微生物菌肥与化肥配施对韭菜生产及韭菜迟眼蕈蚊发生量的影响

刘家玮，郑长英 ,迟秀丽，姜亚军，孙丽娟

（1.青岛农业大学植物医学学院，山东 青岛 266109；2.胶州市农业农村服务中心，山东 胶州 266300；3.青岛麦可贝尔农业科技有限公司，山东 青岛 266109）

【研究意义】韭菜（Allium tuberosumRottl.ex Spreng.）为百合科葱属植物，因其风味独特、食用方便、食用方式多样而深受广大消费者喜爱。为实现韭菜增产，韭菜田常被大量投放化肥，引起韭菜品质下降、土壤养分失衡、生态环境恶化等问题，因此亟需在生产中调整和优化施肥结构。研究韭菜配比施肥技术对优化韭菜施肥结构、实现韭菜优质安全生产具有重要意义。【前人研究进展】化肥作为一种传统肥料，在促进农作物增产、保障农业安全方面发挥关键作用，“持续增施化肥”逐渐成为实现农业高产出、高效率的基本手段［1］。农民在作物栽培过程中投入的大量化肥，常导致土壤盐碱化、土传病害加重和土壤退化、环境恶化等现象［2-3］。降低化肥用量是我国农业生产“双减”战略的重要内容，对发展生态农业、实现食品绿色生产具有重要意义［4］。微生物菌肥是一种含有特定微生物活体并通过微生物生命活动促使农作物获得特定肥效的一类微生物制剂，施入土壤后可通过微生物自身代谢和分泌产物产生作用。微生物菌肥可增强土壤透气性、促进有益微生物增殖，从而改善土壤及作物根际环境；提高土壤养分转化与供应能力，增强地力；增强根系活力，促进作物生长，提高作物抗逆能力［5-13］。还有研究表明，微生物菌肥能阻碍重金属离子富集、减轻土壤次生盐渍化［14-16］。尽管微生物菌肥不适合做单一肥料［17］，但可部分替代化肥施用［18］。微生物菌肥与化肥配合施用在农业生产中的应用已多有报道，常见果蔬和经济作物如苹果、西红柿、黄瓜、白菜、辣椒、烤烟等种植过程中，均可通过施用微生物菌肥起到增产和提高品质的作用，并显著降低化肥施用量［19-23］。【本研究切入点】利用微生物菌肥优化施肥结构、提高生产力的研究已在多种作物中报道，但韭菜生产中微生物菌肥和化肥配合施用技术尚鲜有研究。【拟解决的关键问题】为满足韭菜优质安全生产需要，本文通过室内单因素试验筛选微生物菌肥和化肥配合施用的较优方案，通过田间试验验证上述方案在生产中的效果，并评价微生物菌肥与化肥配合施用对韭菜主要害虫韭菜迟眼蕈蚊种群的影响，以期为韭菜生产中的科学施肥和害虫防治提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试韭菜品种为雪韭791。

供试微生物菌肥购自宁夏五丰农业科技有限公司，解淀粉芽孢杆菌有效活菌数≥100 亿/mL，登记号为微生物菌肥2017 准字2159，推荐用量为30 L/hm2；大量元素水溶化肥（N∶P2O5∶K2O=19 ∶19 ∶19，简称水溶化肥）购自以色列海法化学工业公司，用于室内试验，推荐用量为150 kg/hm2；复合肥（N+P2O5+K2O ≥45%，N∶P2O5∶K2O=15∶10 ∶20）购自山东鲁虹农业科技股份有限公司，用于田间试验，田间推荐用量为675 kg/hm2；供试草炭土购自拉脱维亚ETEPEK 公司。

1.2 室内筛选试验

试验于2022 年1—2 月在山东省青岛市青岛农业大学植物医学学院昆虫生态学实验室内进行，选用定植6 个月的韭菜新苗进行试验。将韭菜从实验田挖出，保留6 cm 左右的假茎与5 cm 左右的根长，移栽入塑料花盆（35 cm×25 cm×25 cm）中，每盆48 株，土深20 cm。栽培用土来自田间，混入50%草炭土（pH 6.98，电导率0.228 S/m)。试验共设9 个处理（表1），分别为100%推荐用量的水溶化肥配合0%（CK1）、30%、50%、70%、100%推荐用量的微生物菌肥（T1～T5），以及100%推荐用量的微生物菌肥配合70%、50%、30%和0%推荐用量的水溶化肥（T6～T9），每个处理3 次重复，每个重复1 盆。将移栽好的韭菜置于20℃、16 h 光照/8 h 黑暗条件下培养。于韭菜新苗长出5 cm 时施用肥料1 次，移栽后30 d 收割，测定韭菜株高、茎粗、最大叶宽、假茎长度，单株质量，并将韭菜整株挖出，测定须根数。每个处理设3 次重复。

1.3 不同施肥方案的田间验证

1.3.1试验地概况 试验于2022 年3 月12 日至5 月21 日在山东省即墨市移风店镇上泊村（36°33'0.8''N、120°13'20.7''E，海拔18.3 m）的田间韭菜大棚进行。试验地土壤为棕色壤土（pH 6.51，电导率0.144 S/m），地力均匀、常年施用复合肥，土壤板结。该大棚韭菜于2021 年5 月定植，定植前茬为韭菜，韭菜定植后分蘖能力较差，韭苗较稀疏，每平方米200 株左右，试验总面积为118.8 m2。该基地施肥习惯为韭菜收割后一次性施肥，每公顷施用复合肥675 kg。

1.3.2不同施肥方案对韭菜产量和生长性状的影响 在韭菜棚中选取长势一致、无韭菜迟眼蕈蚊为害的12 畦韭菜，每畦长9 m，宽1.1 m。每个处理1 畦，设3 次重复，每个处理间以不施肥的1 畦韭菜作为隔离行。根据1.2 结果选取的T6 和T7 方案，结合当地复合肥推荐用量（675 kg/hm2）设置3 个田间处理，分别为FT6（70%推荐用量复合肥+100%推荐用量微生物菌肥）、FT7（50%推荐用量复合肥+100%推荐用量微生物菌肥）和1 个对照FT1（仅施用100%推荐用量复合肥）。于韭菜第1 次收割后7 d 施肥，微生物菌肥按照15 cm 土壤持水量稀释后灌施，化肥开沟施于韭行之间。以上肥料一次性均匀施入，后期不再施肥。试验期间灌溉、除草等管理措施一致。待韭菜株高30 cm 时进行收割。每个处理随机选取30 株韭菜，测定株高、单株质量、茎粗、假茎长和最大叶宽。

1.3.3不同施肥方案对韭菜品质的影响 从1.3.2的每个处理中随机挖取30 株韭菜根，测定须根数，且每个处理随机选取30 株韭菜用保鲜盒带回实验室进行韭菜品质测定。采用考马斯亮蓝法［24］测定可溶性蛋白质含量、蒽酮法［25］测定可溶性糖含量、分光光度法［26］测定Vc 含量、乙醇丙酮浸泡法［27］测定叶绿素含量、水合茚三酮法［28］测定游离氨基酸含量。

1.3.4不同施肥方案对韭菜迟眼蕈蚊发生的影响 试验于2022 年4 月1 日至5 月21 日在1.3.2的田间验证试验基础上进行，即试验小区划分、重复设置、施肥处理同1.3.2。施肥处理后，在每个处理区罩孔径为0.42mm 的尼龙纱网，接种刚羽化的韭菜迟眼蕈蚊成虫20 对，接种4 周后悬挂统计，分别于南、中、北各悬挂1 块黄板（长30 cm×宽25 cm），距离地面10～15 cm，每周更换1 次，统计黄板上韭菜迟眼蕈蚊成虫数量。

1.4 数据处理

采用Excel 2010 软件进行数据处理，采用SPSS19.0 软件分析不同处理数据均值的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 室内筛选试验不同肥料配比下韭菜的生长情况

室内试验结果（表2）表明，不同肥料配比对韭菜生长性状的影响存在差异。T1（CK1）韭菜的整体生长情况最差；随着微生物菌肥投入量的增加，T2～T5 处理韭菜的生长性状得到显著提升，与T1（CK1）相比，株高提高2.51%～20.80%，茎粗增加12.5%～37.50%，最大叶宽增加16.67%～38.89%，单株质量增加11.11%～120.00%，须根数增加15.21%～27.18%；T6～T9 处理的韭菜单株质量不同，T6 和T7 处理韭菜生长性状最佳，与T5 处理外的其他处理差异显著，T8 处理韭菜的产量明显下降。施用纯微生物菌肥（T9）也较纯施用化肥（T1，CK1）更有利于韭菜生长。在所有肥料配比中，T5、T6、T7 处理最有利于韭菜生长，韭菜各生长性状表现优良，株高最突出，分别为27.87、27.59 和28.84 cm，与其他处理差异显著，但三者间无显著差异；单株质量较大，分别为0.99、0.93 和0.94 g，虽然与T4 和T9 处理无显著差异，但显著高于其他处理；T5 处理的韭菜单株平均须根数为12.80个，显著低于T6（14.19个）和T7（14.02个）处理。综合比较各指标，选择T6 和T7 处理为较优的施肥方案。

表2 室内筛选试验不同肥料配比下韭菜的生长指标Table 2 Growth traits of Chinese chives under different fertilizer ratio in indoor screening test

2.2 田间不同施肥方案下韭菜的生长指标和产量

基于2.1 的室内试验结果，T6、T7 方案最有利于韭菜生长，因而根据T6、T7方案设计田间试验，进一步验证优良施肥方案的田间效果。从表3 可以看出，不同施肥方案下韭菜的生长指标和产量差异明显。FT6处理中，韭菜单株质量、茎粗、假茎长度、株高、最大叶宽、须根数均得到明显提升，韭菜单株质量、茎粗、假茎长度、株高、最大叶宽和须根数分别较F T1（CK2）显著提升29.41%、1.70%、12.19%、7.58%、17.23%和40.60%；FT7 处理中，韭菜单株质量、茎粗、假茎长度、最大叶宽和须根数分别较FT1（CK2）显著提升23.22%、4.21%、11.94%、9.47%和16.99%，但各生长指标的提升幅度不及FT6处理；FT6与FT7 处理中大棚韭菜的产量分别较FT1（CK2）显著提高48.39%和12.99%。

表3 田间不同施肥方案下韭菜的生长指标和产量Table 3 Growth traits and production of Chinese chives under different fertilization schemes in field

2.3 田间不同施肥方案下韭菜的品质

由表4 可知，不同施肥方案下，韭菜的营养物质及叶绿素含量存在差异。FT6和FT7 处理韭菜的可溶性糖含量分别为80.63 mg/g 和67.10 mg/g，分别较FT1（CK2）显著提高32.72%和10.45%，且FT6 与FT7 差异显著；FT6 和FT7 处理韭菜的可溶性蛋白质含量分别为84.81 mg/g 和84.68 mg/g，分别较FT1（CK2）显著提高6.76%和6.60%，但二者间无显著差异；FT6 和FT7 处理的叶绿素SPAD 值分别为16.21 和16.03，分别较FT1（CK2）显著提高5.88%和4.70%，但二者间无显著差异；FT6 处理Vc 含量为1.41 mg/g，显著高于FT1（CK2，1.04 mg/g），但FT7 处理Vc 含量较低、为0.87 mg/g，与FT1 处理差异显著。不同施肥处理对大棚韭菜游离氨基酸含量无显著影响。FT6处理中韭菜品质高于FT7 处理，两个处理韭菜品质则显著优于纯化肥处理FT1（CK2）。

表4 田间不同施肥方案下韭菜营养物质及叶绿素含量Table 4 Nutrients and chlorophyll contents of Chinese chives under different fertilization schemes in feild

2.4 田间不同施肥方案下韭菜迟眼蕈蚊发生量

从图1 可以看出，2022 年5 月8 日之前，FT6 和 FT7 处理的韭菜迟眼蕈蚊的发生量显著低于FT1（CK2）。5 月1 日，FT6 和FT7 处理中，每个黄板诱集到的韭菜迟眼蕈蚊成虫平均数量（单板平均诱集量）分别为92.8 头和98.9 头，显著低于FT1（CK2,133.1 头），对韭菜迟眼蕈蚊的抑制率分别达30.28%和25.77%。5 月8 日，FT6 处理韭菜迟眼蕈蚊发生量最低，单板平均诱集量为33.3 头；FT7处理发生量较低，单板平均诱集量为52.0 头；与FT1（CK2）66.8 头相比差异显著，抑制率分别达50.15%和22.16%。5 月21日FT6处理的单板平均诱集量仍显著低于FT1（CK2）和FT7 处理。以上结果说明，施用微生物菌肥替代30%和50%化肥可抑制韭菜迟眼蕈蚊发生量。

图1 不同施肥方案下韭菜迟眼蕈蚊成虫诱集量Fig.1 Attracted amount of Bradysia odoriphaga adults under different fertilization schemes

3 讨论

3.1 合理施用微生物菌肥提高韭菜产量与品质

室内试验和田间试验均表明，施用微生物菌肥有利于改善韭菜生长性状并提高品质和产量。室内试验发现，100%推荐用量微生菌肥和100%推荐用量化肥配合施用（T5）可显著提高韭菜生长性状，但与T6、T7的效果无显著差异，从节约资金的角度，T6、T7 施肥方案更加可取，因此选用这两个方案进行田间试验。田间试验的结果同样表明，微生物菌肥和化肥配合施用较单纯施用化肥更加有利于韭菜的生长，同时提高了韭菜品质。施用微生物菌肥后，韭菜生长指标包括单株质量、假茎长度、株高、最大叶宽、须根数、产量均较纯化肥处理显著提高，试验结果与室内试验相互支持。以优良方案进行微生物菌肥和化肥配合施用，韭菜可溶性糖和可溶性蛋白质含量也较纯化肥处理显著提高；与纯化肥处理相比，472.5 kg/hm2复合肥和 30 L/hm2微生物菌肥配施，韭菜叶绿素和Vc 含量均显著提高。30 L/hm2微生物菌肥与472.5 kg/hm2复合肥配施对韭菜生产的促进作用优于与337.5 kg/hm2复合肥配施，且后一个施肥方案导致Vc 含量明显降低。在室内试验中还发现，30 L/hm2用量的微生菌肥和150 kg/hm2化肥配合施用虽然在一定程度上促进了须根发生，但明显不及更少量的微生物菌肥施用，由此可见，并非菌肥使用量越高越好，本试验结果与齐树杰等［29］的试验结论一致。在室内单因素实验中，我们发现，100%推荐剂量微生物菌肥处理（T9）中，韭菜生长性状优于100%推荐剂量的化肥处理（T1,CK1），可能与微生物菌肥促进韭菜生根、韭菜对营养的吸收能力更强有关，也可能与韭菜种植土中含有具一定肥力的草炭土有关，具体有待进一步验证。

3.2 合理施用微生物菌肥提高韭菜抗迟眼蕈蚊能力

微生物菌肥作为微生物接种剂，在微生物定植于植物根际的过程中，可通过促进植物生长发育、植物营养物质积累、激素及抗生素产生起到增强植物抗逆性的作用［30-32］。微生物菌肥对植物抗病性的促进作用已多有报道。王书娟等［33］研究表明，施用微生物菌肥增强了辣椒的抗病性。陈芳等［34］发现，无机肥和微生物菌肥配合施用可降低根结线虫病的发病率。以往研究还表明，有益微生物还可诱导植物产生系统抗病性［35］，但微生物菌肥对害虫的影响相关研究尚不广泛。施用微生物菌肥后土壤环境和作物抗逆能力的改变不可避免影响地下害虫发生，现已证实施用特定肥料（如沼液、石灰氮、农家肥）引起的土壤环境改变显著影响韭菜迟眼蕈蚊的发生［36-37］。梁化雨等［38］研究也表明，实验室条件下，采用施用一定比例微生物菌肥的韭菜饲养韭菜迟眼蕈蚊，能够降低该害虫的繁殖力。本试验通过黄板诱捕获得下一代成虫发生量的手段评估韭菜迟眼蕈蚊发生情况［39］，结果表明，大田施用微生物菌肥可明显抑制韭菜迟眼蕈蚊发生，这可能与微生物菌肥改变了韭菜迟眼蕈蚊生活和繁殖土壤环境有关，具体机制还有待于进一步探讨。

3.3 合理施用微生物菌肥对韭菜生产具有重要意义

近年来，针对我国种植业的发展现状，国家大力倡导减少化肥、农药的使用，科学施肥、配比施肥逐步得到重视。针对不同作物开发新型肥料、摸索施肥方案和技术对农业可持续发展具有重要意义。马红艳等［40］研究石灰氮处理土壤及缓释肥配施生物有机肥对韭菜生长和产量的影响，表明石灰氮处理土壤并配施生物有机肥可提高韭菜的产量与品质。本研究测试了一种枯草芽孢杆菌发酵微生物菌肥部分替代化肥后对韭菜品质、生长性状、产量等方面的影响，发现对韭菜施用微生物菌肥可增产提质，研究结果可以为韭菜优质安全生产提供依据。

4 结论

室内试验表明，施用微生物菌肥可有效提升韭菜的生长性状，100%推荐用量的微生物菌肥和100%推荐用量的化肥配合施用（T5）、70%推荐用量的化肥和100%推荐用量的微生物菌肥配合施用（T6）、50%推荐用量的化肥和100%推荐用量的微生物菌肥配合施用（T7），韭菜生长性状最佳，与其他处理差异显著，其中株高表现尤其突出，分别为27.87、27.59 和28.84 cm，较施用100%推荐用量化肥的处理（T1,CK1）分别提升20.8%、19.6%和25.0%；单株质量分别 为0.99、0.93 和0.94 g，较T1（CK1）提 升220.0%、206.7%、208.9%；上述3 个施肥方案下韭菜生长性状无显著差异，从经济效益和成本考虑，认为T6 和T7 为较优的肥料配施方案。田间应用室内试验的T6 和T7 方案，取得与室内试验基本一致的结果，相对于100%推荐用量微生物菌肥和50%推荐用量化肥配方案（FT7），100%推荐用量微生物菌肥和70%化肥配合施用（FT6）更加有利于韭菜生长；且FT6 和FT7 处理均可抑制韭菜迟眼蕈蚊发生，抑制率分别达50.15%和22.16%，FT6处理的抑制效果更佳。以上结果表明，微生物菌肥与化肥配合施用相较于单纯施用化肥可有效提高韭菜产量、品质，并抑制韭菜迟眼蕈蚊的发生，最佳推荐配比为70%推荐用量的化肥配合100%推荐用量的微生物菌肥。