure was improved.

functional organic fertilizer; Chinese cabbage; microbial community structure

http://www.zjnyxb.cn

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.10.13

2016-04-01

海南省星火产业带专项资金项目(HNXH201404)；海南耕地改良关键技术研究与示范专项项目(HNGDxf2015)

韩丽娜(1981—)，女，海南文昌人，硕士，助理研究员，主要从事新型肥料研制及高效栽培生理等方面研究。E-mail: lnhan412@163.com

*通信作者，丁哲利，E-mail: dingzheli@zju.edu.cn

S141.9

A

1004-1524(2016)10-1718-06

浙江农业学报ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2016，28(10): 1718-1723

韩丽娜，丁哲利，曾会才，等. 功能性有机肥对大白菜生长的影响[J]. 浙江农业学报，2016，28(10)： 1718-1723.