新型EM菌肥对有机蔬菜产量及重金属含量的影响

冷鹏 ，方瑞元 ，张祥胜 ，芮文利 ，唐洪杰 ，吕相玉

（1.临沂市农业科学院，山东 临沂 276012；2.盐城师范学院，江苏 盐城 244000）

蔬菜作为我国种植业中最具活力的经济作物之一，在农业发展中具有独特的优势和地位，尤其是黄瓜、番茄、辣椒等多茬果蔬更能满足人们的日常生活需求，与粮食一样不可或缺。因此，大力发展有机蔬菜不但可以满足我国食品安全、生态安全等要求，提升我国蔬菜品质和品牌，而且有利于打破国际上的有机蔬菜产业壁垒，促进我国蔬菜的出口创汇。在有机农业生产中，常施用有机肥培肥地力、满足作物养分需求。种养殖产生的畜禽粪便、沼渣沼液及大量秸秆等废弃物是有机农业常用的肥源。据估计，2016年我国产生超过38亿t的畜禽粪便，约是同时期工业固废总排放量的5～6倍[1]。畜禽粪便含有的可供作物吸收的矿物质元素超过20种，不仅包含氮、磷、钾等大量元素，还含有硫、镁、钙、铜、锌、铁、锰、硼等常量或微量元素。国内外对禽畜粪便中重金属含量超标的报道屡见不鲜[2-5]，这也是有机蔬菜生产中必须解决的问题。

目前，我国有机蔬菜生产中施肥制度及技术还不够成熟和完善，也没有形成统一的质量标准[6,7]。对禽畜粪便等废弃物的不合理利用时有发生，直接影响了作物产量和品质，甚至造成土壤面源污染[8-11]。在高度重视农产品质量安全的大背景下，有效合理的处置和利用好畜禽排泄物显得非常必要。EM（Effective microorganism）是有效微生物群的英文简称，由光合细菌、放线菌、乳酸菌、酵母菌和丝状菌等10个属80多种有益微生物构成。EM是活性菌剂，它的各种功能需要在适宜的环境条件下，在各种微生物相互促进的过程中才能较好地表现出来。本试验以畜禽排泄物和杏鲍菇菌渣为主要原料生产的新型EM菌肥为试验材料，研究其对有机蔬菜（黄瓜、番茄）的产量及果实中重金属含量的影响，以期为有机蔬菜生产提供理论数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试EM菌肥由临沂市农业科学院研发，由山东效峰生物科技股份有限公司生产，商品名为美赞宝。由微生物菌群、培养基、畜禽粪便和制肥基料（主要为杏鲍菇菌渣）按照质量比1:9:50:140的比例混配并发酵制得。对照组以普通有机肥（猪粪、鸡粪等的发酵物）种植。供试果蔬为黄瓜、番茄。

1.2 试验方法

1.2.1 基本情况

试验于2015年在山东省费县薛庄镇后坦村某大棚内开展，该棚已连续种植黄瓜、番茄7年。试验区年平均气温为13.6℃，平均日照时数为2532.1 h，年无霜期平均为197 d。棚内土壤基本理化性质见表1。

表1 土壤基本理化性质Table 1 Basic physical and chemical properties of soil

1.2.2 供试肥料与蔬菜品种

供试蔬菜品种为临沂地区长势良好的中农106黄瓜和诺威608番茄。供试有机肥料养分状况见表2。

表2 有机肥料养分状况Table 2 Nutrient status of organic fertilizer

试验按照临沂地区农民常规的黄瓜、番茄种植管理方式，各处理施肥、浇水、病虫害防治等田间管理措施均保持一致。

1.3 试验设计

试验共4个处理，其中黄瓜处理2个，分别为普通有机肥处理（A1）和EM菌肥处理（A2）；番茄处理2个，分别为普通有机肥处理（B1）和EM菌肥处理（B2），每个处理重复3次，随机排列，共12个小区。每个小区面积为33 m2（5.5 m×6 m）。小区试验共分两个阶段进行。处理A1、B1试验期间分两次施肥，定植前施肥量为48000 kg/hm2，定植25～35 d后追施4000 kg/hm2。处理A2、B2保持同样的施肥量及施肥频率，定植前施肥量为48000 kg/hm2的成品菌肥，定植25～35 d后，追施有机肥4000 kg/hm2。供试期间黄瓜和番茄分别在不同区域内试验。

1.4 测量指标与方法

1.4.1 主要仪器

石墨炉原子吸收分光光度计（Ice3300），马弗炉，电子天平，可调式烘干箱，高压消解罐。

1.4.2 主要试剂

Pb、Cd、Cr、Hg、As标准溶液，浓硝酸，高氯酸，过氧化氢，过硫酸铵，均为优级纯。

1.4.3 样品的预处理及标准溶液的配制

蔬菜样品采集后用去离子水洗净擦干，用打样机打磨至匀浆状，称取试样1～5 g于100 mL具塞比色管中，加入10 mL硝酸、0.5 mL高氯酸，浸泡过夜，然后将比色管放入消解炉中120℃消解2～3 h，至消解完全。定容至50 mL，上机测定。样品重金属含量均按照国家标准方法测定。

1.5 数据分析

对原始数据进行标准化或归一化处理后，用Excel和SAS软件进行数据统计、分析。

2 结果与分析

2.1 两种蔬菜果实所含主要重金属含量

本试验以收获的第一茬果实为例测定蔬采所含重金属，重金属测定采用双浊点萃取法为ICP-AES的前处理同时测定五种主要重金属[12]。如表3所示，施用EM菌肥的试验组（A2、B2），其收获的果实中主要重金属含量均低于对照组（A1、B1）。黄瓜试验中，处理A2中所含的五种重金属含量仅为处理A1的19.51%～31.56%；番茄试验中，处理B2中所含的五种重金属含量仅为处理B1的23.81%～36.36%。试验组中重金属含量均显著低于对照组不仅是因为EM菌肥中含有的木质素类腐殖质可以对土壤及肥料中的重金属产生一定钝化效果，还因为菌肥中含有数量庞大、种类较多的可高效吸收降解土壤及肥料的有益微生物。国内现无统一的有机蔬菜重金属残留限定标准，所以以国内现行使用的食品中污染物限量（GB2762-2012）为参照，可知施用EM菌肥的果蔬重金属含量均低于标准限定，符合相关食品安全标准。

2.2 投入产出分析

本试验在黄瓜－番茄的一个生长季内，各收获黄瓜、番茄5茬，试验组产量相比对照组产量增加的主要原因是试验组添加了有益微生物，给果蔬提供了更适宜的营养供给。总产量及经济效益的分析见表4（见下页）。黄瓜试验中，施用EM菌肥的试验组产量比对照组每667 m2增加705 kg，总产达到7931 kg/667 m2，增产率达9.76%，以有机黄瓜7元/kg计算，可为农户每667 m2增收4935元；番茄试验中，施用EM菌肥的试验组每667 m2比对照组增加504 kg，总产达到6388 kg/667 m2，增产率为8.57%，以有机番茄7元/kg计算，农户每667 m2可增收4536元。试验中每个处理投入3.47 t/667 m2肥料。市场上，普通有机肥价格在1200元/t，EM菌肥价格在1500元/t，按此计算普通有机肥和EM菌肥的每667 m2投入分别为4164元和5205元。因此，施用试验中所采用的EM菌肥较普通有机肥，种植黄瓜和番茄的大棚每667 m2可分别增加纯收入3894元和3495元，且不增加人工投入成本。此外，大量的试验证实，有益微生物的存在不仅能给作物提供更多养分，而且还可以改善土壤的理化性质[1,7,13,14]。

表3 两种蔬菜果实所含主要重金属含量Table 3 Contents of major heavy metals in two kinds of vegetables

表4 经济效益分析Table 4 Yield and economic benefit analysis

3 讨论

综上所述，新型EM菌肥相比普通的有机肥料有较多优势的原因，是其不仅能通过钝化重金属活性降低蔬菜中重金属含量，而且能够通过加入一定比例的有益微生物提高蔬菜产量，增加农户收益。这也说明要产更多高品质的有机果蔬，选择有机肥料时需考虑经重金属降解处理过而新型EM菌肥就是一种效果较好的有机肥料。