不同微生物种类菌肥对黔东南黄精生长、品质及土壤微生物数量的影响

王昌戌, 李光洪

（剑河县久仰镇农业服务中心，贵州 剑河 556400）

多花黄精（Polygonatumcyrtonema Hua）为百合科（Liliaceae）黄精属（Polygo⁃natum）的多年生草本植物，其干燥的根茎是药食最为常见的大宗药材［1］。皂苷、多糖、黄酮、生物碱、氨基酸等化合物是黄精根茎主要的次生代谢产物，也是其发挥药理的主要成分［2］。总灰分、皂苷、多糖、黄酮类化合物是反映黄精药用品质的重要参数。其中皂苷、多糖、黄酮化合物可占黄精总活性成分含量的75%以上，三者活性成分已证实具有抗氧化、抑菌等功能作用，广泛应用于降血脂、抗心律不齐、抗肿瘤、抗溃疡等治疗中［2-3］。研究表明，黄精在降血脂、抗氧化、除风湿、补益气等方面均具有显著疗效，同时是抗癌药物的重要成分之一；目前已广泛应用于药膳、保健品、化妆品及饲料添加剂，表现出较高的经济和药理价值［3］。近年来由于环境恶化以及野生资源无序采挖等因素使得野生黄精日益枯绝，人工高效栽培成为解决黄精资源短缺的重要途径［4］。目前关于人工栽培黄精的研究主要集中于种子萌发、栽培模式、施肥措施及环境因子作用［4-8］。然而，黄精种植过程中易向土壤释放酚酸等根系分泌物，长期连作易造成土壤质量下降、病虫害频发，严重制约黄精的品质及产量收益提升［9］。

微生物菌肥指一类含有活性益生菌的特定制品，在农林业生产中能够发挥相应的肥料效应，起到调节养分平衡、促生增产、改善生态、抗虫抗病的功效［10］。近年来，施用微生物菌肥已成为保障产收的重要措施。罗成等［11］研究表明在红壤中施用菌液1号菌剂、宁盾菌剂、哈茨木霉菌剂可抑制病害发生率，促进三七出苗质量，提高三七总皂苷含量。黄靖等［12］研究发现，双接种解淀粉芽孢杆菌（Bacillusamyloliquefaciens）、枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis），可有效提高金线莲的生物量累积，促进皂苷和类黄酮的生物合成。李卓蔚等［13］研究表明，接种解芽孢杆菌属的功能解磷菌均不同程度增加重楼根际土壤微生物数量，降低土壤pH，提高土壤磷代谢酶活性和速效养分含量。上述研究为微生物菌肥应用于改善中草药生长、品质及土壤质量提供了理论依据，然而关于微生物菌肥对黄精植物生长、药用活性成分的影响鲜见报道。基于此，研究不同微生物菌肥对黄精生长发育、品质及土壤微生物数量的影响，为微生物菌肥应用于黄精的人工栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于贵州省剑河县久仰镇夭那村黄精基地（东经108°46′41″，北纬26°60′28″，海拔905 m）进行，试验区年均日照时数1 980 h，年均降雨量1 185 mm，年均气温16.4 ℃，属中亚热带季风气候区。基地供试土壤为黄壤，表层理化性质为pH 5.62，有机质为18.74 g/kg、全磷为1.83 g/kg、全钾为11.37 g/kg，速效氮、速效磷、速效钾分别为57.94 mg/kg、12.56 mg/kg、82.66 mg/kg。

1.2 试验材料

供试微生物菌肥分别为链霉菌（Strepto⁃mycetaceae）菌肥、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）菌肥、哈茨木霉真菌（Trichoderma harzianum）菌肥、复合菌肥（链霉放线菌、枯草芽孢杆菌和哈茨木霉真菌，比例为3∶4∶3），均购自康源生物有机肥制造有限公司，有效活菌总数均大于4.0×108CFU/g。供试黄精种苗引进于宁夏闽宁黄精种植基地，为2年生健壮、无病虫害种苗。所用养分有尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O516%）、硫酸钾（K2O 50%）。

1.3 试验设计

采用随机设计，设置5 个处理：密旋链霉菌Streptomycespactum放线菌菌肥处理（SP）、枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis细菌菌肥处理（BS）、哈茨木霉Trichodermaharzia⁃num真菌菌肥处理（TH）、复合微生物菌肥处理（MX），以不施微生物菌肥为对照（CK）。每个处理重复3 次，共15 个小区，小区间设50 cm 宽过道拦隔，每个小区面积20 m2（长5 m、宽4 m），黄精种植密度7.5×105株/hm2。2022 年3 月种植前起垄整地，单年纯氮施入量150 kg/hm2［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶9∶5］，其中氮肥在每年4、7 月分两次施入，基追比为6∶4；磷钾肥于4月做基肥一次性施入。菌肥单年总量为225 kg/hm2，于种植前和种植后70 d 按1∶1 分次采用灌根方式施入。试验过程中按照黄精常规灌溉方法进行。

1.4 样品采集及测定

2022 年11 月，每小区随机采挖10 株黄精，分别测定地径、根系长度、分支数及叶片数。将黄精根茎、根系及地上部分离并记录其鲜重，然后置于烘干箱65 ℃烘至恒重，以测定干重。黄精总灰分、皂苷、黄酮、多糖含量的测定参照参考文献［14］黄精项目检测方法。土壤微生物数量采用平板稀释法测定，其中细菌类型数量测定使用牛肉提取物蛋白胨培养基，真菌数量测定使用玫瑰红钠琼脂培养基［15］。

1.5 数据处理与统计分析

采用Microsoft Excel 2013 进行数据整理，DPSv 14.1进行方差分析及Duncan多重比较（α=0.05），图形采用Origin 2021 软件进行绘制。

2 结果与分析

2.1 不同微生物种类菌肥对黄精农艺性状的影响

由表1 可知，各处理地径表现为SP＜CK＜TH＜MX＜BS，其中CK、SP 处理间无显著差异且二者均显著小于处理TH、MX、BS。根茎分支数各处理表现为CK＜SP＜TH＜BS＜MX，其中SP、TH、MX、BS 处理均无显著差异，而MX、BS 处理均显著大于CK 处理。根长CK 最低，为19.81 cm，SP、TH、MX、BS 较其分别显著提高14.39%、18.27%、34.17%、26.25%。株高CK 为57.82 cm，其他处理较CK 变幅−1.97%～24.92%；BS 最高，SP、TH、MX 处理较其分别降低21.53%、10.74%、9.07%；其中TH、MX 与BS 均无显著差异。各处理叶片数表现为CK＜SP＜TH＜MX＜BS，各处理间差异较小且均无显著差异。

表1 不同微生物菌肥处理的黄精农艺性状

2.2 不同微生物种类菌肥对黄精生物量累积的影响

由表2 可知，地上部鲜重CK 最低，TH 处理其次，两者间差异显著；SP、BS、MX 较CK和TH 处理分别显著提高17.86%、19.83%、18.46% 和 4.49%、6.24%、5.02%。根系鲜重各处理表现为CK＜SP＜TH＜BS＜MX，较CK 处理，显著提高5.82%～14.86%。根茎鲜重，微生物菌肥处理整体大于CK，其中CK 与SP无显著差异外，CK 均显著小于其他菌肥处理。地上部干重CK 最低，其他处理较其提高1.44%～2.44%，但各处理间差距较小，均无显著差异。根系干重CK 最低，处理SP、BS、TH、MX 较其提高12.46%～38.72%，其中CK与TH 处理间无显著差异。根茎干重，处理SP、BS、TH、MX 较CK 分别显著提高10.95%、28.14%、14.64%、27.65%。根茎折干率为根茎干重与鲜重间的比值，根茎折干率表现为CK＜TH＜SP＜MX＜BS，其中处理BS 较处理CK、SP、TH 分别显著提高3.98百分点、2.07百分点、3.17百分点。

表2 不同微生物种类菌肥处理的黄精生物量累积

2.3 不同微生物种类菌肥对黄精品质的影响

由图1 可知，各处理总灰分含量表现为CK＜TH＜SP＜MX＜BS，菌肥处理较CK分别显著提高13.40%、27.45%、7.19%、20.92%；菌肥处理中TH与SP、MX与BS均无显著差异。各处理黄精皂苷含量表现为CK＜SP＜TH＜MX＜BS，与CK 处理相比，处理SP、BS、TH、MX 分别显著提高19.17%、 69.72%、 47.03%、 61.92%。黄精多糖含量CK 处理最低，处理SP、TH、MX、BS 较其提高41.49%～90.30%；处理TH、MX、BS 三者无显著差异且均显著大于SP 处理。黄酮含量BS 处理最高，处理CK、SP、TH、MX 较其分别显著降低34.58%、29.94%、13.22%、13.62%；与CK 处理相比，处理SP、TH、MX 提高7.09%～32.65%，且处理TH、MX 均显著大于CK处理。

图1 不同微生物种类菌肥处理黄精的总灰分、皂苷、多糖、黄酮含量

2.4 不同微生物种类菌肥对黄精土壤微生物数量的影响

由表3 可知，不同微生物菌肥处理的黄精土壤微生物种类中，以细菌数量［（1 015.52～1 688.58）×105CFU/g］占据绝对优势，其次为氨氧化细菌［（346.92～687.15）×105CFU/g］和放线菌［（24.09～26.92）×105CFU/g］。细菌总数、固氮细菌、氨氧化细菌数量均表现为CK＜TH，SP＜MX、BS。MX 处理的细菌数量最多，且其细菌总数、氨氧化细菌数量均显著大于CK处理。各菌肥处理的细菌总数较CK 增幅35.86%～66.28%，氨氧化细菌增幅42.92%～98.07%。放线菌CK 处理最低，其他菌肥处理中放线菌数量较CK 提高3.69%～11.75%，但仅MX 处理与CK 处理存在显著差异。各处理真菌数量表现为CK=MX＜SP＜TH=BS，但各处理间差异较小且均无差异显著。

表3 不同微生物菌肥处理的黄精土壤微生物数量×105 CFU/g

3 结论

试验结果表明，在多花黄精采用微生物菌肥栽培近1 年后，不同处理间的地径、根茎分支数、根长、株高、叶片数及地上部、根系、根茎鲜重及干重整体为BS、MX 处理较优，说明施用枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）菌肥、复合菌肥有利于促进黄精生长发育。总灰分、皂苷、多糖、黄酮含量，各微生物菌肥处理均大于CK 处理，除总灰分含量外，其他成分含量均表现为CK＜SP＜TH，同时各成分含量表现为MX＜BS，表明枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）菌肥最有益于增加黄精的药用组分含量。并且BS 处理根茎折干率较CK 处理显著提高3.98%。土壤微生物数量可反映土壤活力状态，其与土壤肥力、健康状况直接相关［16］。施用不同微生物种类菌肥及其复合菌肥后，土壤中细菌、真菌、放线菌、氨氧化细菌及固氮菌数量均发生一定变化，其数量整体表现为氨氧化细菌＞放线菌＞固氮菌＞真菌，细菌数量占据绝对优势且在菌肥处理下增幅最大；各菌肥处理中，枯草芽孢杆菌单一使用和多种菌肥混合处理下均具有较多的微生物数量，说明枯草芽孢杆菌的功能多样化有利于土壤微生物的增殖。

综上，在黔东南地区黄精栽培的菌肥施用中，枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）菌肥的效果较优，可促进黄精生长发育，提高其品质和土壤微生物数量。