农业微生态制剂对垄作甜菜块根产量及品质的影响

曲嫣红 ，宋柏权 ，王孝纯 ，王秋红 ，周建朝 ，马全政 ，尹同波 ，刘坤

（1.大连市隆基微生态学应用研究院，辽宁 大连116023；2.黑龙江省普通高等学校甜菜遗传育种重点实验室/黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室，哈尔滨150080；3.瓦房店市农业技术推广中心，辽宁 瓦房店116023）

甜菜是世界以及中国的第二大制糖原料，在中国甜菜种植区主要分布于东北、西北、华北三大甜菜产区，其中新疆、内蒙古和黑龙江三省区甜菜种植面积占全国甜菜的86%左右，总产量占全国甜菜总产近90%[1－2]。甜菜除用于制糖之外，其副产物同时具有较高的综合利用价值，如糖蜜经过发酵，或通过化学方法处理，能生产甲醇、乙醇、丁醇、甘油、味精及丙酮等。因此，甜菜生产在“三北”地区经济中具有重要作用。

目前甜菜生产中使用的肥料主要为化学肥料，如尿素、二铵、硫酸钾等掺混肥[3－5]，甜菜专用肥料[6－7]、有机肥料[8－9]、生态肥[10－11]的研发和应用报道也较多。 微生态制剂（microecologics）是 1974年 Parker提出的，是指用于动物和植物生理性有益微生物治疗的活菌制剂，调整、维持微生态平衡，以达到调整动植物微生态平衡的目的[12－13]。 目前微生态制剂在医学[14]、畜牧[15]等领域已广泛应用，在农业生产中也有一些应用但较少[13，16－19]，特别是在东北地区垄作栽培模式下，土壤基施农业微生态制剂对甜菜产量和品质影响的研究尚未见报道。因此，研究垄作栽培生产中土壤基施微生态制剂，明确农业微生态制剂对甜菜块根产量和产糖的影响效果，为农业微生态制剂在垄作栽培模式下科学施用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在黑龙江大学呼兰校区试验农场、黑龙江省农垦九三管理局科研所试验场、讷河市同义镇进行，试验地气候类型为温带大陆性季风气候，土壤理化性状如表1所示。

表1 供试土壤基本理化性状

1.2 试验材料

试验以甜菜遗传单粒种H003为试验材料，由荷兰安地国际有限公司选育。供试农业微生态制剂（MA）由大连市隆基微生态学应用研究院提供。

1.3 试验方法

试验以施用常规化肥为对照、以施用常规化肥+不同剂量微生态制剂为处理，其中呼兰试验点和九三试验点分别施用量为MA1（施用常规化肥+微生态制剂量37.5 kg/hm2）和MA2（施用常规化肥+微生态制剂量75 kg/hm2），依安县试验点只施用MA1。试验于2017年4月末，在九三、讷河、呼兰试验点进行播种，试验采用垄作栽培。播种前将3种化学肥料与微生态制剂混匀，采用人工施肥穴播方法，既在距垄中间5～7 cm的垄侧开10～15 cm沟，均匀条施后合垄。试验小区为10 m行长，6行区，行距65 cm、株距20 cm，播种密度为7.5万株/公顷，随机排列、重复3次。试验地均不施有机肥，氮肥、磷肥、钾肥用量同当地生产常规用量，化肥种类为尿素、二铵和硫酸钾。出苗后进行疏苗处理并及时防治病虫草害，田间管理同常规。

1.4 测定指标及统计方法

于叶丛生长期对呼兰试验点甜菜叶片SPAD值进行测定，选取每小区长势一致的植株15株，利用日本产SPAD－502(Chlorophyll Meter Model SPAD－502)对选取部位一致完全新展开叶片叶尖SPAD值进行测定。

九三、讷河、呼兰试验点分别在9月22日、9月23日、9月26日测产、测糖。每小区居中选取长势一致的5 m2面积进行产量测定，选取有代表性的15株采用日本产ATAGO REFRACTOMETER PAL－1数字手持折射仪测定锤度，折算为含糖率，含糖率=PAL－1测定的锤度×84%。

试验数据处理和统计分析分别利用Excel 2010软件和SPSS22.0制作。

2 结果与分析

2.1 农业微生态制剂对甜菜叶片SPAD值的影响

图1为农业微生态制剂对呼兰试验点苗期叶片SPAD影响的箱线图。图中表明，施用微生态制剂不同剂量均可以提高甜菜苗期叶片SPAD值，具体表现为MA2＞MA1＞CK。说明，微生态制剂施用与常规化学肥料相比能够提高叶片的光合性能。

2.2 农业微生态制剂对甜菜产质量的影响

由表2可以得出，在甜菜垄作栽培模式下土壤基施农业微生态制剂在不同试验地点均表现出提高块根产量的效果，增产幅度为5.39%～13.20%，其中九三和呼兰试验点，施用农业微生态制剂MA1和MA2与常规施肥对照相比差异均达到了显著水平。

由表3可以得出，农业微生态制剂在东北区垄作土壤基施使用，不同施用量处理在不同试验地点表现效果不一，对含糖率的影响体现为有升有降。其中呼兰试验点MA1处理增加幅度最高，幅度为提高0.29度，呼兰点两个处理平均增加含糖率为0.14度，表现效果最佳。但不同地点施用农业微生态制剂MA1和MA2与常规施肥对照相比均未达到显著水平。

由表4可以得出，垄作土壤基施农业微生态制剂对甜菜块根产糖的影响表现为：在不同试验地点不同施用处理均表现出提高块根产糖的效果，增加幅度为6.41%～13.04%，其中呼兰试验点两个处理平均增加产糖达到9.78%，增加幅度最大。呼兰试验点产糖规律与含糖率试验结果相似，施用农业微生态制剂MA1和MA2与常规施肥对照相比均未达到显著水平，九三和依安试验点，施用农业微生态制剂与对照比差异达到显著水平。

图1 MA对甜菜叶片SPAD值的影响

表2 农业微生态制剂对甜菜块根产量的影响

表3 农业微生态制剂对甜菜块根含糖率的影响

表4 农业微生态制剂对甜菜块根产糖量的影响

3 结论与讨论

近年来，东北垄作区甜菜单产增加缓慢、含糖呈下降趋势，除了与品种选用、氮肥施用过量、病虫草管理不当[20－22]等因素有关，还与甜菜产区多年轮作导致土壤微生态环境恶化有关[23]。本研究表明，垄作栽培施用微生态制剂具有增加产量的效果，不同试验地点表明增产幅度为5.39%～13.20%；不同试验点产糖量均表现为增加，增加幅度为6.41%～13.04%；含糖率在不同地点表现不一，有增有减，但各试点和各处理结果平均值仍表现为增加，其中呼兰试验点两个处理平均增加含量效果较其它两个试验点更好，其原因可能为该试验点多年轮作甜菜、土壤微生态环境恶化相对较重，因此应用微生态制剂提高含糖率效果更加明显。

综上，甜菜生产中施用微生态制剂能够起到增产增糖的作用，增产最高幅度均可到10%以上，且增产幅度可达显著水平，增糖最高可达到0.29度，产糖量的增加主要是施用农业微生态制剂增加了产量的结果。甜菜是需肥较多的作物，因此生产中应保证氮磷钾及微量元素的均衡供给，才能获得高产高糖。土壤生态环境的恶化减弱了甜菜根系对养分的吸收能力，而农业微生态制剂能够促进改善植物根际土壤微生态环境，进而促进根系健壮生长和养分吸收，并提高了叶片光合性能[16，18]。微生态制剂的应用既能促进作物根系健康发育又改善了土壤生态，建议生产中化肥配合该微生态制剂使用。