功能性有機肥對大白菜生長的影響

韓麗娜，丁哲利，*，曾會才，鄭 偉，何應(yīng)對，葛 宇

(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院 海口實驗站，海南 ?？?570102； 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院 熱帶生物技術(shù)研究所，海南 ?？?571101)

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功能性有機肥對大白菜生長的影響

韓麗娜1，丁哲利1，*，曾會才2，鄭 偉1，何應(yīng)對1，葛 宇1

(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院 ?？趯嶒炚?，海南 海口 570102； 2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院 熱帶生物技術(shù)研究所，海南 ?？?571101)

在海南省農(nóng)業(yè)科學院永發(fā)試驗基地開展大棚試驗，研究施用促生長型功能性有機肥對大白菜農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤微生物豐度等指標的影響。結(jié)果表明，施用功能性有機肥能顯著促進大白菜的生長，且以添加高濃度促生菌效果最優(yōu)。大白菜移栽后第20天，施用添加2%促生菌的功能性有機肥的大白菜株高比對照(CK)提高30.5%，葉片寬增加24.9%。與施用普通有機肥和CK相比，施用功能性有機肥后，大白菜收獲期產(chǎn)量增加，可溶性糖和維生素C含量更高，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)改善。

功能性有機肥；大白菜；微生物群落結(jié)構(gòu)

隨著人們生活水平的提高和健康意識的增強，無公害農(nóng)產(chǎn)品、綠色食品、有機產(chǎn)品的消費理念逐漸深入人心[1-4]。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和管理過程中，除了不斷追求作物高產(chǎn)外，生產(chǎn)者對農(nóng)產(chǎn)品本身的品質(zhì)和農(nóng)田的可持續(xù)發(fā)展亦越發(fā)重視?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)模式倡導使用有機肥，而在大田作物的實際生產(chǎn)中，過去很長一段時間內(nèi)有機肥的使用量偏低。有機肥料富含有機質(zhì)和作物生長所必需的多種養(yǎng)分，對于改良土壤、提高化學肥料的利用效率、提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)等均具有很好的效果[5-8]。研究表明，施用有機肥是發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、開發(fā)綠色食品和有機農(nóng)產(chǎn)品的需要，是保障我國農(nóng)田長效健康發(fā)展的基礎(chǔ)，也符合“加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”等社會大環(huán)境的需求[9-12]。

當前，我國已經(jīng)進入由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期。但由于傳統(tǒng)有機肥存在肥效不穩(wěn)定、用量大、施用不便和對作物增產(chǎn)效果不明顯等問題，一定程度上制約了我國有機肥的推廣應(yīng)用，因此迫切需要提升有機肥的性能，升級改造現(xiàn)有的有機肥產(chǎn)品，開發(fā)應(yīng)用效果更好、功能性更強的有機肥。為此，特選擇添加1%～2%促生菌的功能性有機肥在大白菜上開展肥效試驗，以期為相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點設(shè)在海南省澄邁縣永發(fā)鎮(zhèn)海南省農(nóng)業(yè)科學院試驗基地，110°11′59.06″E，19°45′14.50″N，試驗地為溫室大棚，規(guī)格30 m×20 m(長×寬)，遮陽防雨，通風良好。大棚采用噴帶系統(tǒng)進行水肥灌溉。試供土壤為第四紀紅色粘土發(fā)育的水稻土，土壤質(zhì)地為壤質(zhì)粘土。試驗前0—20 cm土壤的理化性狀為：pH值5.8，有機質(zhì)19.7 g·kg-1，土壤總氮1.22 g·kg-1，總磷1.35 g·kg-1，總鉀23.7 g·kg-1，堿解氮204 mg·kg-1，速效磷126 mg·kg-1，速效鉀417 mg·kg-1。

1.2 試驗設(shè)計

試驗設(shè)4個處理：處理1，不施有機肥(CK)；處理2，施用普通有機肥6.75 t·hm-2(NM)；處理3，施用含促生菌1%的功能性有機肥6.75 t·hm-2(T1)；處理4，施用含促生菌2%的功能性有機肥6.75 t·hm-2(T2)。各小區(qū)面積均為50 m2(2 m×25 m)，重復(fù)3次，小區(qū)間用寬30 cm的排水溝隔開。試驗時間為2015年5月至7月，大棚前茬種植葉菜，前茬收獲后15 d開始犁地，試驗期大棚內(nèi)溫度維持在25～40 ℃。

試供大白菜為林忠民牌抗熱五號大白菜，底肥施用后第12天播種，第25天定植，第54天收獲，大白菜生長期共43 d，種植期間適時澆水，防治病蟲害，各處理水肥管理均保持一致。

1.3 樣品采集與測定

大白菜種植規(guī)格為25 cm×25 cm(長×寬)，定植緩苗后每5 d測定1次株高、葉寬和葉片SPAD值，生長旺期和收獲期分別測定其光合作用強度，收獲期測定品質(zhì)和產(chǎn)量，對原始土樣和收獲后的土樣測定微生物豐度。

株高和葉寬采用測量法測定，SPAD值采用便攜式SPAD儀(SPAD-502)讀數(shù)，光合速率采用LI6400光合測定系統(tǒng)進行鮮樣測定。植株鮮樣采集時先將植株連根小心取出，去除根上土壤，用水沖洗，并經(jīng)蒸餾水洗滌后測定其品質(zhì)?？扇苄蕴遣捎肔H-T32型便攜式糖度計測定，維生素C含量采用KIO3滴定法測定。土壤微生物群落結(jié)構(gòu)在鮮樣采集后用干冰保存，送往上海翰宇生物科技有限公司進行檢測。土壤樣品采用多點取樣法采集，參考土壤理化性質(zhì)常規(guī)分析方法進行檢測，氮用定氮儀測定，鉀用火焰光度計測定，磷用鉬藍比色法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010軟件進行所有試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，方差分析采用DPS 7.05軟件，對有顯著(P<0.05)差異的處理采用鄧肯新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對大白菜農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 對大白菜株高的影響

在移栽后第5、10、15、20天分別測定大白菜株高。由表1可以看出，移栽后各有機肥處理下大白菜的株高均優(yōu)于CK。移栽后第10天和第15天，T1和T2處理下大白菜的株高顯著優(yōu)于CK，且T2處理的大白菜株高顯著高于NM，但與T1處理無顯著差異。移栽后第20天，施用有機肥的3個處理的大白菜株高無顯著差異，但均高于CK，T1、T2處理的大白菜株高較對照分別提高25.2%和30.5%。

2.1.2 對大白菜葉寬的影響

大白菜的單株質(zhì)量與其株高和葉寬呈正相關(guān)關(guān)系[13]。由表2可以看出，移栽后各處理大白菜的葉寬以T2處理最大，CK最小。除移栽后第10天外，T2處理的葉寬均顯著高于CK。T1、T2處理間的大白菜葉寬始終無顯著性差異。移栽后第20天， T2處理下的大白菜葉寬達18.44 cm，較CK和NM分別顯著提高24.9%和21.4%。

表1 各處理的大白菜株高

Table 1 Height of Chinese cabbage under different treatments

處理Treatment移栽后不同天數(shù)(d)的株高HeightofChinesecabbageaftervarieddays(d)oftransplantation/cm5101520CK11.00±1.10b15.84±0.44c19.14±1.31c22.54±1.86bNM12.55±0.67ab17.26±1.28b21.00±0.85bc26.24±1.02aT112.67±0.71ab18.20±0.78ab24.16±1.80ab28.21±2.64aT213.43±0.96a18.50±1.25a24.64±2.74a29.42±2.45a

表2 各處理的大白菜葉寬

Table 2 Leaf width of Chinese cabbage under different treatments

處理Treatment移栽后不同天數(shù)(d)的葉寬LeafwidthofChinesecabbageaftervarieddays(d)oftransplantation/cm5101520CK6.22±0.17b9.61±0.86a12.03±1.43b14.76±1.05bNM6.24±0.20b9.90±0.82a12.76±0.66ab15.19±0.40bT17.20±0.38a10.64±0.74a14.47±0.69a16.71±0.65abT27.50±0.40a10.64±0.73a14.67±1.23a18.44±1.64a

2.2 對大白菜SPAD值和光合作用的影響

2.2.1 對大白菜SPAD值的影響

從圖1可以看出，移栽后第5、10、15天，施用有機肥的各處理大白菜葉片SPAD值均高于CK，這說明施用有機肥能促進大白菜在生長期對氮的吸收和轉(zhuǎn)化。移栽后第5天，NM、T1和T2處理下大白菜葉片SPAD值分別達23.70、25.80和29.40，比CK高6.8%、16.2%和32.4%。隨移栽后天數(shù)延長，大白菜各處理SPAD值呈不斷增大趨勢，但處理間差異變小。至成熟期(移栽后第20天)，對照大白菜的SPAD值反而略高于其他各處理，但這一時期大白菜生理代謝活動已趨弱，SPAD值很難準確反映大白菜的生長狀況。

圖1 大白菜SPAD值變化情況Fig.1 SPAD value of Chinese cabbage under differenttreatments

2.2.2 對大白菜光合作用的影響

分別在生長旺期和收獲期測定大白菜的光合指標。結(jié)果表明，收獲期大白菜的凈光合速率要略高于生長期。在大白菜生長期和收獲期，施用功能性有機肥的T1和T2處理的凈光合速率均顯著高于CK，但T1和T2處理間大白菜凈光合速率無顯著差異。不同時期各處理大白菜的氣孔導度呈現(xiàn)出與凈光合速率相似的規(guī)律。不同時期各處理大白菜胞間CO2濃度無明顯規(guī)律性，蒸騰速率在各處理間無顯著差異(表3)。

2.3 對大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.3.1 對大白菜產(chǎn)量的影響

在生長期(移栽后13 d)和收獲期分別測定大白菜的鮮質(zhì)量和含水量，統(tǒng)計其單位面積產(chǎn)量。結(jié)果表明，施用功能性有機肥的T1和T2處理下大白菜鮮質(zhì)量顯著高于CK(表4)。生長期和收獲期各處理大白菜的含水量在88.21%～Pn，凈光合速率；Gs，氣孔導度；Ci，胞間CO2濃度；Tr，蒸騰速率。

表3 各處理的大白菜光合指標

Table 3 Photosynthetic traits of Chinese cabbage under different treatments

處理Treatment生長期GrowthperiodPn/(μmol·m-2·s-1)Gs/(mmol·m-2·s-1)Ci/(μmol·mol-1)Tr/(mmol·m-2·s-1)收獲期HarvestperiodPn/(μmol·m-2·s-1)Gs/(mmol·m-2·s-1)Ci/(μmol·mol-1)Tr/(mmol·m-2·s-1)CK21.33±1.27b1.92±0.17b350.09±4.53a8.52±0.31a23.12±1.17b1.30±0.12b327.35±11.69b7.90±1.05aNM22.16±0.90ab2.10±0.21ab348.52±2.46ab8.53±0.08a25.05±0.89a1.97±0.14a342.23±1.44a8.57±0.28aT123.92±1.97a2.27±0.15a344.65±5.24b8.42±0.14a25.43±1.23a2.04±0.16a338.88±5.36a8.19±0.63aT223.98±2.49a2.28±0.20a344.47±3.86b8.48±0.28a25.86±1.46a2.14±0.23a341.33±5.13a8.51±0.38a

Pn， Net photosynthetic rate;Gs， Stomatal conductance;Ci， Intracellular CO2concentration;Tr， Transpiration rate.

表4 不同生育期大白菜的生物量

Table 4 Biomass of Chinese cabbage at different growing stages

處理Treatment生長期Growthperiod單株鮮質(zhì)量Freshweightperplant/g含水量Moisturecontent/%收獲期Harvestperiod單株鮮質(zhì)量Freshweightperplant/g含水量Moisturecontent/%產(chǎn)量Yield/(t·hm-2)CK18.11±1.26c90.05164.00±9.75c88.8721.1NM20.22±0.38bc90.79182.20±3.77bc89.2729.1T121.61±1.67ab90.69199.40±15.75ab88.2131.9T223.06±0.92a91.17203.80±0.76a89.2932.6

91.17%之間，生長期大白菜含水量要略高于收獲期，但各處理間差異不顯著。收獲期大白菜產(chǎn)量在21.1～32. 6 t·hm-2之間，T1和T2處理下大白菜產(chǎn)量分別達31.9和32.6 t·hm-2，較CK增加51.2%和54.5%。

2.3.2 對大白菜品質(zhì)的影響

作為新陳代謝的主要原料和儲存物質(zhì)，可溶性糖是衡量大白菜品質(zhì)和營養(yǎng)價值的一項重要參考指標。維生素C含量對于鑒定大白菜品質(zhì)和耐貯性也具有十分重要的意義。由圖2可以看出，施用功能性有機肥有利于大白菜品質(zhì)的提高，與不施有機肥(CK)和施用普通有機肥(NM)相比，施用1%和2%功能性有機肥的大白菜可溶性糖和維生素C含量更高，且隨著促生菌添加濃度的增加，大白菜的品質(zhì)也更優(yōu)。

2.4 對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

分別于大白菜收獲前后測定各處理土壤中的微生物群落結(jié)構(gòu)。如圖3所示，與處理前相比，對照土壤樣品的微生物群落結(jié)構(gòu)和豐度變化不大，而普通有機肥(NM)、1%和2%功能性有機肥處理(T1、T2)下土壤中酸桿菌門細菌比例有所提高。施用功能性有機肥后，土壤中放線菌比例要明顯高于其他處理。總體來看，施用有機肥后，土壤中微生物豐度明顯增加，施用功能性有機肥后，土壤中放線菌菌群數(shù)量明顯增加。

圖2 各處理對大白菜品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of treatments on quality of Chinese cabbage

3 討論

由于化學肥料的不合理施用，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上土壤板結(jié)酸化、肥料利用率低下等問題十分突出。結(jié)合有機肥改良土壤的特點，加強功能性有機肥料的研發(fā)和應(yīng)用，如開發(fā)出抗病、抗旱等能夠改善作物品質(zhì)、增強作物抗性和肥料利用效率的功能性產(chǎn)品，對于促進農(nóng)業(yè)與資源、農(nóng)業(yè)與環(huán)境以及人與自然和諧友好發(fā)展，從源頭上促進農(nóng)產(chǎn)品安全、清潔生產(chǎn)，保護生態(tài)環(huán)境等都具有積極意義。

BG為CK處理前土壤背景值BG reprensented background status of soil for CK before treatment圖3 各處理土壤樣品的微生物群落結(jié)構(gòu)Fig.3 Microbial community structure of soil samples for each treatment

本研究中使用的功能性有機肥是以普通有機肥為載體，添加了一定比例的白刺鏈霉菌株、不吸水鏈霉菌株和白淺灰鏈霉菌株3種放線菌專利菌株的技術(shù)產(chǎn)品，這些菌株本身分離自植物根際土壤，根際定殖能力強。以有機肥料為載體，將篩選優(yōu)化的這些菌株與普通有機肥按比例混合制備成抗病蟲促生長功能性肥料，除可為作物提供營養(yǎng)、改良土壤外，還可抑制革蘭氏陽性細菌、鐮刀菌、赤霉病菌等常見的病原真菌。在本試驗中，雖然功能性有機肥與普通有機肥養(yǎng)分含量相當，但施用功能性有機肥的大白菜在生長性狀和土壤微生物豐度等指標上均明顯優(yōu)于其他各處理。功能性有機肥處理下，大白菜的株高和葉寬明顯優(yōu)于CK和普通有機肥處理，大白菜在生長旺期SPAD值更高，光合作用更強，收獲期產(chǎn)量更高，品質(zhì)也更好。從土壤微生物群落結(jié)構(gòu)來看，功能性有機肥施用后，土壤中有益放線菌的豐度明顯增加，表明所添加的促生菌可以在土壤環(huán)境中定殖，并能起到調(diào)節(jié)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、改良土壤環(huán)境、促進作物對養(yǎng)分的吸收的效果，具有明顯的應(yīng)用推廣潛力。

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(責任編輯 高 峻)

Effect of functional organic fertilizer on growth of Chinese cabbage

HAN Li-na1， DING Zhe-li1，*， ZENG Hui-cai2， ZHENG Wei1， HE Ying-dui1， GE Yu1

(1.HaikouExperimentalStation，ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences，Haikou570102，China; 2.InstituteofTropicalBioscienceandBiotechnology，ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences，Haikou571101，China)

Greenhouse experiment was set at Yonfa experiment station, Hainan Academy of Agricultural Sciences， to study the effect of functional organic fertilizer on Chinese cabbage. It was shown that application of functional organic fertilizer could promote the growth of Chinses cabbage， and the effect was better for the functional organic fertilizer with higher content of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). After 20 d of transplantation， the height and leaf width of Chinese cabbage were increased by 30.5% and 24.9%， respectively， with application of functional organic fertilizer containing 2% PGPR compared to the control (CK). The yield， soluble sugar and vitamin C contents were also increased with application of functional organic fertilizer compared to CK and normal organic fertilzer， and the soil microbial community structure was improved.

functional organic fertilizer; Chinese cabbage; microbial community structure

http://www.zjnyxb.cn

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.10.13

2016-04-01

海南省星火產(chǎn)業(yè)帶專項資金項目(HNXH201404)；海南耕地改良關(guān)鍵技術(shù)研究與示范專項項目(HNGDxf2015)

韓麗娜(1981—)，女，海南文昌人，碩士，助理研究員，主要從事新型肥料研制及高效栽培生理等方面研究。E-mail: lnhan412@163.com

*通信作者，丁哲利，E-mail: dingzheli@zju.edu.cn

S141.9

A

1004-1524(2016)10-1718-06

浙江農(nóng)業(yè)學報ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2016，28(10): 1718-1723

韓麗娜，丁哲利，曾會才，等. 功能性有機肥對大白菜生長的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學報，2016，28(10)： 1718-1723.