微生物菌剂对青梗菜土壤理化性质及生长的影响

万水霞，李 帆，王 静，蒋光月，武 际

(安徽省农业科学院土壤肥料研究所/养分循环与资源环境安徽省重点实验室，安徽合肥 230031)

我国蔬菜的种植模式是肥料资源高投入追求蔬菜高产出，然而肥料的不合理施用引发的耕地土壤质量下降、土壤生物多样性降低和生态环境污染等一系列突出问题亟待解决[1]。为提升耕地质量，保障粮食安全和保护生态环境、减肥增效的研究具有重大意义。

近年来，随着化肥零增长减量化行动的实施，众多减肥增效的技术模式及方法得以运用[2-3]。研究表明，施用微生物菌剂是科学调控土壤、改善植物生长、减肥增效的有效途径[4-5]。农用微生物菌剂是利用活性微生物的生命活动促进土壤中物质转化及作物养分吸收，改善土壤团粒结构及微生物生态环境，从而提升耕地土壤有效养分含量，在土壤中起到固氮、溶磷、解钾的综合作用，有效提高肥料利用率，促进作物生长，提高作物品质和产量[6-8]。目前在农业生产特别是经济作物上应用广泛[9-11]。

笔者所在课题组前期筛选获得了2株肥效微生物菌株分别命名为CH07和FD11，2种菌剂具有溶磷、分泌 IAA 等促生活性[12]。为促进菌剂的产业化应用，笔者通过青梗菜的田间试验评价这2种菌剂的效果，以期为评价待测微生物菌剂对提高蔬菜品质、产量及土壤肥力的应用效果，研发适用于蔬菜乃至其他作物实际生产的微生物肥料产品提供推广应用基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试作物为上饶市赣丰种子有限公司生产的秋播大青梗菜乌秀(66)。供试微生物菌剂为溶磷促生菌CH07 (Bacillusaryabhattai)、FD11(Priestiasp.)，由安徽养分循环与资源环境重点实验室前期在土壤中筛选获得[12]，EM 菌剂为商业化菌剂产品，该菌剂由多个菌种混合而成，主要菌种为乳酸菌、酵母菌、光合菌、枯草芽孢杆菌，活性菌含量为 2×108CFU/mL。

1.2 试验设计田间试验点位于安徽省肥东县王铁乡大张村安徽椒之骄农业科技有限公司基地。该地属北亚热带季风气候区，光照充足，气候温和，四季分明，年平均日照时数2 081.2 h，年平均日照率为47%，平均气温为15.5 ℃,年平均降水量879.9 mm。

试验于2021年9月20日—11月6日进行，设5个处理，重复3次，共15个小区，随机区组排列，在每小区边界挖沟，沟宽和沟深均为 20 cm，小区面积3 m×5 m=15 m2。各试验处理：CK(不施菌剂不施肥，以等量清水代替)、EM菌剂、CH07菌剂、FD11菌剂、CH07+FD11菌剂。于试验开始前采集基础土样，青梗菜幼苗于9月26日移栽。株行距30 cm ×40 cm，各小区种植青梗菜8行，每行15棵，共120棵。菌剂制备：供试菌株CH07、FD11分别活化后，液体培养 24 h，4 ℃、5 000 r/min 离心10 min后，以无菌水重悬菌体，调节OD600为1.0，即为CH07和FD11 菌剂，CH07+FD11菌剂是将CH07和FD11按1∶1体积比混合制成。菌剂均为100倍稀释液施用，分别于10月6日、10月16日、10月26日以灌根的方式进行浇施，每次用量均为100 mL/株。

1.3 样品采集与测定青梗菜收获期时在各小区分别采集 8 棵长势健康的青梗菜，连根带土挖出，用手轻抖根系，收集抖下来的土壤装入自封袋，自然风干后过筛用于理化性质的测定。土壤样品分别采用重铬酸钾外加热法、碱解扩散法、钼锑抗比色法、火焰光度法进行土壤有机质和速效养分含量测定[13]；青梗菜产量测定：在青梗菜收获期测定产量，青梗菜产量为各小区成熟青梗菜鲜菜总产量；青梗菜品质测定：抗坏血酸VC含量、可溶性糖含量参照李合生[14]方法测定，硝酸盐含量采用GB 5009.33—2016方法测定[15]。

1.4 数据分析试验数据采用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 菌剂施用对青梗菜生长及产量的影响由表1可知，不同菌剂灌根对青梗菜植株生长均有不同程度的促进作用。CH07 、FD11 、EM及CH07+FD11 4个处理均不同程度地促进了青梗菜植株的生长，相较于 CK，FD11、CH07、CH07+FD11菌剂灌根显著增加了青梗菜的株高及叶片数，其株高增加幅度分别为46.29%、37.89%和34.68%。EM菌剂组青梗菜的株高显著高于CK，叶片数与CK无显著差异。施用不同菌剂对青梗菜产量影响显著，尤其FD11菌剂灌根处理组表现最为突出，较对照组增产33.55%，而CH07、CH07+FD11处理组青梗菜产量分别增加 30.94 %和30.13% (P<0.05)。EM菌剂为市售较常见的促生菌剂，其对青梗菜有14.82%的增产作用，增产效果低于CH07 及FD11菌剂。

表 1 不同处理对青梗菜植株性状及产量的影响Table 1 Effects of different treatments on plant characters and yield of Brassica campestris

2.2 菌剂施用对青梗菜品质的影响蔬菜的营养品质是衡量蔬菜质量的基础指标。从图1可以看出，相比于空白对照，EM、CH07、FD11、CH07+FD11均能提升青梗菜抗坏血酸含量，增幅分别为60.02%、63.47%、75.98%和 65.47%，以FD11的施用效果最显著；不同微生物菌剂均能提高青梗菜可溶性糖含量，EM菌剂与CK差异不显著。CH07、FD11、CH07+FD11相对于CK，可溶性糖含量显著提高，增幅分别为28.56%、33.38%和 22.57%，CH07、FD11、CH07+FD11处理间无显著差异。相比较于CK，该试验中菌剂处理的青梗菜硝酸盐含量均稍有增加，但增加幅度不大，差异未达显著水平。

注：不同小写字母表示不同处理间差异达显著水平(P<0.05) Note: Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments (P<0.05)图1 施用微生物菌剂对青梗菜品质的影响Fig.1 Effect of applying microbial agents on the quality of Brassica campestris

2.3 菌剂施用对青梗菜根际土壤理化特性的影响由表2可知，施用微生物菌剂对土壤养分含量有一定促进作用，可以提高土壤中有机质和速效养分含量，其中有机质含量FD11、CH07+FD11 、CH07和EM处理比CK分别提高了13.58% 、11.49%、9.92%和4.18% 。速效磷含量，FD11、CH07+FD11、CH07和EM处理分别比CK显著提高了37.89%、36. 91%、29.15%和16.80%。速效钾含量，FD11、CH07、CH07+FD11和EM处理分别比CK显著提高了30.70%、26.85%、26.03%和8.56%。灌施微生物菌剂增加了土壤碱解氮含量，增加幅度不大。灌施菌剂对土壤全氮及土壤酸碱性无显著影响。菌剂CH07 、FD11对土壤养分的增效优于EM菌剂。因此，施用微生物菌剂尤其FD11菌剂有助于维持土壤酸碱平衡，促进土壤速效养分含量的积累和增加土壤有机质含量。

表2 不同处理的土壤理化性质Table 2 Soil physical and chemical properties of different treatments

3 结论与讨论

微生物菌剂是一类经发酵培养后，制成含有功能性微生物菌株的溶液、粉状、颗粒状的活性制剂。农业生产中施用微生物菌剂，可增加土壤中微生物群落的丰富性，提高土壤酶活性，改善土壤理化性状，调节作物的生理代谢，促进作物生长，有效增强作物抗性[16-18]。

该研究结果表明，施用微生物菌剂对土壤养分产生了影响，不同菌剂处理土壤有机质含量普遍高于清水的对照处理。而菌剂FD11处理，土壤有机质、有效磷、速效钾和碱解氮含量高于其他菌剂处理并显著高于对照。灌施微生物菌剂有助于土壤速效养分含量的积累，对土壤有一定的改良效果。究其原因，一方面，施入菌剂，活性微生物进入土壤定殖并大量繁殖，增加了土壤中微生物的数量。菌剂中的微生物与土壤土著微生物一起分解植物的残体及凋落物，促进矿物营养的释放，从而提高了土壤有机质含量。另一方面，菌剂施入土壤，活性菌种FD11、CH07在功能筛选时确定了其溶磷并分泌生长素IAA的活性[12]，菌剂施入土壤，促进土壤中难溶性磷、钾的溶解与转化，从而提高了土壤中有效磷及速效钾的含量，加快了土壤有机物质的分解转化，进而促进了青梗菜的生长。该研究中不同菌剂灌施后，青梗菜长势良好，单株重、株高、叶片数均高于或多于清水对照，产量较不施菌剂增加25.6%～35.3%，其中以菌剂FD11效果最优。

向土壤中施入微生物菌剂不仅调控土壤微生物活动，促进作物生长，还能改善作物品质。该试验中，灌施微生物菌剂处理的青梗菜，其抗坏血酸(VC)及可溶性糖含量均显著高于清水对照，硝酸盐含量与清水对照无显著差异，这与大部分学者研究结果一致[17-18]。

综上所述，微生物菌剂对青梗菜栽培土壤的养分含量产生了正向影响，能够提高青梗菜产量，改善青梗菜品质。其中，施用微生物菌剂FD11效果最优，在青梗菜的大田种植上具有较好的应用效果。