生物有机肥对韭菜生长和品质的影响

刘建国，李 颖，黄文庭，邓冬梅，赵明峰，朱云娜*

（1.韶关学院 英东生物与农业学院，广东 韶关 512005；2.广东国辰农业科技有限公司，广东 韶关 512500；3.韶关市农业科技推广中心，广东 韶关 512500）

韭菜(Allium tuberosum Rottl. ex Spr.)为百合科葱属多年生蔬菜，原产于中国，因其色鲜味美，且具有独特的辛香味，而深受广大消费者喜爱。据统计，2018年我国韭菜种植面积达40万hm2，韭菜在蔬菜市场供应中的地位居葱蒜类蔬菜之首［1］。韭菜具有种植简单、产量高、单价高、效益好的经济特征，同时因其具有的特殊气味能趋避部分病虫害，其根系分泌物有一定的杀菌能力，所以韭菜是一种良好的蔬菜轮作种类。但由于在连续种植韭菜的过程中，盲目、过量地施用化肥及不合理的浇灌方式，不仅使得韭菜产量下降，还会导致其品质下降、农田肥料流失严重、肥料利用率低等问题的出现［2］。这不仅增加了生产成本，还加重了环境污染。因此，韭菜减肥增效，持续优质高产是韭菜种植的一个重要研究方向。有研究表明使用生物肥、有机肥，减少化肥施用量，抑制土传病害，减轻连作障碍等是提高韭菜品质和产量的有效农艺措施。

微生物肥料是指一类含有活性微生物并在使用中能获得特定肥料效应，能提高植物品质或增加植物产量的生物制剂［3］。生物肥狭义是指接种剂或菌肥，其本身不含营养元素，不能替代化肥。而广义的生物肥料是指包含了微生物以及植物生长所需营养元素的制品。生物有机肥 (microbial organic fertilizers) 是在无机、有机复混肥的基础上接种有益微生物而产生的一种肥料，其兼具微生物肥料和有机肥料的双重效应，既有利于提高产品品质，增产增收，又可培肥土壤，提高土壤酶活性，改善土壤微生物群落结构，并已逐渐成为相关学科的研究重点［4-6］。随着人们生活水平的提高，消费者越来越重视农产品的安全和个人身体健康，在提高蔬菜产量的同时，还亟需提高产品质量，这是蔬菜生产企业现在面临的首要问题。研发优质、高效的生产技术是突破蔬菜产业发展的关键技术之一，因此开展生物有机肥对蔬菜作物生长和品质影响的研究非常必要。

本研究以粤之韭韭菜为材料，研究不同生物有机肥施用量对韭菜植株形态指标、生物量、叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量等品质指标的影响，从而为生物有机肥在韭菜生产中的应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

韭菜品种粤之韭来自河南省扶沟县韭菜研究所。该品种具有抗病、耐热、耐湿、无休眠期、茎长、粗壮直立、生长速度快等特性。2021年2月下旬播种，采取种子直播方式进行育苗，播种量为500 g/667 m2。生物有机肥购自广东省盛茂隆生物科技有限公司，有机质含量（以干基计）≥45%、N+P2O5+K2O含量（以干基计）≥5%，40 kg/袋。

1.2 试验方法

在种植韭菜前1周，深翻土壤30～45 cm，在每个地块施用相应量的生物有机肥并混匀。以生物有机肥施用量0 kg/667 m2为对照，设计500、1000 kg/667 m2生物肥施用量2个处理，每个处理设3个重复，随机区组分布。每个小区面积为200 m2，韭菜种植密度6万穴/hm2。试验期间，各处理的其他肥水管理措施一致。

1.3 指标测定

播种后90 d采收样品。韭菜生长指标测定：每个处理中随机取样10株，利用Image J软件测量韭菜的根长、叶长、株高、茎粗、叶片数、叶宽等生长指标，取其平均值。随机选取8～10株韭菜植株测其鲜重，再置于烘箱中105 ℃杀青15 min，在75 ℃下烘干至恒重，称量韭菜单株干重。韭菜品质指标的测定：采用蒽酮比色法［7］测定可溶性糖含量，采用考马斯亮蓝G-250染色法［8］测定可溶性蛋白质含量，采用95%乙醇浸提法［9］测定叶片叶绿素含量。

1.4 数据分析

用WPS Excel软件进行数据整理和作图，图表中数据均为平均值±标准误；用SPSS 17.0软件进行显著性分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同施用量生物有机肥处理对韭菜生长指标及产量的影响

2.1.1 不同施用量生物有机肥处理对韭菜形态指标的影响由图1可看出，与对照相比，增施500、1000 kg/667 m2生物有机肥的韭菜长势更好，韭菜分蘖数明显增加。

图1 不同施用量生物有机肥处理对韭菜的生长状况影响

由图2 可知，与对照相比，生物有机肥的施用促进了韭菜单株茎粗的增长，增幅为11.90%～33.03%，其中增施1000 kg/667 m2生物有机肥处理的韭菜茎粗较对照差异显著（图2A）。此外，与对照相比，生物有机肥的施用还促进了韭菜植株增高，株高增幅为7.22%～10.04%，施用1000 kg/667 m2生物有机肥处理的较对照差异显著，但施用500 kg/667 m2的与对照差异不显著（图2B）。

图2 不同施用量生物有机肥处理对韭菜单株茎粗和株高的影响

从图3可知，与对照相比，施用生物有机肥会降低韭菜叶片数，施用量越高则下降幅度越大，但2个处理较对照差异均不显著（图3A）。不同施用量生物有机肥处理均显著增加了韭菜叶长，500、1000 kg/667 m2施用量处理较对照的增幅分别为21.10%、24.42%（图3B）。不同施用量生物有机肥处理对韭菜叶宽有显著影响，500、1000 kg/667 m2施用量处理较对照的增幅为17.29%、36.60%（图3C）。由此可知，不同施用量生物有机肥处理均明显增加了韭菜叶片叶长、叶宽，但对单株韭菜叶片数的影响较小。

图3 不同施用量生物有机肥处理对韭菜叶片数、叶长及叶宽的影响

2.1.2 不同施用量生物有机肥处理对韭菜分蘖数的影响由图4可看出，与对照相比，不同施用量生物有机处理可显著增加韭菜分蘖数，500、1000 kg/667 m2施用量处理较对照的增幅分别为80.77%、103.85%。可见，增施生物有机肥对促进韭菜分蘖的效果明显。

图4 不同施用量生物有机肥处理对韭菜分蘖数的影响

2.1.3 不同施用量生物有机肥处理对韭菜单株干鲜重及含水量的影响由表1可知，与对照相比，500、1000 kg/667m2的生物有机肥施用量处理均显著增加了韭菜单株单株重，增加幅度分别为39.38%、45.53%，但2个处理之间无显著差异。与对照相比，500、1000 kg/667 m2的生物有机肥施用量处理均显著增加了韭菜地上部和根系的鲜重和干重，鲜重较对照增幅分别为96.79%、102.67%和70.09%、104.27%；干重较对照增幅分别为85.53%、80.26%和78.38%、91.89%。与对照相比，500、1000 kg/667 m2的生物有机肥施用量处理均显著增加了韭菜地上部含水量，但影响不显著。

表1 不同施用量生物有机肥处理对韭菜单株干鲜重及含水率的影响

2.1.4 不同施用量生物有机肥处理对韭菜产量的影响由图5A可知，与对照相比，500、1000 kg/667 m2的生物有机肥施用量处理均显著增加了每穴韭菜地上部生物量，分别是对照生物量的3.55、4.12倍，但此2个生物有机肥处理间差异不显著。

由图5B可看出，相比对照，500、1000 kg/667 m2生物有机肥施用量处理均显著增加了韭菜产量，其增幅分别为93.70%、99.89%，且此2个生物有机肥处理间差异不显著。

图5 不同施用量生物有机肥处理对每穴韭菜生物量和产量的影响

结合表1可知，无论是每穴地上部生物量和单株地上部、根部的鲜重、干重，不同施用量生物有机肥处理的均明显高于对照。因而，增施生物有机肥可明显促进韭菜增产。

2.2 不同施用量生物有机肥处理对韭菜叶片色素含量的影响

由表2看出，相比于对照，无论是韭菜的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)还是总叶绿素(Chl a+Chl b)含量，500、1000 kg/667 m2生物有机肥施用量处理的均有明显提升，1000 kg/667 m2生物有机肥施用量处理与对照相比差异达到显著水平，但2个处理间差异不显著。其中，较对照处理，2个处理Chl a含量的增幅为15.02%、24.62%；Chl b含量的增幅分别为15.38%、30.00%；总叶绿素含量的增幅分别为15.12%、26.13 %。

表2 不同施用量生物有机肥处理对韭菜叶片色素含量的影响

与对照相比，不同施用量的生物有机肥处理会降低Chl a/Chl b，其中施用1000 kg/667 m2生物有机肥的下降显著。不同施用量生物有机肥处理的类胡萝卜素含量较对照均显著增加，增幅分别为17.08%、30.25%。

2.3 不同施用量生物有机肥处理对韭菜营养品质的影响

不同生物有机肥施用量对韭菜品质也有明显影响。由图6A可知，与对照相比，不同生物有机肥处理均明显增加了韭菜的可溶性糖含量，施用500、1000 kg/667 m2生物有机肥处理的增幅为20.55%、40.35%，其中1000 kg/667 m2生物有机肥施用量与对照相比的差异达显著水平。此外，不同生物有机肥处理还显著增加了韭菜的可溶性蛋白质含量，增幅分别为114.60%、191.89%（图6B）。因此，施用生物有机肥有利于提高韭菜营养品质。

图6 不同施用量生物有机肥处理对韭菜可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量的影响

2.4 不同施用量生物有机肥处理与韭菜生长指标、品质指标的相关性

由表3可知，生物有机肥施用量与韭菜的茎粗、株高、叶长等生长指标具有线性相关关系。其中，生物有机肥施用量与茎粗、叶长、叶宽呈极显著正相关关系，其相关系数分别是0.659、0.717、0.872；与株高呈显著正相关关系，相关系数为0.438；而与根长呈极显著的负相关关系，相关系数为-0.479。生物有机肥施用量与叶片数之间存在一定的负相关关系，但是未达到显著水平。由此可知，韭菜的茎粗、株高、叶长、叶宽等生长指标均随着生物有机肥施用量的增加而增加。

表3 不同生物有机肥施用量与韭菜生长指标 相关性分析结果

由表4可知，生物有机肥施用量与韭菜生物量、产量指标均呈极显著正相关关系，但与根部含水量无明显相关关系。

表4 不同生物有机肥施用量与韭菜生物量、产量 相关性分析结果

由表5可知，生物有机肥施用量与韭菜可溶性蛋白质含量呈极显著正相关关系，其相关系数为0.920；而生物有机肥施用量与韭菜可溶性糖含量间无明显相关性。

表5 不同生物有机肥施用量与韭菜品质指标 相关性分析结果

3 讨论

本研究表明，施用生物有机肥能够促进韭菜的生长，具体表现在明显改善韭菜的株高、茎粗、叶长、叶宽等生理指标，促进韭菜干物质积累，提高叶绿素、类胡萝卜素含量。本研究中，500和1000 kg/667 m2生物有机肥施用量处理的韭菜生长状况均明显优于对照，且1000 kg/667 m2生物有机肥施用量处理的效果更佳（图2、图3）。李伟明等［10］在水芹上的研究表明，施用生物有机肥能够显著增加水芹株高和单株鲜重。韦忠等［11］在烟株上的研究表明，通过施用生物有机肥，烟株的鲜叶质量和叶片干物质积累明显增加，这与本研究结果相似。这可能是由于施用生物有机肥后，土壤中有机质含量的增加，改良了土壤，促使土壤理化性状的改变，有利于作物根系的伸展和对养分的吸收［12］，从而使得韭菜生长健壮，因而具有较好的形态指标。

韭菜的分蘖数与品种、植株年龄有密切关系，影响韭菜分蘖数的主要因素是植株的营养状况。韭菜的地下部与地上部是相互促进、相互依存的［13］，若韭菜根系生长健壮，则其茎叶也相应的茂密繁盛，茎叶的生长旺盛和增强同化作用也可促进根系健壮生长，从而促使韭菜具有更多的分蘖，进而获得高产。施用生物有机肥可达到促进作物生长、增产、改善品质的目的［14］。因为生物有机肥可有效促进有益微生物的生命活动和繁殖，改善土壤环境，提高土壤肥力，更利于根系的活动和生长，使植株对养分的吸收利用更充分有效。宋以玲等［15］研究表明，在油菜上使用生物有机肥能显著提高油菜产量；张凤英等［16］研究表明生物有机肥可增加大棚西瓜单果重，这都与本试验中施用生物有机肥能促进韭菜分蘖，有利于韭菜干物质积累，进而提高韭菜产量的结果相似。

光合色素是光合作用的基础，合理施肥有利于作物根系生长、发育，且对根系在土壤中吸收营养［17］有促进作用。此外，施肥能促进光合色素的合成，加强光合作用，这都有利于有机物的积累［18］。高等植物在光合反应中吸收的光能色素主要为叶绿素，而反映植物叶片光合能力的一个重要指标就是植物叶片中的叶绿素含量［19］。本试验中2组处理均有提高韭菜叶片叶绿素含量的趋势，且同时能显著降低叶绿素a/b。这与李蒙等［20］报道的生物有机肥可显著提高番茄幼苗叶片中叶绿素含量，增强叶片光合作用，从而有利于番茄幼苗生长发育的研究结果一致。

可溶性糖含量是植物体内体现同化物含量高低方面的重要指标，也是影响作物能否高产的重要因素之一［21］。本试验中2个生物有机肥处理均增加了韭菜可溶性糖含量，其中1000 kg/667 m2处理与对照相比差异达显著水平，但相关性表明生物有机肥施用量与可溶性糖含量无明显相关性影响，这一结果与邹德龙等［22］研究的生物有机肥对胡萝卜甜度影响较小的结果相似。本试验中不同用量生物有机肥对韭菜可溶性蛋白质含量均有显著增加的作用，这与张艳红等［23］在大叶芹上的研究结果一致。因此，施用生物有机肥可明显改善韭菜的营养品质。

4 结论

增施生物有机肥可促进韭菜植株生长，改善株高、茎粗、叶宽、叶长等形态指标，获得更好的商品价值；提升韭菜生物量并促进韭菜分蘖数从而增加产量；增加韭菜叶片叶绿素含量和类胡萝卜素含量，促进叶片光合作用提高食用价值。此外，施用生物有机肥可显著增加韭菜的可溶性糖和可溶性蛋白质含量。综合韭菜植株的生长指标和营养品质指标来看，施用1000 kg/667 m2生物有机肥处理对促进韭菜植株的生长发育、提高产量和改善韭菜营养品质的效果最佳。