化肥减施配施微生物菌剂对结球紫甘蓝产量、品质及土壤肥力的影响

陈海玲 黄强 颜墩炜 郭媛贞 陈芝 黄枝

（莆田市农业科学研究所 福建莆田 351100）

农作物生产上施肥对产量起着至关重要的作用。联合国粮农组织（FAO）统计，化肥对农作物增产的贡献率达40%~60%[1]。前人研究表明，中国化肥施用量已经超过了其经济意义上的最优施用量[2]，部分蔬菜生产中化肥的利用率仅35%左右，未被吸收的化肥不可避免地对水体、大气、土壤造成了污染[3]。目前我国农作物种植为追求高产出，普遍存在肥料资源投入高的现象，肥料养分损失严重，过剩的养分因得不到充分利用而进入土壤中，严重破坏了土壤生态环境[4-5]，使土壤中的微生物数量下降，出现土壤酸化、盐渍化、板结等系列问题，直接导致土壤肥力及农产品品质下降[6-10]。微生物菌剂中含大量的有益微生物菌群，不仅能对作物生长起调控作用，还能降低或抑制土壤中有害微生物的生长和繁殖，改善土壤结构，增强土壤肥力[11-13]，有助于保持土壤微生态系统平衡。前人研究发现，微生物肥料的研究和推广可提高肥料利用率，减少化肥施用量，减轻因过量施肥对土壤生态环境造成的严重污染[14-15]。

正常施肥水平下施用微生物菌肥对甘蓝生长及产量的影响研究多见，而紫甘蓝化肥减施配施微生物菌剂则未见报道。紫甘蓝是需肥量大的蔬菜，化肥减施配施微生物菌剂能实现紫甘蓝生产的减肥增效。因此，本试验研究在适量减施化肥情况下配施微生物菌剂对紫甘蓝农艺、产量、品质性状及土壤理化性质的影响，以期进一步探讨微生物菌剂替代部分化肥的可行性，为实现农业生产上的减肥增效提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地点试验在莆田市农业科学研究所黄石清前基地进行，供试土壤为粘壤土，前作苦瓜。种植前试验地土壤主要农化性状为：pH 7.5，有机质14.8 g/kg，碱解氮为61.4 mg/kg、有效磷92.4 mg/kg，速效钾432 mg/kg，全氮0.106%，全磷0.122%。

1.1.2 试验材料供试紫甘蓝品种为紫甘85，供试菌剂为河南农富康种植菌液，是种植专用的EM复合菌剂，含地衣芽孢杆菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌、酵母菌、粪肠球菌等多种益生菌群，其中地衣芽孢杆菌含量5.31×108。供试有机肥由宁夏伊品生物科技股份有限公司生产，总养分≥10%，有机质≥45%；复合肥由山东金沂蒙生态肥业有限公司生产，N+P2O5+K2O≥54%，3种养分比例等同。

1.2 方法

1.2.1 试验设计采用随机区组设计，每个处理3次重复，共设5个处理：CK（不施化肥和菌剂），CF（全量化肥，化肥施用量130 kg/666.7m2），RCF（减施20%化肥，化肥施用量104 kg/666.7m2），RCF+EM（减施 20%化肥，化肥施用量104 kg/666.7m2，灌施加喷施EM菌剂），RCF+W（减施20%化肥，化肥施用量104 kg/666.7m2，灌施加喷施等量清水）。紫甘蓝于2021年9月7日播种，10月11日定植，每666.7 m2基施有机肥200 kg。在阴天或者下午4点以后施用菌剂，定植14 d施用菌剂，接下来每隔10 d施1次，共施用4次，第1、2次用15 mL菌剂500倍液灌施，第3、4次用15 mL菌剂200倍液喷施。栽培方式为传统的畦栽，小区面积20 m2，畦带沟宽1.1 m，株距40.4 cm，双行错位定植，种植密度为3 000株/666.7m2。

1.2.2 项目测定产量性状：叶球采收期，每小区取样10株进行农艺及产量性状测定；另据叶球膨大紧实情况，分批适时采收，统计总产量。

叶球品质：适时采收叶球进行品质检测，可溶性糖采用NY/T 1278—2007方法测定；蛋白质采用GB 5009.5—2016方法测定；VC采用GB 5009.86—2016方法测定；硝酸盐采用GB 5009.33—2016方法测定；总酸采用GB 12456—2021方法测定；水分采用GB 5009.3—2016方法测定。

土壤理化性质：叶球全部采收完后，采用“S”形取样法采集0~20 cm土样进行检测，pH按NY/T 1377—2007方法测定；有机质按NY/T 1121.6—2006方法测定；全氮按NY/T 53—1987方法测定；全磷按NY/T 88—1988方法测定；碱解氮按《土壤农业化学分析法》方法测定；有效磷按NY/T 1121.7—2014方法测定；速效钾按NY/T 889-2004方法测定。

1.2.3 数据分析试验数据采用Microsoft Office 2003和DPS统计软件进行处理分析，方差分析采用Duncan’s新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同处理对紫甘蓝农艺性状的影响

从表1可见，CK处理的各农艺性状值均较小，田间表现为植株较矮且株型较小。施用EM菌剂处理的株高大于其他处理，增幅为2.4%~6.6%，表明EM菌剂对紫甘蓝的株高有促进作用。除CK外，各处理的株幅、外叶长、外叶宽、叶肋长差异不显著，说明除CK外，各处理的施肥水平足够维持紫甘蓝的基本生长。茎粗以CF处理最高，为4.13 cm；RCF+EM处理次之，为4.10 cm；CK处理最低，为3.88 cm。各处理的叶柄宽、叶柄厚差异不显著，说明EM菌剂对紫甘蓝叶柄宽、叶柄厚影响不大。

表1 不同处理紫甘蓝的农艺性状 单位：cm

2.2 不同处理对紫甘蓝产量性状的影响

从表2可见，除CK外，各处理的叶球纵径、叶球横径差异不明显；各处理叶球纵径与CK相比增幅为10.8%~13.1%，叶球横径与CK相比增幅为10.0%~12.5%。RCF+EM处理中的单球重、单株重高于RCF处理，增幅分别为9.8%、4.8%，说明在减施化肥的情况下施用EM菌剂可以提高紫甘蓝单球重、单株重。RCF+EM处理的单球重比CF处理略高，单株重则比CF处理略低，且均差异不显著，说明减施化肥配施EM菌剂与全量化肥的单球重、单株重相当。CF处理单株重略高，可能因其前期养分供应较充足，营养生长较旺，导致植株整个生育期较粗壮。RCF+W处理与RCF处理的各性状差异均不显著，说明在减施化肥情况下，施用清水对紫甘蓝产量性状影响不大。净菜率以RCF+EM处理最高，达55.3%，说明化肥减施配施EM菌剂紫甘蓝叶球的商品性最好；CK处理的净菜率最低，仅为40.6%，其商品性最差。RCF+EM处理与CF处理的紫甘蓝产量相当，并显著高于其他处理，增产幅度为12.2%~72.2%。

表2 不同处理紫甘蓝产量性状

2.3 不同处理对紫甘蓝品质的影响

可溶性糖和蛋白质是评价紫甘蓝营养品质的指标。从表3可见，RCF+EM处理的可溶性糖和蛋白质含量均最高，分别比CF处理增加1.1%、5.2%。VC是评价紫甘蓝保健品质的指标，RCF+W处理的VC含量最高，RCF+EM处理次之，而RCF处理则最低；RCF+EM处理的VC含量与CF处理相比，增幅5.0%。硝酸盐是评价紫甘蓝卫生品质的指标，氮肥的大量施用是造成蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐累积的根本原因，科学施肥是控制蔬菜硝酸盐含量和提高品质的重要举措。适当减施化肥可有效降低紫甘蓝硝酸盐含量，与CF处理相比，其他处理的硝酸盐含量降低了7.8%~26.6%。糖酸比影响着蔬菜的风味，糖酸比越高，蔬菜风味就越好，RCF+EM处理的糖酸比最高，达1.39；与CK处理相比，RCF+EM、CF、RCF+W、RCF处理的糖酸比分别提高了26.4%、23.6%、21.8%、8.2%。RCF+EM与CF处理水分含量较高，且二者相当，CK处理最低。综合来看，本试验中在适量减施化肥条件下施用EM菌剂，紫甘蓝品质指标基本达到常规全量化肥施用效果，其可溶性糖、蛋白质的含量及糖酸比超过全量化肥施用效果，且在所有处理中最高。

表3 不同处理紫甘蓝品质性状

2.4 不同处理对土壤理化性质的影响

土壤速效养分能够反映土壤养分的现实状况[1]。采收后不同处理的土壤理化性质表现见图1，各处理碱解氮含量与CK相比差异显著；有效磷、速效钾，5个处理中均以CK最低，但差异均不显著；碱解氮、有效磷均以RCF+EM处理最高，与CF处理相比，增幅分别为2.7%、10.0%。钾是促进植株生长及提高叶球品质的元素，RCF+EM处理的速效钾含量较低，比CF处理降低11.1%，可能是钾元素被植株吸收，用于提高株势及促进叶球品质提升。全氮、全磷各处理与CK相当，差异不显著，说明减施化肥与否或施用菌剂与否对全氮、全磷影响不大。RCF+EM处理的土壤各有效养分值总体较高，说明施用EM菌剂可促进土壤养分的提升，进而提高土壤肥力，促进植株生长及提高产量。

图1 不同处理紫甘蓝土壤理化性质[（平均值±标准差），n=3]

3 讨论与结论

土壤速效养分的亏缺是导致农作物产量及土壤肥力下降的直接因素，合理的施肥方式能够促进土壤中养分的循环利用[1]。微生物菌剂中的益生菌在土壤中易生存繁殖，能较快且稳定地占据土壤中的生态优势，形成有利于作物生长的微生物菌的优势群落，控制病原微生物的繁殖和对作物的侵袭，从而减少化肥和农药的使用。同时，微生物菌剂的施用加速了有机质的矿化作用，提高了土壤的有效养分及植物易吸收的营养成分含量，而物理性质的提高又增强土壤保水保肥能力[16-17]。生产上施用全量化肥虽然可以迅速提高土壤速效养分，但因其维持时间较短，并不能充分地促进土壤养分循环，可能会导致作物生长后期因养分不足而发育乏力[18]；而适量减施化肥配施微生物菌剂，虽然化肥用量较少，但微生物菌剂可增加土壤微生物活性，改善土壤的生态环境，促进作物根系生长及对土壤养分的持续吸收，提高养分利用率，从而达到与全量化肥施用相当的效果。

试验结果表明，适量减施化肥配施EM菌剂能提高紫甘蓝产量，并达到施用全量化肥的效果。RCF+EM处理各农艺性状值、产量及产量性状值与CF相比，均未达显著水平。施用EM菌剂处理的株高比其他处理增加2.4%~6.6%，而对叶柄宽、叶柄厚等影响不大。经对成熟叶球进行品质检测可知，化肥减施配施微生物菌剂后，紫甘蓝的品质得到较大的改善，紫甘蓝口味和营养价值的品质指标表现良好，基本达到常规全量化肥施用效果，其可溶性糖、蛋白质的含量及糖酸比均表现为最高。此外，叶球采收后，取0~20 cm处的土壤进行理化性质检测，结果表明，化肥减施配施微生物菌剂后，土壤的碱解氮、有效磷均最高，比CF处理分别增加2.7%、10.0%；速效钾比CF处理降低11.1%；全氮、全磷各处理相当。本试验只进行一季，关于施用微生物菌剂对后作土壤理化性质的影响有待进一步探讨。