微生物菌剂对马铃薯产量及干物质积累的影响

钱彩霞，宁 进，余丽燕，陈 杰，杜东英

（曲靖市农业科学院，云南曲靖 655000）

马铃薯是一种一年生草本植物，块茎可食用，是仅次于小麦、稻谷和玉米的世界第四大粮食作物。与此同时，马铃薯在粮食、饲料、工业原料等方面具备多种用途，市场销路广阔，种植经济效益较高，产业优势极为显著[1]。在过去传统的粗放式农业种植中，为提升农作物产量，化学肥料被大量施用，导致土壤酸化板结，土壤内有益微生物数量明显减少，化肥利用效率显著降低，土壤内速效氮、速效磷、速效钾流失极为严重。这种情况下，马铃薯种植过程中面临着严重的营养不均衡以及病害问题，使马铃薯产量及品质均显著降低，马铃薯产业的可持续发展受到了较大影响[2]。因此，选择新型肥料及降低田间化肥的施入量是提升马铃薯种植肥料利用效率、改善环境污染问题、提高马铃薯产量以及品质的重要措施。

近年来，复合微生物菌剂应用较多，其主要以有机肥为载体，可在土壤长期作用并有效改善土壤性状。相关研究表明：微生物菌剂的应用可实现土壤理化性质的改善、土壤菌落的平衡，提升土壤内有机质含量，同时微生物菌剂还具备良好的溶磷、解钾及固氮功效[3]。另外，也有研究表明，微生物菌剂的应用可有效降低化肥的使用量，提升农作物抗性，改善农产品的品质[4]。但是，微生物菌剂是一种新兴的生物肥料，其应用及研究多集中于设施园艺生产中，在大田作物生产中的应用多集中于起步阶段，各种技术并不成熟，在马铃薯生产中的应用及研究并不多。同时关于微生物菌剂对马铃薯影响方面的研究多为施用单一的微生物菌剂，其田间效果并不稳定[5]。为探究复合微生物菌剂在马铃薯生产中的应用效果，本试验研究了不同用量的复合微生物菌剂对马铃薯产量及干物质积累的影响，希望能够为马铃薯生产中复合微生物菌剂的合理应用提供理论依据。

1 材料及方法

1.1 试验地概况

试验地位于曲靖会泽，当地年平均降水量为800mm左右，年日照时数2100h左右，无霜期可以达到210日左右。种植地块土壤为沙壤土，其有机质含量11.18g/kg、全氮含量为1.05g/kg、碱解氮含量为116.11mg/kg、有效磷含量为6.71mg/kg、速效钾含量为141.23mg/kg，土壤pH值为8.13。

1.2 试验材料

试验用马铃薯品种为丽薯 6号。

供试复合微生物菌剂由内蒙古邦吉生物科技有限公司提供（有效菌种为枯草芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、特效功能菌以及载体，其有效活菌数量超过了200×108CFU/g）。

试验用肥料为普通商品肥料，主要为有机肥（N+P+K≥5.0%）、尿素（N 46.4%）、硫酸钾（K2O 51.0%）、磷酸二铵（N18.0%，P2O546.4%）。

1.3 试验设计

本试验共设置5个处理，分别为CK处理（复合微生物菌剂施用量为0kg/hm2）、T1处理（复合微生物菌剂施用量为37.5kg/hm2）、T2处理（复合微生物菌剂施用量为75.0kg/hm2）、T3处理（复合微生物菌剂施用量为112.5kg/hm2）、T4处理（复合微生物菌剂施用量为150kg/hm2）。试验采取随机区组设计，各个处理重复3次，共15个试验小区（各试验小区长均为20m，宽为10m）。试验采取大垄双行种植，将大垄距控制为120cm，垄上行距控制为30cm，株距控制为25cm。

各个处理统一施入3000kg/hm2有机肥、606.42kg/hm2尿素、735.29kg/hm2硫酸钾、420.26kg/hm2磷酸二铵。在播种前，将各个处理不同用量的复合微生物菌剂与等量有机肥充分混合后撒施于地面并旋耕施入，随播种施入43%的尿素、100%的磷酸二铵、60%的硫酸钾，在马铃薯块茎形成期及块茎增长初期，分2次随着灌水施入剩余的规定施用的氮肥以及钾肥。其余田间管理参照当地马铃薯高产栽培田间管理方式。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 植株干重测定

在马铃薯成熟后，在各个区域内随机选择9株植物带回实验室，在清洗干净并将表面水分晾干后，分根、茎、叶、块茎四个部分分别置于105℃条件下杀青30min，接着转移至80℃烘箱内烘干直至恒重，即可获取马铃薯整株、根、茎、叶、块茎的干物质重。

1.4.2 产量测定

收获各试验小区马铃薯并测量其产量，折合为公顷产量。商品薯即块茎大于150g的薯块，计算商品薯率。

1.4.3 马铃薯块茎品质测定

利用碘比色法测定马铃薯块茎淀粉含量；利用凯氏定氮法测定马铃薯块茎粗蛋白含量[6]。

1.5 数据分析

本试验采用Excel 2010及SPSS25.0软件进行数据的统计、分析及处理。

2 结果与分析

2.1 微生物菌剂对马铃薯农艺性状及产量的影响

微生物菌剂对马铃薯农艺性状及产量的影响见表1。从表1中可以看出，各个处理马铃薯株高存在显著性差异，以T2处理株高为最高，比对照高出了20.83cm；不同处理马铃薯茎粗存在显著性差异，各个处理茎粗均高于CK处理，以T2、T3、T4处理茎粗为最大，三者间不存在显著性差异；不同处理马铃薯单株结薯数存在显著性差异，其中以T2处理为最高，其余四个处理差异不显著，明显低于T2处理；不同处理单株薯重存在显著性差异，其中以T1、T2处理间差异不显著，T1、T3、T4、CK处理间差异不显著，以T2处理单株薯重为最大；不同处理马铃薯商品薯率不存在显著性差异，商品薯率在86.13%-89.60%；不同处理马铃薯产量存在显著性差异，由高到低依次为T2处理（47 069.01kg/hm2）、T1处理（43 500.50kg/hm2）、T3处理（42 679.91kg/hm2）、T4处理（41 613.19kg/hm2）、CK处理（440 596.47 kg/hm2），相较于CK处理，T2处理增产率为15.94%，T1处理产率为7.15%，T3处理增产率为5.13%，T4处理与CK处理差异不显著。

表1 微生物菌剂对马铃薯农艺性状及产量的影响

综上所述，随着复合微生物菌剂施入量的增加，马铃薯株高、茎粗、单株结薯数、单株薯重、产量各个指标呈先升高后降低趋势，但是均明显高于CK处理；在复合微生物菌剂施用量为75.0kg/hm2时，马铃薯株高、茎粗、单株结薯数、单株薯重、产量达到了最大值。不同处理马铃薯商品薯率不存在显著性差异，虽然T2处理的数值低于CK处理，但综合考虑商品薯率和产量，T2处理的商品薯总量高于CK处理11.5%。

2.2 微生物菌剂对马铃薯干物质积累的影响

微生物菌剂对马铃薯干物质积累的影响见表2。从表2中可以看出，不同处理马铃薯整株干物质量的变化趋势与块茎产量基本一致，T1、T2、T3三个处理间差异不显著，明显高于T4处理及CK处理，表明复合微生物菌剂的施入可以有效提高马铃薯整株及块茎干物质重量。而就不同器官而言，随着微生物菌剂施入量的增加，马铃薯根、茎、叶干物质量呈现出先升高、后降低的趋势。各处理单株根干重T1处理、T2处理、T3处理三者间差异不显著，明显高于T4处理及CK处理；各处理单株茎干重以T3处理及T4处理为最高，二者间差异不显著，其余依次为T2处理（44.09g）、T1处理（36.16g）、CK处理（28.69g）；各处理单株叶干重存在显著性差异，以T2处理为最高，较CK处理显著增加了22.76cm，增幅度达到了50.34%。

表2 微生物菌剂对马铃薯干物质积累的影响

综上所述，低水平的复合微生物菌剂可促进马铃薯整株、根、叶、块茎干物质的提升，而高水平的复合微生物菌剂则对茎干重有促进作用。施用适量的复合微生物菌剂可促进马铃薯地上部分生长以及块茎产量的提升。

2.3 微生物菌剂对马铃薯品质的影响

微生物菌剂对马铃薯品质的影响见表3。从表3中可以看出，在施入复合微生物菌剂后，各个处理马铃薯块茎淀粉含量与CK处理不存在显著差异，但T2处理与CK处理的数值相近，且T2处理的数值最高；但是复合微生物菌剂的施入对马铃薯块茎粗蛋白含量存在显著差异。T1处理、T2处理、T3处理、T4处理马铃薯块茎粗蛋白含量均高于CK处理，分别较CK处理高出了11.21%、37.86%、23.48%、19.66%。

表3 微生物菌剂对马铃薯品质的影响

综上所述，复合微生物菌肥的施入对马铃薯块茎淀粉含量影响较小，但是对粗蛋白含量影响较大，可显著提升马铃薯块茎粗蛋白含量，其中在复合微生物菌剂施用量为75.0kg/hm2时，马铃薯块茎粗蛋白含量为最高。

2.4 微生物菌剂对马铃薯种植经济效益的影响

微生物菌剂对马铃薯种植经济效益的影响见表4。从表4中可以看出，与CK处理相比，T1处理及T2处理纯收益分别提高了1231.57元/hm2、3588.68元/hm2，其增收入率分别为7.91%、23.06%，而T3处理及T4处理收益与投入不成正比，纯收益甚至低于CK处理。

表4 微生物菌剂对马铃薯种植经济效益的影响

综上所述，在马铃薯种植中，复合微生物菌剂施用量为75.0kg/hm2时，马铃薯种植经济效益为最高。

3 讨论

3.1 施用微生物菌剂对马铃薯生长发育的影响

复合微生物菌剂内含有多种营养元素，可为作物生长提供所需要的各种营养物质，提升作物的抗逆性能。同时复合微生物菌剂内含有多种微生物，可对土壤内养分起到活化作用，促进土壤内养分的分解、转化以及释放[7]。大量研究表明，微生物菌剂的施入可有效改善土壤肥力，使作物得到更好的生长。罗希榕等[8]发现，在施入适量复合肥的同时施入微生物菌剂，可提升辣椒株高以及主茎直径，加大辣椒植株的开展度，提高有效分枝的数量；白云等[9]发现，微生物菌肥的施入可显著促进亚砂地甜瓜主蔓的生长，提升其平均单株产量。本研究结果表明，随着复合微生物菌剂施入量的增加，马铃薯株高、茎粗、单株结薯数、单株薯重各个指标呈先升高后降低趋势，但是均明显高于CK处理；在复合微生物菌剂施用量为75.0kg/hm2时，马铃薯株高、茎粗、单株结薯数、单株薯重达到了最大值。这主要是由于将微生物菌剂作为底肥施入到田间，在其中有益菌的作用下，马铃薯根系能够更好地吸收并利用土壤内的各种营养元素，使马铃薯地上部分得到生长发育[9-10]。另外，也有研究表明，在土壤养分循环中土壤酶活性意义重大，而微生物菌肥的施入可有效提升土壤酶活性，使土壤肥力得到改善[11]。

3.2 微生物菌剂对马铃薯产量及品质的影响

在土壤内，土壤微生物是最为活跃并且最易变化的一个组成部分[12]，同时也是土壤内各种有效成分的活性中心，复合微生物菌剂内的功能性微生物可通过对植物根系生长土壤环境的作用[13]，对土壤内微生物区系的变化起到间接或者直接的作用，从而调节植物根际养分的有效性，使作物得到更好的生长，最终体现在作物的产量以及品质上[14]。哈雪姣等[15]发现，在施入微生物菌剂后，作物可溶性固形物含量明显提升，比对照提高了27.6%。陈会鲜等[16]发现，微生物菌剂的施入可提升木薯淀粉、蛋白质以及干物质含量。

本研究结果表明，复合微生物菌肥的施入对马铃薯块茎淀粉含量影响较小，但是对粗蛋白含量影响较大，可显著提升马铃薯块茎粗蛋白含量，其中在复合微生物菌剂施用量为75.0kg/hm2时，马铃薯块茎粗蛋白含量为最高，比CK处理提升了37.96%。在马铃薯种植中，复合微生物菌剂施用量为75.0kg/hm2时，马铃薯产量及种植经济效益为最高，产量比CK处理提高了15.94%，经济效益对CK处理提升了23.06%。

另外，适量的微生物菌剂可促进马铃薯生长，提升马铃薯产量及品质[16]。但若微生物菌剂施入过多，会对马铃薯产量及品质造成反作用，降低马铃薯经济效益[17]。这与李星星等[18]的研究结果一致，李星星等发现，复合微生物菌剂的施入可提升马铃薯单株结薯数、单株薯重及块茎产量，但随着微生物菌剂施入量的增加，呈先增加后降低的趋势。这主要是由于过量的微生物菌剂会利用土壤内的有机物以促进自身生长以及繁殖，导致植物在生长发育过程中无法吸收充足养分，最终引发植物发育不良，导致植物矮小，甚至造成叶片的发黄乃至枯死[19-20]。

4 结论

综上所述，施入适量的复合微生物菌剂可促进马铃薯植株生长，增加其单株薯重，提升马铃薯产量。综合各方面性能发现，在施入75.0kg/hm2复合微生物菌剂时效益最为明显，马铃薯产量可以达到47 069.01kg/hm2，较不施入复合微生物菌剂增产了15.94%，同时马铃薯经济效益为最高，可收益19 151.93元/hm2，增收率达到了23.06%。