兩種微生物菌肥對穿心蓮生長及其有效成分含量的影響

張金梅　盧紅　李明　劉玉連　楊逢春

關(guān)鍵詞：微生物菌肥：穿心蓮：農(nóng)藝性狀：有效成分含量

中圖分類號：S567.2：S144 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（ 2023） 03-0101-08

穿心蓮具有清熱解毒、涼血、消腫等功效，主產(chǎn)于廣西貴港、廣東湛江、福建漳州和四川宜賓等地，是“兩廣”道地藥材的典型代表。在穿心蓮的傳統(tǒng)栽培過程中，種植者依靠大量使用化肥和農(nóng)藥來達到增產(chǎn)的目的，造成藥材品質(zhì)下降、土壤養(yǎng)分流失、環(huán)境污染等嚴重問題。

微生物菌肥是一種環(huán)境友好的新型生物肥料，其中的微生物能在土壤中大量繁殖，提高土壤肥力、改善土壤環(huán)境，具有固氮、溶磷、解鉀的作用，能產(chǎn)生諸如細胞分裂素類植物激素，促進植株生長發(fā)育。熊春霞等研究發(fā)現(xiàn)，含有細黃鏈霉菌的微生物菌肥適應(yīng)延胡索根際土壤環(huán)境的效果較好，還可以提升延胡索的產(chǎn)量及品質(zhì)。任建國等使用微生物菌肥拌種太子參的種根，發(fā)現(xiàn)能提高太子參塊根的氨基酸、多糖、皂苷及微量元素Mn和Fe的含量，進而改善太子參的品質(zhì)。祝英等使用微生物菌劑處理增加了一等苗的比例，顯著提高當(dāng)歸苗的質(zhì)量。在實際生產(chǎn)中，種植者栽培穿心蓮時施加的化肥多為氮肥，而長期施用不僅無法保證穿心蓮對養(yǎng)分的吸收利用，還會使氮素流失，污染土壤環(huán)境、破壞土壤結(jié)構(gòu)，嚴重制約穿心蓮藥材的可持續(xù)發(fā)展。因此，本研究通過盆栽試驗，綜合評價兩種菌肥（復(fù)合芽孢菌菌肥和菌動力復(fù)合微生物菌肥）在穿心蓮栽培中的應(yīng)用效應(yīng)，為生產(chǎn)綠色、優(yōu)質(zhì)的穿心蓮提供技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

化肥（云南云天化股份有限公司）氮磷鉀（N-P₂O₅-K₂O）含量為15-5-25（A）；復(fù)合芽孢桿菌菌肥（山東君德生物科技有限公司）的有效菌數(shù)≥200億／g（F），由枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、側(cè)芽孢桿菌等復(fù)合而成；菌動力復(fù)合微生物菌肥（山東君德生物科技有限公司）的有效菌數(shù)≥20億/g（G），由固氮菌、放線菌、木霉菌、芽孢桿菌、乳酸菌等復(fù)合而成。供試穿心蓮種子來源于廣東省英德市穿心蓮規(guī)范化種植基地，廣東藥科大學(xué)李明教授鑒定其為爵床科穿心蓮屬植物穿心蓮[Andrographis paniculata（Burn.f.）Nees]的成熟種子。

1.2試驗設(shè)計

采用盆栽法，先育苗后移栽，培育基質(zhì)均為園土：營養(yǎng)土：蛭石=3：1：1。每盆裝土2 kg，移栽1株。移栽10 d后開始施加不同肥料，每處理20盆。處理設(shè)置：不施肥（CK）；化肥（A，0.5 g/kg）；低（SF，0，5 g/kg）、中（MF，1g/kg）、高（LF，2g/kg）復(fù)合芽孢桿菌菌肥施肥濃度；低（SG，5g/kg）、中（MG，15 g/kg）、高（LG，25g/kg）菌動力復(fù)合微生物菌肥施肥濃度。分別于3個不同時期（移栽后10、40、80 d）施肥，除CK正常澆水外，化肥A和菌肥F分別用250 mL水溶解后澆灌于盆中，避免直接接觸根部；菌肥G均勻撒在距離莖5cm處的小穴溝中，每盆澆水250 mL。測定苗期（移栽后40 d）、快速生長期（移栽后70 d）、始花期（移栽后110d）的相關(guān)指標。

1.3測定項目及方法

1.3.1農(nóng)藝性狀 在穿心蓮苗期、快速生長期和始花期分別用卷尺、游標卡尺、葉面積測量儀（YMJ-C/CH）、便攜式葉綠素儀（SPAD-502型）和電子天平測量株高、莖粗（根部距第一節(jié)2 cm處）、葉面積、葉綠素含量、鮮重（常溫稱重法）和根冠比（穿心蓮植株地下部與地上部鮮重的比值）。

1.3.2氮代謝關(guān)鍵酶活性 參照張志良的方法測定硝酸還原酶（NR）活性；參考葉利庭等的方法測定谷氨酰胺合成酶（GS）活性。

1.3.3有效成分含量 穿心蓮始花期測定其有效成分含量，方法參照2020版《中國藥典》。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2019和SPSS 26.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。采用隸屬函數(shù)分析法綜合評價微生物菌肥對穿心蓮植物學(xué)特性的影響。

微生物菌肥對穿心蓮影響的綜合評價D值的計算：D為某一濃度菌肥處理下某個指標在3個生長期平均隸屬函數(shù)值的平均值。

2結(jié)果與分析

2.1兩種菌肥對穿心蓮不同生長期株高的影響

表1所示，復(fù)合芽孢桿菌菌肥（F）對穿心蓮苗期、快速生長期和始花期株高的影響均以低濃度（SF）最明顯，較CK和A處理分別增長18.14%、16.56%、40.16%和10.13%、3.33%、15.45%；菌動力復(fù)合微生物菌肥（G）在苗期、快速生長期和始花期的最佳處理濃度分別為高、中、中濃度，較CK和A處理分別增長23.76%、18.06%、35.44%和15.37%、4.66%、11.56%，MG處理苗期株高較CK增長23.57%。

2.2兩種菌肥對穿心蓮不同生長期莖粗的影響

表2所示，菌肥F對穿心蓮苗期和快速生長期莖粗的影響均以低濃度最明顯，較CK和A處理分別增加25.00%、24.00%和17.65%、6.90%，SF處理下始花期莖粗較CK增加10.00%。菌肥G處理條件下，LG對穿心蓮苗期莖粗的影響最大，較CK和A處理分別增加31.25%和23.53%，MG處理下苗期、快速生長期和始花期的莖粗較CK分別增加25.00%、16.00%和6.67%。

2.3兩種菌肥對穿心蓮不同生長期葉面積的影響

表3所示，菌肥F對苗期、快速生長期和始花期葉面積的影響均以低濃度最明顯，較CK和A處理分別增加54.68%、12.76%、16.54%和50.79%、3.20%、3.69%。菌肥G在苗期、快速生長期和始花期對葉面積影響的最佳處理濃度分別為高、低、高濃度，較CK和A處理分別增加13.95%、19.61%、13.15%和11.09%、9.47%、0.67%，MG處理下苗期葉面積較CK增加5.43%。

2.4兩種菌肥對穿心蓮不同生長期葉綠素含量的影響

表4所示，菌肥F對苗期和快速生長期葉綠素含量影響的最佳處理濃度分別為低和高濃度，較CK和A處理分別增加5.02%、20， 21%和1.25%、6.07%；菌肥G在苗期和快速生長期的最佳處理濃度分別為高和低濃度，較CK和A處理分別增加13.53%、25.44%和9.45%、10.69%；MG處理下苗期葉綠素含量較CK增加4.67%：LG處理下始花期葉綠素含量較CK增加19.03%。

2.5兩種菌肥對穿心蓮不同生長期鮮重的影響

表5所示，菌肥F對苗期和快速生長期鮮重影響的最佳處理濃度分別為低和中濃度，較CK和A處理分別增加90.29%、49.59%和32.43%、28.12%，SF處理下始花期鮮重較CK增加23.52%。菌肥G在苗期、快速生長期和始花期對鮮重影響的最佳處理濃度分別為中、中、高濃度，較CK和A處理分別增加101.46%、61.26%、38.20%和40.20%、38.12%、3.47%。

2.6兩種菌肥對穿心蓮不同生長期根冠比的影響

表6所示，菌肥F在苗期和快速生長期對根冠比的影響均以中濃度效果最明顯，MF處理下苗期根冠比較CK增95.24%，快速生長期較A處理增18.18%；SF處理下始花期根冠比較CK和A處理分別增13.33%和6.25%。菌肥G在苗期、快速生長期和始花期對根冠的影響最佳處理濃度分別為中、高、中濃度，較CK和A處理分別增133.33%、3.70%、33.33%和6.52%、27.27%、25.00%。

2.7兩種菌肥對穿心蓮始花期有效成分含量的影響

表7所示，兩種菌肥對穿心蓮有效成分的影響均以中濃度作用效果最好。MF處理下穿心蓮始花期的穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、14-去氧穿心蓮內(nèi)酯和穿心蓮總內(nèi)酯含量較CK和A處理分別提高65.05%、61.23%、78.73%、61.99%和134.75%、76.98%、48.63%、94.15%；MG處理下4種成分含量較CK和A處理分別提高16.52%、12.92%、30.63%、15.25%和65.72%、23.95%、8.63%、38.12%。F處理下3個肥料濃度對穿心蓮有效成分含量影響的效應(yīng)大小為MF>LF>SF，G處理下3個濃度影響的效應(yīng)大小為MG>SG>LG。

2.8兩種菌肥對穿心蓮不同生長期葉片硝酸還原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）活性的影響

如圖1所示，MF處理對穿心蓮苗期葉片NR活性的影響最大，分別較CK和A處理提高109.91%和49.26%，SF處理下快速生長期的NR活性較CK提高12.50%，LF處理下始花期的NR活性較CK提高15.34%。菌肥G對穿心蓮苗期和始花期NR活性的影響較大的處理濃度分別為低和中濃度，較CK和A處理分別提高62.94%、91.20%和15.86%、2.30%，MG處理下穿心蓮苗期和快速生長期的NR活性較CK提高44.65%和6.92%。

如圖2所示，F(xiàn)處理條件下，MF對穿心蓮不同生長期GS活性的影響最大，分別較CK和A處理提升42.72%、49.95%、21.57%和31.96%、13.82%、0.47%。菌肥G對穿心蓮苗期和始花期GS活性影響較大的處理濃度分別為低和中濃度，分別較CK提升7.41%和5.88%，LG處理下穿心蓮快速生長期的GS活性最高，較CK和A處理分別提升73.01%和31.32%。

2.9隸屬函數(shù)法綜合分析評價兩種菌肥對穿心蓮各生長時期的影響

采用隸屬函數(shù)綜合評價法評價不同濃度兩種微生物菌肥對穿心蓮各生長時期不同指標的影響，篩選最佳的微生物菌肥處理及最適濃度。苗期（表8）兩種微生物菌肥在不同施用濃度下穿心蓮生長效果排序依次為：MG>SF>LF>MF>LG>A>SG>CK;快速生長期（表9）生長效果排序依次為：MF>SF>MG>LG>SG>A>LF>CK；始花期（表10）生長效果排序依次為：MF>MG>LG>A>LF>SF>SG>CK。從3個時期的綜合評價來看（表11），MG和MF整體促進效果最好，且以中濃度（15g/kg）的菌動力復(fù)合微生物菌肥（MG）效果最優(yōu)。

3討論

藥用植物生態(tài)種植是今后的發(fā)展目標，新型綠色、經(jīng)濟、生態(tài)的微生物菌肥可以消除化肥帶來的很多弊端。微生物菌肥含有大量有益微生物，可以抑制病原微生物，分解土壤有機質(zhì)，更利于植株的生長發(fā)育。

枯草芽孢桿菌菌肥有促進擬南芥、小麥、生菜生長的作用，提高黨參的發(fā)芽、根長、分枝、葉面積。菌動力復(fù)合微生物菌肥含有固氮菌、放線菌、木霉菌、乳酸菌等菌種。有研究表明，固氮菌能夠分泌多種維生素，刺激植株的生長發(fā)育；田菁莖瘤固氮根瘤菌可促進穿心蓮植株的生長并提高穿心蓮有效成分含量。放線菌多個種屬均能分泌抗生素，對多種病原微生物都有抑制作用。生防木霉菌GYXM-1p1菌株的促生作用能顯著促進甘藍植株的根長和株高的增長，提高根及植株產(chǎn)量。硝酸還原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）是氮素代謝途徑中的關(guān)鍵酶，其活性不僅影響植物對氮素的吸收和轉(zhuǎn)換，同時也影響植物的生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)，其活性高低反映出植株的氮代謝水平和營養(yǎng)狀況。本研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度微生物菌肥處理下，穿心蓮苗期、快速生長期和始花期的株高、莖粗、葉綠素含量、葉面積、鮮重、根冠比和葉片硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶活性均優(yōu)于不施肥和化肥處理，菌動力復(fù)合微生物菌肥的作用效果總體好于復(fù)合芽孢桿菌菌肥。苗期以低濃度的復(fù)合芽孢桿菌菌肥和中濃度的菌動力復(fù)合微生物菌肥的整體促進效果最好：快速生長期和始花期以中濃度的復(fù)合芽孢桿菌菌肥和中濃度的菌動力復(fù)合微生物菌肥的整體促進效果最好。兩種菌肥對穿心蓮生長發(fā)育及關(guān)鍵氮素代謝酶活性的影響以苗期效果最佳，快速生長期效果次之。微生物菌肥對穿心蓮植株生長的促進作用可能與其增加土壤微生物群落的豐度及促進養(yǎng)分活化等因素有關(guān)，相關(guān)研究有待后期開展。

施用微生物菌肥能提升作物品質(zhì)。有研究報道，叢枝菌根真菌可以提高甜羅勒油中單糖烯醇和苯丙酸含量。含布氏乳桿菌、地衣芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌的微生物菌肥能促進川芎根莖部位水溶性物質(zhì)的積累。與單施復(fù)合肥相比較，施用微生物菌肥可提高白術(shù)的總白術(shù)內(nèi)酯含量。含細黃鏈霉菌的激抗菌968對延胡索有效成分生物堿總產(chǎn)量的促進效果最佳。上述研究結(jié)果表明施加微生物菌肥可提高藥用植物次生代謝產(chǎn)物含量。Verma、鄒碧瑩、Helgason等研究發(fā)現(xiàn)，土壤微生物的添加（如穿心蓮接種芽孢桿菌、AMF等）會影響穿心蓮有效成分含量。本研究發(fā)現(xiàn)，中、高濃度的復(fù)合芽孢桿菌菌肥和低、中、高濃度的菌動力復(fù)合微生物菌肥處理的穿心蓮內(nèi)酯含量、新穿心蓮內(nèi)酯含量、14-去氧穿心蓮內(nèi)酯含量均能較不施肥和化肥處理有明顯增長。其中，中濃度的復(fù)合芽孢桿菌菌肥、菌動力復(fù)合微生物菌肥處理對穿心蓮內(nèi)酯和14-去氧穿心蓮內(nèi)酯含量影響最大，穿心蓮內(nèi)酯含量較不施肥和化肥處理分別增加65.05%、134.75%和16.52%、65.72%，14-去氧穿心蓮內(nèi)酯含量較不施肥和化肥處理分別增加78.73%、48.63%和30.63%、8.63%。本研究結(jié)論可為微生物菌肥在穿心蓮栽培中的應(yīng)用提供依據(jù)，也可為穿心蓮生態(tài)種植提供參考。后續(xù)將對兩種微生物菌肥對穿心蓮生長及有效成分影響的作用機制做進一步研究。

4結(jié)論

本試驗條件下，適量的復(fù)合芽孢桿菌菌肥和菌動力復(fù)合微生物菌肥均能提高穿心蓮的株高、莖粗、葉面積、葉綠素含量、鮮重、根冠比和葉片硝酸還原酶、谷氨酰胺合成酶活性，且施肥效應(yīng)高于適量的化肥處理：適量菌肥處理能夠增加穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、14-去氧穿心蓮內(nèi)酯、脫水穿心蓮內(nèi)酯等有效成分含量，且以中濃度（15g/kg）菌動力復(fù)合微生物菌肥的效果更為明顯。