生物菌肥与化肥组合施用可有效提升白菜品质

王东歧 杨柳 耿妍

摘 要：为了探究不同生物菌肥产品组合对十堰地区蔬菜产量和品质的影响，减少肥料使用量及土壤中的化肥残留，于2019年研究了不同生物菌肥在大田白菜上的应用效果。试验设置不同施肥配方处理，调查并测定白菜长势、产量、土壤的速效N、P、K以及白菜的亚硝酸盐含量和可溶性糖含量。结果表明：底肥用生物有机肥代替1/3用量的化肥、追肥时使用不同冲施型菌剂或菌肥代替常用的蔬菜专用肥，不影响白菜的生长及产量并可显著提高白菜中可溶性糖含量（P<0.05），比仅施用化肥增加33.86%;白菜收获后该处理土壤中N、P、K含量比仅施用化肥含量分别减少了53.07%、52.70%和51.85%。综上所述，生物有机肥部分替代化肥作为基肥，并在生长期追施生物菌肥，不影响白菜产量，并可提升白菜品质，优于单一施用化学肥料。

关键词：生物菌肥;施肥配方;白菜品质;土壤中N、P、K含量

中图分类号：S-3       文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030002

传统设施农业的高水高肥、农药过量施用造成土壤质量下降、面源污染风险高等问题，集成优化生态型高效设施农业养分平衡调控技术、化肥替代技术、水肥（药）一体化技术等，对减少农药和化肥的投入，特别是对南水北调中线核心水源涵养区（丹江口）生态环境的保护具有重要意义。

针对化学肥料和农药的过量施用造成的土壤和水体污染[1]，蔬菜产量和品质下降等一系列问题，前人从多个方面研究了肥料的施用种类和施用方式对肥料供应、利用率等的影响。刘德平等[2]研究表明适量N、P、K肥配施能够有效提高作物对氮肥的吸收，降低土体中硝态氮的残留。魏晓兰等[3]研究报道，减少常规施肥量的15%～25%对土壤供肥能力不产生明显的影响，并可减少农业面源污染，减轻环境污染压力。生物有机肥不仅能够显著提高土壤供应养分的能力[4]，还促进小白菜对土壤中N、P、K的吸收，提高了肥料的利用率[5]。

水肥一体化技术属于滴灌栽培技术，是借助微灌系统，将肥料配兑成肥液在灌溉的同时将肥料输送到蔬菜根部土壤，适时适量地满足蔬菜对水分和养分需求的一种现代农业新技术[6]。这项技术保证了根系对水分、养分的快速吸收，从而提高了N肥有效利用率，减少了对环境及地下水的污染。与此同时，方便、灵活、准确地控制施肥、灌溉数量和时间，可以节省施肥用工[7]。研究表明，地表灌溉的水肥利用率仅为45%，喷灌为75%，而滴灌高达95%，还可节约60%以上的肥料，节省80%以上的用工[8]。

有关生物有机肥替代部分化肥并使用生物菌剂作为追肥的研究相对较少。本研究以具有防病促生功能的生物菌剂和生物有机肥代替部分化肥，设计了不同的生物菌肥及化肥的组合处理，采用水肥一体化技术进行追肥，研究其对大白菜生长、产量、品质以及土壤残留N、P、K的影响。生物菌肥的应用不仅对环境无污染，同时能够促进植物生长、防止病虫害的发生，具有吸引力和应用前景。

1 材料与方法

1.1 试验地点

湖北十堰市郧阳区谭家湾镇心怡蔬菜专业合作社，大棚面积为30m×8m。

1.2 蔬菜品种

大白菜，品种为“吉祥如意”。试验于2019年8月30日播种，9月21日移栽，12月10日收获。

1.3 肥料

蔬菜专用肥：十堰当地常用蔬菜专用肥，N-P-K比例为20-5-20;生物有机肥：中国农业科学院植物保护研究所提供，芽胞杆菌活菌量为0.5亿·g-1，有机质≥45%，总养分≥5%;冲施基施型复合微生物菌剂：中国农业科学院植物保护研究所提供，芽胞杆菌和粉红螺旋聚孢霉的活菌量为10亿·g-1;冲施滴灌型复合微生物菌剂：中国农业科学院植物保护研究所提供，芽胞杆菌和粉红螺旋聚孢霉的活菌量为20亿·g-1;灌根宝：中国农业科学院植物保护研究所提供，芽胞杆菌和粉红螺旋聚孢霉的活菌量为20亿·g-1。

1.4 試验方法

1.4.1 试验处理

试验设4个处理，每小区面积12m2，每处理3个重复，即每处理面积约为36m2。棚两头作为保护行。各处理间起高垅分隔，垅宽50cm。做基肥的肥料结合整地施入，做追肥的肥料随水冲施，分别于大白菜莲座期、结球初期、结球中期各冲施1次，整个生育期冲施3次。

处理1：基肥，蔬菜专用肥1500kg·hm-2;追肥，蔬菜专用肥，每次150kg·hm-2，追施3次。

处理2：基肥，蔬菜专用肥1500kg·hm-2;追肥，冲施滴灌型复合微生物菌剂，每次30kg·hm-2，追施3次。

处理3：基肥，蔬菜专用肥1004kg·hm-2加生物有机肥5997kg·hm-2加冲施基施型复合微生物菌剂540kg·hm-2;追肥，冲施基施型复合微生物菌剂，每次120kg·hm-2，追施3次。

处理4：基肥，蔬菜专用肥1004kg·hm-2加生物有机肥5997kg·hm-2;追肥：灌根宝，每次75kg·hm-2，追施3次。

1.4.2 数据调查和收集

1.4.2.1 白菜生长和产量测定方法

每个小区按不同方位随机选取10棵白菜，用卷尺测量白菜的株高、株宽，用电子天平测量白菜的单株重，测定每个小区的白菜总株数，计算产量。

1.4.2.2 白菜样品采集及品质测定方法

每个小区按不同方位选择5～6棵白菜，去掉白菜外层老叶，取裹心部分的第2片和第3片叶片各2片，自然晾至表面无水，然后用厨房用纸包裹，放入塑料袋中，每棵白菜单独包装装入1个塑料袋。每个处理3个小区。所采集样品用于白菜品质的测定。采用蒽酮比色法[9]测定白菜中可溶性糖含量、根据国家标准GB5009.33-2016测定白菜中亚硝酸盐含量。

1.4.2.3 土壤样品采集及养分测定方法

整地前，采用“S”型多点混和采样法采集土壤约500g;白菜收获时，在采集白菜叶片样品时，同时采集对应白菜的根部周围土壤约100g。根据农业行业标准NY/T-1849-2010测定土壤中速效N、P、K含量。

2 结果与分析

2.1 不同生物菌肥与化肥组合施用前后土壤中N、P、K的含量  由表1可以看出，同种植白菜前相比，处理1、处理2土壤各项可溶性养分指标下降幅度不大，尤其是处理1，其可溶性氮反而比种植前高31.07%，出现了积累现象。处理3、处理4土壤各项可溶性养分指标下降幅度相对较大，可溶性氮下降了32.67%～38.48%、可溶性磷下降了30.77%～57.63%、可溶性钾下降了44.52%～51.35%。

在本次试验中，采用生物菌肥与化肥组合施用的处理（处理2、处理3、处理4）比仅施用化肥的处理（处理1）土壤可溶性氮含量分别降低了34.57%、48.63%和53.07%，处理1与处理3、处理4之间差异显著（P<0.05）（见表1）;土壤可溶性磷含量分别降低了22.63%、22.71%和52.70%，处理4与其它各处理之间差异显著（P<0.05）（见表1）;土壤可溶性钾含量分别降低了7.62%、45.10%和51.85%，处理1、处理2与处理3、处理4之间差异显著（P<0.05）（见表1）。

2.2 不同生物菌肥与化肥组合施用对白菜生长和产量的影响  在本次试验中，处理2产量最高，达到了99950.52kg·hm-2，处理1产量最低，为91608.69kg·hm-2，处理3与处理4产量介于二者之间，但方差分析后可知，各处理间产量并无显著差异（P<0.05）（见表2）。

相关性分析可知，白菜的单株重、株高、株宽等单株性状与白菜产量之间呈正相关，其中单株重与产量之间的相关性最高，相关系数达到了0.9196（y=53585x-18415，r=0.9196）。

不同生物菌肥与化肥组合施用的处理2、处理3和处理4与仅施用化肥的处理1相比，除处理4白菜单株重略有下降外，白菜株高、株宽之间差异不显著（P<0.05）（见表2）。

2.3 不同施肥配方对白菜品质的影响

亚硝酸盐含量一般与N肥施用水平呈正相关，但本次试验中，白菜施氮量最高的处理1与其它各处理间亚硝酸盐含量无显著差异（见图1）。

可溶性糖含量是重要的品质指标，本次试验中，白菜可溶性糖含量以处理4最高，处理1最低，处理4比处理1增加了33.86%，差异显著（P<0.05）（见图2）。其它处理可溶性糖含量介于二者之间，相互之间差异不显著（见图2）。

3 讨论

作物生产会消耗土壤养分，一般情况下通过施肥可以补充土壤养分，保持土壤养分平衡。白菜是一种对氮肥需求量比较大的蔬菜，但过量施肥会导致土壤养分积累，增加流失风险，尤其是N、P的流失易污染环境造成水体富营养化，同时还可能造成白菜中亚硝酸盐的过度积累，影响人的健康。有研究表明，N肥用量增加可以显著提高大白菜体内亚硝酸盐的含量[10]。本研究比较了化学肥料和几种不同生物菌肥组合施用对大棚大白菜的产量、品质以及收获后土壤中N、P、K含量的影响。试验结果表明：基肥施用等量的化学肥料，只在追肥时用生物菌肥替代化肥，对土壤中N、P、K含量的影响不显著（见表1）;而基肥中用生物有机肥替代1/3的化学肥料，在后期追施生物菌肥，土壤中N、P、K的含量减少，而且可明显提升白菜中可溶性糖含量，差异显著（见图1），产量则基本与只施用蔬菜专用肥持平。试验结果说明白菜对可溶性N、P、K营养的需求，不需要在基肥施用时一次性供给，生物有机肥更有利于长期供应白菜生长。这一点与前人关于生物有机肥对土壤肥力和利用率的研究相似[4，5]。

由于白菜生长时间短，试验中未发生严重病害，因此无法评估生物菌肥中生物菌剂对白菜病害的防控效果。但试验中使用的生物菌肥中的芽胞杆菌和粉红螺旋聚孢霉为多年试验筛选到的高效生防菌株[11，12]。不仅具有防病作用，还具有促进根系生长和增产作用，可能在生物菌肥提升白菜品质效果中起重要作用，尚需进一步研究。

4 结论

试验结果表明，用生物有机肥代替1/3化学肥料作为底肥，并在生长期追施生物菌肥，不影响白菜产量，可提升白菜品质;生物有机肥和可溶性生物菌肥组合的合理选择和施肥方式可显著降低土壤中残留的N、P、K，有利于土壤和水体环境的保护，为后期研制水肥（药）一体化产品并明确其使用方式提供了依据。

参考文献

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[3]魏晓兰，吴彩姣，孙玮，等.减量施肥条件下生物有机肥对土壤养分供应及小白菜吸收的影响[J].水土保持通报，2017，37（01）：40-44.

[4]霍光，化党领，王镇.生物有机肥对植烟土壤和烟叶中氮磷钾含量的影响[J].湖南农业科学，2013（03）：47-51.

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[12]Zhang Y H，Ma G Z，Gao H L，et al. Mycoparasitism of Gliocladium isolates in China[J]. Journal of Zhejiang University （Agri. & Life Sci.），2004，30（4）：412-413.

（责任编辑 周康）