微生物菌肥对辽细辛生长发育及产量构成的影响

于春雷孙文松

(1.辽宁省农业科学院药用植物研究所,辽宁 沈阳 110161; 2.辽宁省经济作物研究所,辽宁辽阳111000)

辽细辛(Asarumheterotropoidesvar.mandshuricum)是马兜铃科细辛属多年生宿根草本植物[1],有祛风、散寒、镇痛、通窍、温肺化饮之功效[2～3],为东北道地大宗中药材。近年来,辽细辛需求量呈逐年增长之势。

微生物菌肥是将活体微生物经人工培养制成的一种新型生物肥料,又称复合菌肥、菌剂、生物接种剂[4～5]。菌肥中通常含有固氮菌、解磷菌、解钾菌和微生物菌素等,这些特殊功能菌群具有分泌植物生长调节物质、促进植株根系生长、抑制病原菌生长、增强植株抗病能力等特性[6],作为“环境友好型”肥料已被代替部分化肥作用于多种植物,增产效果显著[7～10]。为探明微生物菌肥在辽细辛上的使用效果,进行了微生物菌肥与常规化学肥料的盆栽对比试验,以期为合理利用微生物菌肥,实现辽细辛绿色高效生产提供一定的理论支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

药材为中药材天地网辽细辛新宾种植基地3年生种苗。微生物菌肥分别为贵州益百亿生物科技有限公司生产的木霉菌生物有机肥,河南沃尔德农业科技有限公司生产的多酶微生物菌剂(A2),石家庄沃福沃肥业有限公司生产的黄腐酸钾(A3),江苏辉丰生物农业股份有限公司生产的辉丰聚合(A4)。化学肥料为秦皇岛天阜化工有限公司生产的过磷酸钙和中国石化生产的硫酸铵(CK)。

1.2 试验方法

1.2.1 种苗处理 2019年4月1日选择大小一致、无病虫的3年生辽细辛种苗移栽于直径30 cm,高40 cm的花盆中,每盆3株。栽培用土pH值为6.50,有机质为2.83%,有效氮为26.97 mg/kg,有效钾为81.35 mg/kg,有效磷为40.01 mg/kg。置于辽宁省农业科学院药用植物研究所中药材标准化栽培试验区( 41°16′N,123°12′E) 。

1.2.2 试验设计 种苗移栽15 d后进行肥料处理,每处理10盆,随机区组排列,3次重复,共计150盆。参考每种微生物菌肥的推荐使用量及在其他作物中的常用量[11～12],以辽细辛微生物肥料适宜用量筛选预备试验为依据,确定每种微生物菌肥的施用量(表1)。

表1 各处理肥料使用量

1.2.3 测定项目 在辽细辛生育期内观察记录植株生长发育情况。开花期上午10∶00对各处理株高、最大叶长、最大叶宽进行测量;同时采用SPAD-502Plus叶绿素测定仪对辽细辛叶绿素含量进行测定,5株植株的叶绿素相对含量平均值作为该小区辽细辛的叶绿素相对含量。 9月25 日采收时,每处理随机选取5株植株,洗净根部泥土,利用WinRHIZO根系分析系统测量单株根数、根长、根粗,平均值作为该小区辽细辛的根数、根长、根粗。将各小区收获的植株阴干后测定根干重,计算药材产量,3次重复。

1.3 数据统计分析

采用Excel 2010进行数据整理,利用SPSS 21.0进行单因素方差分析和多重比较分析及差异显著性分析( α=0. 05) 。

2 结果与分析法

2.1 不同处理对辽细辛生育期的影响

从表2可以看出,施用微生物菌肥后,展叶期、花期、初果期均略提前,与对照相比各处理提前0～2 d,表明微生物菌肥对辽细辛植株营养生长发育有一定的促进作用。各处理的熟果期较对照略有延后0～1 d。初果期至果实熟期为根系旺盛生长时期,说明施用微生物菌肥在一定程度上有助于延长根系快速生长期,增加地下部生物量积累。不同处理的展叶期、花期以A1最早,A3最迟;初果期以A4最早,A2最迟;果熟期A1、A2比A3、A4早1d。

表2 不同处理辽细辛主要生育期

2.2 不同处理对辽细辛农艺性状及光和性能的影响

由图1可知,微生物菌肥处理的株高、最大叶长、最大叶宽均高于对照。株高最高为A4处理22.14 cm,其余处理由高到低依次为 A3＞A2＞A1＞CK,A4、A3显著高于照间(图1-A)。最大叶长由高到低依次A4＞A1＞A3＞A2＞CK,A1、A4处理显著高于对照及A2、A3处理,处理间差不显著;A2、A3处理间及其与对照间差异不显著(图1-C)。最大叶宽由高到低的顺序与最大叶长相同,除A4处理显著高于对照及其他处理,其余各处理间及与对照相比均表现差异不显著(图1-D)。由此进一步说明了微生物菌肥对辽细辛生长发育有促进作用。各处理间叶片数没有表现出显著差异(图1-B)。通常情况下辽细辛叶芽分化在头一年秋季已经完成,因此改变种植当年的营养条件种苗发叶数基本不会变化。各处理的叶绿素含量与对照间差异不显著,但含量均高于对照(图1-E)。原因可能在于,微生物菌肥所含有的功能性菌群使土壤中可利用的氮磷钾等营养元素得以活化[13],提高了植株对营养元素的吸收能力,适宜的氮素水平促使植株中的叶绿素含量略有提升[14～15]。

2.3 不同处理对辽细辛产量构成因子的影响

表3结果表明,微生物菌肥对辽细辛产量构成因子的影响明显,各处理的根长、根粗、根数均高于对照。根长方面,各处理与对照相比差异显著。处理间表现为,A4显著高于其他3处理;A1、A2间差异不显著,与A3差异显著。根粗方面,A4、A3、A2显著高于对照,A1与对照差异不显著。根数方面,A2、A3显著高于对照,A1、A4与对照差异不显著。在药材产量方面,各处理与对照相比表现出不同程度的增产,增幅在4.41%-30.39%。产量由高到低依次为A4＞A2＞A3＞A1＞CK。由此可见,微生物菌肥对辽细辛根系生长及地下部物质积累有一定的促进作用,进而增加了药材产量。

表3 不同处理辽细辛根系指标及产量

3 结论与讨论

辽细辛为喜肥植物,生产中为追求产量,种植者往往会通过过量施用化学肥料来实现增产目的。化肥的过量使用,导致农田土壤板结和菌群失衡,引发生态和食品安全问题,造成一系列社会和经济损失。微生物菌肥作为新型生物肥料在抗病虫害、增产提质方面具有突出作用,目前在部分中药材栽培中应用效果显著[16～18]。本研究利用4种微生物菌肥和常规化学肥料,进行辽细辛盆栽对比试验。试验结果表明:微生物菌肥对辽细辛全生育期略有影响,各生育时期的差异说明微生物菌肥对植株营养生长及地下部物质量积累有一定的促进作用。微生物菌肥处理后使植株生长健壮,表现为株高、最大叶长、最大叶宽均高于对照,进一步说明了其对植株营养生长的促进作用。在药材产量方面,微生物菌肥处理后根长、根粗及根数均有不同程度的增长,地下部物质量积累显著高于对照,对辽细辛药材产量的增加起到积极的作用。在试验设置浓度范围内A2和A4两种微生物菌肥试验效果最佳,增产效果显著,在辽细辛种植中具有良好的应用潜力和推广价值。

本试验中微生物菌肥使用浓度为参考其他作物常用量及根据初步浓度筛选试验确定。后续研究中会针对辽细辛微生物菌肥的最佳使用效果,增加菌肥用量梯度以及菌肥与其他肥料不同配比等相关研究,最终制定出科学有效的辽细辛生物菌肥使用方案。