EM菌生物有机肥对马铃薯脱毒苗生产微型薯的影响

朱元芳 徐永清 陈芾葳 冯艳忠 刘娣 李凤兰

摘要：以马铃薯脱毒苗生产微型薯为试验材料，探讨了EM菌生物有机肥对其农艺性状、光合特性及微型薯产量的影响。结果表明，施用EM菌生物有机肥提高了马铃薯种苗的成活率，提高了其农艺性状，且EM菌生物有機肥l和EM菌生物有机肥2的施用分别使微型薯产量提高了57.6 %和21.9%。

关键词：马铃薯;EM菌生物有机肥;农艺特性;光合特性;产量和品质

中图分类号：S532;S144.1

文献标识码：A

文章编号：0439-8114（ 2020） 20-0046-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.20.010

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马铃薯是世界第三大粮食作物，含有丰富的膳食纤维、类胡萝卜素和抗坏血酸[1，2]。黑龙江省地处高纬度地区，昼夜温差较大，生产的种薯质量好。中国是世界马铃薯生产大国，马铃薯的种植面积居世界第一位[3]。黑龙江省是全国马铃薯的生产基地，自2014年以来，黑龙江省将大兴安岭等地作为马铃薯种薯的生产基地[4.5]。研究表明，运用脱毒种薯进行种植，产量最高可增加60%以上[6，7]。然而，目前由于种薯生产成本高，繁育体系不协调，薯农积极性低，农药残留等问题严重影响马铃薯的产量和品质[8]。中国马铃薯种植面积占世界总面积的29.6%，但单产水平低于世界均产的15.6%[9]。

EM菌（Effective microorganisms）为有效微生物群的英文缩写，它是以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的10个属80余种微生物复合而成的一种微生物活菌剂。EM菌生物有机肥是利用EM菌制剂发酵腐熟人畜粪便和糠壳秸秆等植物材料制成的有机肥。它能提高化肥的利用率，又能增加作物产量。杨永奎等[10]研究表明，施用EM菌有机肥能够提高烟叶产质量。于志强等[11]研究表明，EM菌发酵的有机肥显著提高黄瓜品质。肥料是保障国家粮食安全的战略物资，是实现农业可持续发展的物质基础[12]。当前国家重视排污节能，EM菌生物有机肥的生产开发也是积极响应政府的号召[13]。本研究以马铃薯脱毒苗生产微型薯为研究对象，为EM菌生物有机肥在未来的应用和推广提供实践和理论依据，同时为马铃薯微型薯安全生产、实现企业增利、薯农增收和农业增效提供一个新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1植物材料马铃薯品种为尤金，马铃薯脱毒苗由黑龙江省农业科学院马铃薯研究所提供。

1.1.2 EM菌生物有机肥制作 采用2种EM菌发酵有机肥，分别记为EM菌有机肥1和EM菌有机肥2，均为自制，其自制方法已申请专利，专利号为ZL 2015 1 0292503.5n

1.1.3试验设计试验在黑龙江省农业科学院温室内进行。采用EM菌发酵的有机肥作为基肥，其中EM菌生物有机肥1施肥量为220 g/m2（处理1），EM菌有机肥2施肥量为300 g/m2（处理2），以未施加肥料作为对照（CK）。基肥是在种苗前10 d撒入灭菌土中，与草木灰土混合均匀，加湿，7d后看到菌丝时（2015年5月8日）可以栽苗。每个小区设计为2.0 mx1.5 m，种植行株距为7 cmx7 cm。每个小区3次重复，随机排列。

1.2 方法

1.2.1 生物有机肥的肥力检测 自制的EM菌生物有机肥在发酵成熟后，需要对其进行各项营养指标的检测，确保其符合中国有机肥的施用标准，具体检测方法如下：有机质的含量测定采用重铬酸钾容量法[14];全氮的含量测定采用硫酸一水杨酸一催化剂消煮法[15];全磷的含量测定采用钒钼黄比色法[16];全钾的含量测定采用火焰光度法[14];通过烘箱烘干有机肥中水分含量的方法测定有机肥水分的含量;采用pH酸度计测定pH。

1.2.2 EM菌生物有机肥对马铃薯微型薯生产的影响在定植7d时，在每个小区内随机抽取马铃薯植株10株，统计成活率、生根率。在定植10、20、30和40 d后在每个小区内随机抽取马铃薯植株10株，统计节间数、叶片数;测量株高、节间长度、茎粗。在2015年7月10日（记为马铃薯生长期1）、7月20日（记为马铃薯生长期2）分别对马铃薯叶片叶绿素含量进行测定，采用马铃薯植株生长点以下第3片叶子，按小区3次重复取样，用95%乙醇分光光度法测定叶绿素含量。在马铃薯微型薯分别栽植120 d后对每个小区1.0 mx1.3 m的微型薯进行采收，在采收后分别对每个小区内的马铃薯微型薯块茎进行称重，并采用过筛法对马铃薯微型薯进行分级。

按照马铃薯微型薯直径大小分出马铃薯微型薯的级别，分级标准：一级，微型薯>筛孔（筛的孔径为6 cmx6 cm）;二级，微型薯>筛孔（筛的孔径为5 cmx5 cm）;三级，微型薯>筛孔（筛的孔径为4 cmx4cm）;四级，微型薯>筛孔（筛的孑L径为3 cmx3 cm）;五级，微型薯>筛孔（筛的孔径为2 cmx2 cm）;六级，微型薯>筛孔（筛的孔径为1 cmxl cm）;七级，微型薯<筛孔（筛的孔径为1 cmxl cm）。

1.3 统计分析

数据均采用办公软件Excel 2013进行处理。采用统计软件SPSS 13.0进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 EM菌生物有机肥的检测

中国生物有机肥的养分检测现在执行的标准为NY 884-2012[17]，国家标准要求的有机肥成熟条件：水分在30%以下，氮、磷、钾总养分含量在50 g/kg以上，pH 5.5-8.0，有机质含量≥45%，达到上述指标的属于发酵成熟。本试验发酵的EM菌生物有机肥的肥料测定结果见表1。由表1可以看出，2种有机肥中各项营养指标均达标。

2.2 EM菌生物有机肥对马铃薯农艺特性的影响

2.2.1 EM菌生物有机肥对马铃薯成苗率的影响由图1可知，处理1的成苗率相对于CK提高了5.36%，但是没有达到显著差异。哈尔滨市在5月初昼夜温差較大，会影响马铃薯的出苗率。表明施用有机肥可以有效提高栽培地地温，因此，马铃薯脱毒苗的成活率得到提高。

2.2.2 EM菌生物有机肥对马铃薯生根率的影响不同处理对马铃薯微型薯生根率的影响见图2。由图2可以看出，处理2与CK相比生根率相差不大，处理l的生根率大于处理2和CK，提高率在10%以上，但是并无显著差异。从农业生产的角度考虑，较多的生根数对马铃薯微型薯生产具有重要意义。

2.2.3 EM菌生物有机肥对马铃薯植株株高的影响 不同处理对马铃薯植株株高的影响如图3所示。定植后马铃薯地上部分的增长速度表现为慢一快一慢的趋势，在整个调查期间，处理1、处理2的株高始终高于CK。在定植10 d时，马铃薯脱毒微型薯苗正处于缓苗期，各个处理的差异性并不显著。定植20 d后，不同处理的马铃薯株高都明显增加。在定植30 d时，马铃薯株高进入快速增长期，表明这个时期植物体内营养物质不断向上运输，保证植株快速生长。此时，处理1、处理2的株高明显高于CK，但差异不显著。在定植40 d时，马铃薯的生长趋势略微变缓，此时马铃薯的营养开始主要供应地下块茎的生长，各处理间差异不显著，但处理1的株高要略高于处理2，与CK相比，处理l株高提高了16.0%，处理2株高提高了11.5%。可见，EM菌生物有机肥可以提高马铃薯的株高。

2.2.4 EM菌生物有机肥对马铃薯植株茎粗的影响不同处理对马铃薯植株茎粗的影响如图4所示。马铃薯的茎粗随着定植时间增加而增加。在定植10 d和20 d时，马铃薯各个处理之间的茎粗并没有显著差异，茎粗大小表现为处理1>处理2>CK。在定植30 d时，马铃薯的茎粗在不同处理中表现出差异性，其茎粗大小仍然表现为处理1>处理2>CK，处理1与CK之间差异显著，较CK提高了39.6%。在定植40 d时，处理1和处理2马铃薯的茎粗与CK之间差异显著，处理1相对于CK显著提高了40.5%。由此可知，EM菌生物有机肥对马铃薯茎粗的影响较大。

2.2.5 EM菌生物有机肥对马铃著植株叶片数的影响不同处理对单株马铃薯植株叶片数的影响见图5。由图5可以看出，在定植10、20 d时，叶片数多少表现为处理1>处理2> CK，各处理之间并无显著差异。在定植30 d时，所有处理的叶片数都达到整个生长调查期间的最大值，处理2的叶片数显著高于CK。与CK相比，处理l的叶片数提高了14.9%，处理2提高了20.2%。在定植40 d时，各个处理的叶片数相差较小，并无显著差异。

2.2.6 EM菌生物有机肥对马铃薯植株茎节间长度的影响不同处理对马铃薯植株节间长度的影响如图6所示，在定植10、20 d时，各个处理之间马铃薯植株节间长度的差异不显著;在定植30d时，处理1马铃薯植株节间长度显著高于处理2;在定植40 d时，处理1马铃薯植株节间长度显著高于CK。

2.3 EM菌生物有机肥对马铃薯叶片叶绿素含量的影响

由表2可以看出，马铃薯栽植75 d时的叶片叶绿素含量均高于65 d。在马铃薯栽植65 d时，处理2的叶绿素含量最高，与CK相比差异显著。在马铃薯栽植75 d时，处理1的叶绿素含量最高，与CK相比差异显著。

2.4 EM菌生物有机肥对马铃薯微型薯产量的影响

2.4.1 EM菌生物有机肥对马铃薯微型薯产量的影响产量是衡量肥料好坏最重要的指标之一，是肥料能否进行推广的决定性指标。由图7可以看出，马铃薯微型薯的产量高低表现为处理1>处理2>CK。其中，处理1产量与CK之间差异显著。与CK相比，处理1的产量提高了57.6%，处理2的产量提高了21.9%，由此可见，EM菌生物有机肥可以提高马铃薯微型薯的产量，且EM菌生物有机肥1的增产效果要好于EM菌生物有机肥2。

2.4.2 EM菌生物有机肥对马铃薯微型薯等级个数比率的影响不同处理对马铃薯微型薯个数比率的影响如图8所示。处理1和处理2的1级至5级个数比率均高于CK。其中，处理1的3级微型薯个数比率显著高于CK;而CK微型薯的6、7级微型薯比率显著高于处理1和处理2，可见施用EM菌生物有机肥可以提高马铃薯大薯率。

3 讨论

EM菌生物有机肥含有大量的有益微生物和氮、磷、钾，不但为土壤提供直接的养分，还能产生一些如吲哚乙酸等能够促进马铃薯种薯根的生长以及细胞分裂的代谢产物。张雪艳等[18]研究表明合理施用生物有机肥可促进黄瓜生长。本试验在马铃薯微型薯生产中施用了EM菌发酵有机肥，结果表明，各处理的马铃薯植株长势好于对照，且有机肥施用量对不同时期的马铃薯生产都存在影响，此试验结果与张雪艳等[18]的研究结论基本吻合。另一方面由于气候的原因，在2年试验中脱毒苗存活率在各个处理中并不具有一致性，其主要原因可能是由于第一年种植时期气温相对较低，施用有机肥作为底肥发挥了增温保苗的作用，而第二年气温相对较高，各个处理间的差异主要体现为个体差异，具体原因还有待于进一步探究。

生物菌肥代谢的产物可以促进作物的生长、提高叶绿素含量，从而提高光合速率，有利于干物质的积累。高文斌等[19]研究表明生物有机肥可以使黄瓜叶绿素含量有所增加;张彭良等[20]研究表明施用不同生物有机肥处理的小麦，其叶绿素含量均显著高于CK。本研究结果表明，与CK相比，在施用EM菌生物有机肥后，不同处理的叶绿素含量均有所增加，说明施肥影响了马铃薯微型薯的叶绿素含量，该结果同前人研究结果[ 19.20]具有一致性。生物有机肥有许多有益的微生物能够改善土壤养分，增强土壤酶活性，而且还可以提高马铃薯的产量和品质。王文丽等[21]研究表明生物有机肥料CSJ-I能显著改善土壤肥力状况，提高马铃薯生理指标和产量。王永胜等[22]和杨梦平等[23]研究表明有机肥具有更全面的营养，有助于马铃薯增强抗病性，提高产量和商品薯率。岳超等[24]研究表明使用生物有机肥的成本低且高产高效。本试验结果表明，施用EM菌生物有机肥1，微型薯产量提高了57.6%，施用EM菌生物有机肥2，微型薯产量提高了21.9%，均提高了马铃薯的经济效益。本研究所使用的EM菌生物有机肥均为自制，利用了农业和畜牧业生产的废弃物制作而成，成本低廉，营养价值全面丰富，对马铃薯前期生长和产量的提高都有促进的作用，在马铃薯生产中具有推广普及价值。

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作者简介：朱元芳（1989-），女，山东曹县人，在读硕士研究生，研究方向为植物分子生物学，（电话）13115419659（电子信箱）1716227340@qq.com;通信作者，李凤兰（1973-），女，副教授，博士，主要从事植物分子生物学研究，（电子信箱）lflan715@163.com;刘娣（1963-），女，研究员，博士，主要从事动物遗传育种与繁殖的工作，（电子信箱）liudil963@163.com。