不同微生物菌肥品种对甘蓝生物性状及产量的影响

乔志刚，刘红波，王永铭，任永红，周 军，庞 琢，索全义，白林交

（1.内蒙古自治区农牧业生态与资源保护中心，内蒙古 呼和浩特 010020；2.呼和浩特市农牧技术推广中心，内蒙古 呼和浩特 010010；3.呼伦贝尔市农牧局，内蒙古 呼伦贝尔 021008；4.内蒙古农业大学 草原与资源环境学院，内蒙古 呼和浩特 010020；5.内蒙古德源肥业有限公司，内蒙古 临河 015000）

长期以来，中国农业增产主要依靠大量化学农药及无机肥料的施用，不合理施肥引起耕地土壤肥力下降、土壤有害微生物大量繁殖、酶活性降低、农业面源污染等一系列亟待解决的问题［1-2］.在甘蓝生产中，因为复种指数高，土壤利用强度大，导致土壤微生物多样性降低、微生物群落失衡，已严重影响其产量和品质［3］.因此寻找可替代化肥的新型肥料已成为当务之急.在此背景下，微生物菌肥作为近些年推广的新兴、环保、无污染肥料，以其环境友好型、资源节约型、绿色安全型［4］等特点受到一致好评.研究表明，微生物菌肥是经过特殊工艺制成的含有活菌并用于植物的生物制剂或活菌制剂，在土壤中具有固氮、解磷、解钾，促进土壤中微量元素的释放、提升土壤肥力、增强植物对养分的吸收能力、促进作物生长、改善土壤团粒状结构及微生物生态环境、提高作物抗病能力和肥料利用率、提升作物品质和产量、减少环境污染等多种功能，目前在农业生产特别是经济作物上得到广泛应用［5-8］.本文以甘蓝为试验材料，通过施用6 种不同品种的微生物菌肥产品，以期筛选出在提升产量和品质上效果显著的微生物菌肥.

1 材料和方法

1.1 试验材料环境

供试肥料选用国内3 家企业生产的液体微生物菌肥共6 个产品进行露地甘蓝田间效果筛选试验，分别为菌中菌、冀微生根、冀微多抗、生态宝、根力多和菌体碳复合微生物肥料.供试作物甘蓝，品种为中甘26.试验地点位于内蒙古自治区武川县耗赖山乡耗赖山村的“呼和浩特市冷凉蔬菜院士专家试验站”基地（111°32′20″E，41°18′17″N，海拔1 600 m），该地属于干旱、半干旱大陆季风性气候，全年平均日照时数约2 927.5 h、平均降水量350 mm、平均气温4.2 ℃、平均地表温度6.5 ℃，≥10 ℃历年平均积温1 895.6 ℃. 土壤类型为栗钙土，肥力中等，pH 值7.1，耕层（0～20 cm）养分含量为：有机质18.8 g·kg-1，全氮1.0 g·kg-1，碱解氮102.9 mg·kg-1，有效磷17.7 mg·kg-1，速效钾102.4 mg·kg-1.

1.2 试验设计

试验设7 个处理，3 次重复，小区面积30 m2，随机排列.其中T1 为对照，即常规施肥（基肥：有机肥15 000 kg·hm-2、复混肥600 kg·hm-2，定植前一次性撒施或沟施翻入土中；追肥：尿素600 kg·hm-2于苗期、发棵期和结球期分3 次随浇水滴灌施入），其他处理施肥均为常规施肥+供试微生物菌肥.供试微生物菌肥用量60.0 L·hm-2，苗期结束后，分别于发棵期和结球期分2 次随浇水滴灌施入，与化肥追施间隔5 d；本试验施肥装置采用文丘里式比例施肥器.试验处理见表1.

表1 试验肥料种类

1.3 田间管理与测产

2020 年6 月25 日平整土地并将基肥按照常规施肥处理撒施或沟施翻入土中，6 月26 日定植.为便于田间调查，本试验采用稀植，株距30 cm，行距100 cm，密度33 000 株·hm-2；管理上按常规方法进行；2020 年9 月14 日测产清园.各处理除肥料施用品种、施用量不同外，其它管理同常规施肥的田间管理一致.每个处理在测产时对小区全部植株实收实测，主要对影响产量的毛菜重、净菜重、商品菜株数、商品菜平均单株重等生物学性状进行调查统计.毛菜重为甘蓝采收后清除泥土，保留外叶时的质量.净菜重是去除泥土、外叶后，仅保留紧实叶球时的质量.试验以每30 m2的甘蓝产量进行比较.商品菜株数为单株净菜重700 g 以上且结球紧实的甘蓝作商品菜统计数量.

商品菜平均单株重（kg·株-1）=商品菜总重量（kg）÷商品菜株数（株）.

净菜率（%）=（净菜重÷毛菜重）×100%.

1.4 数据处理与分析

数据处理与分析采用Excel 2019 和SPSS 26 统计分析软件.用新复极差法进行平均值的显著性检验.

2 结果分析

2.1 不同处理对甘蓝产量性状的影响

不同处理之间甘蓝植株的平均毛菜重较CK 有不同程度的增加，如表2 所示.其中T2 处理显著高于CK，增幅达14.87%，其它处理与CK 间差异不显著，各处理间差异不显著；T2 和T7 处理的甘蓝净菜重较CK 分别提高了17.00%和14.75%，而其它处理与CK 间无显著性差异，不同菌肥处理间差异不显著；不同品种微生物菌肥处理的甘蓝主要产量指标净菜率平均值均高于CK 处理，其平均值大小顺序为：T7＞T4＞T6＞T5＞T2＞T3，其中T7 处理较CK 显著增加了9.27 个百分点，增幅达13.27%，差异显著，其它各处理与CK 间差异不显著，不同菌肥处理间差异不显著.结果显示，含有2 种以上功能菌种且有效活菌含量最高的T2 处理可显著提高甘蓝的毛菜重和净菜重，但对净菜率提升作用不明显；而T7 处理可显著提高甘蓝净菜重和净菜率.

表2 不同处理的对甘蓝产量性状的影响

2.2 不同处理对甘蓝商品性状及品质的影响

不同品种微生物菌肥处理的甘蓝商品性状均优于常规施肥CK 处理，如表3 所示，其中T2、T4 及T6平均商品菜株数调查结果显示比CK 高出13.64%、15.55%和14.60%；商品菜平均单株重调查结果显示，T2 和T7 比CK 提高了2.70%和6.31%.

表3 不同处理对甘蓝商品性状和品质性状的影响

经过对不同处理甘蓝维生素C 含量的检测，施用菌肥的处理对甘蓝维生素C 的合成有一定的促进作用，其中T2 和T4 分别比CK 提高22.19%和15.49%，说明有效活菌含量高的菌肥产品对维生素C 合成的促进作用最为明显.

3 讨论

研究表明，芽孢杆菌类微生物菌剂可显著提升作物产量［9-12］，本试验供试菌肥中均含有芽孢杆菌类菌剂，施用后对甘蓝毛菜重、净菜重（净菜总产量）和净菜率均有促进作用，其原因可能是菌肥中的功能菌进入土壤后迅速繁殖优化了土壤微生物种群结构和土壤酶活性，加速了土壤有机物质的分解，促进土壤中固定养分向有效养分转化，进而在一定程度上促进植株根系及地上部的生长.此外，大量研究表明［6］，微生物菌肥施用促进了甘蓝的细胞分裂，加快甘蓝的生长和结球速度，是促进甘蓝各项产量性状提高的一个重要因素.该研究还发现不同微生物菌肥对甘蓝植株不同产量性状指标的影响存在着差异，这可能与不同微生物菌肥含有不同的功能菌种及活菌数量有关.其中T2 处理较CK 显著提高了甘蓝的毛菜重和净菜重，其增产原因可能是其有2 种以上菌种且有效活菌含量最高，而且与其它菌肥相比，其含有地衣芽孢杆菌，它可促使机体产生抗菌活性物质、杀灭致病菌，并具有生物夺氧作用机制，能抑制致病菌的生长繁殖，施入土壤后可抑制有害菌生长，为T2 处理各菌种在甘蓝根际快速定殖提供环境，且T2 处理活菌数量最多，其定殖后可一定程度改善甘蓝根际土壤微生态环境及微生物菌落结构，提高土壤肥力水平，进而增加其产量.T7 处理显著提高了甘蓝净菜重，其可能原因为：一方面是T7 处理中解淀粉芽孢杆菌与其它处理菌种相比，其可产生赤霉素、吲哚乙酸、细胞分裂素等多种生理活性物质和氨基酸类物质，从而促进植物根系及植株生长，增强植物抗病性，间接减少病害，其作用提高了甘蓝净菜重量，从而提高了净菜重，其增产作用与杨晓云［13］、周晨光［14］在番茄和茶叶上的研究结果一致；另一方面其含高达40%的水溶性碳，一定的碳源供给改变了土壤C/N、C/P 和C/S 比，促进了解淀粉芽孢杆菌在土体中扩繁及在根际的定殖［15-16］，进而加速土壤有机质的分解，为甘蓝生长提供了充足的营养.

产量性状中净菜率是影响甘蓝产量和经济效益的一项重要指标，试验表明，各处理在施用微生物菌肥后均对商品菜的平均净菜率有促进作用，但只有T7 处理影响显著，这说明T7 处理在增加甘蓝净菜重量的同时，还可能增加了叶球紧实度、降低了帮叶比，其作用机理可能与T7 中高含量的水溶性碳及解淀粉芽孢杆菌分泌的某种生理活性物质有关.

本试验对甘蓝维生素C 含量检测发现，施用菌肥处理对甘蓝维生素C 合成有一定的促进作用，其中有效活菌含量高的T2 和T4 促进作用最为明显；刘红波等在结球白菜上的试验也得出相同的结论［17］.有研究表明，芽孢杆菌类微生物菌剂可提升作物品质［18-19］，研究认为磷肥能够促进植株体内碳水化合物向果实与贮藏器官运输，从而提高果实中维生素C 含量，钾肥能促进蔬菜维生素C 的合成［19］，李海云等对6 种大白菜进行施钾试验发现施用钾肥提高了所有大白菜品种的维生素C 含量［20］.本试验中各处理菌种均具有一定的固氮、解磷、解钾作用，有利于维生素C 的合成，而T2 和T4 中有效活菌含量最高，施入土壤一段时间后，可促进土壤中被固化的磷、钾等养分的溶解，并被作物吸收利用，从而起到改善品质的作用.

4 结论

本试验采用3 家企业生产的6 个微生物菌肥品种进行筛选，结果表明，在甘蓝净菜率方面，T7 比CK增加9.27 个百分点，增幅达13.27%；在净菜总产量方面，T2 和T7 显著高于CK 处理，较CK 的增产率高出17.00%和14.75%；在提升品质方面，施用菌肥均能不同程度的促进维生素C 的合成，含有2 种以上菌种且有效活菌含量高的复混类微生物菌肥，促进作用最明显.在增产效果显著的2 个处理中，以有效活菌含量最高的T2 增产效果尤为显著，说明在外源微生物数量较大的基数上能够迅速扩繁、并分解活化土壤中磷、钾养分，为作物提供充足的营养；T7 的供试复合微生物肥料中除含有解淀粉芽孢杆菌，可分泌生长素促进作物生长外，还有40%的水溶性碳成分，为作物增产奠定了库源基础，增产效果也很显著.