不同微生物種類菌肥對(duì)黔東南黃精生長(zhǎng)、品質(zhì)及土壤微生物數(shù)量的影響

王昌戌, 李光洪

（劍河縣久仰鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，貴州 劍河 556400）

多花黃精（Polygonatumcyrtonema Hua）為百合科（Liliaceae）黃精屬（Polygo?natum）的多年生草本植物，其干燥的根莖是藥食最為常見的大宗藥材［1］。皂苷、多糖、黃酮、生物堿、氨基酸等化合物是黃精根莖主要的次生代謝產(chǎn)物，也是其發(fā)揮藥理的主要成分［2］?？偦曳?、皂苷、多糖、黃酮類化合物是反映黃精藥用品質(zhì)的重要參數(shù)。其中皂苷、多糖、黃酮化合物可占黃精總活性成分含量的75%以上，三者活性成分已證實(shí)具有抗氧化、抑菌等功能作用，廣泛應(yīng)用于降血脂、抗心律不齊、抗腫瘤、抗?jié)兊戎委熤校?-3］。研究表明，黃精在降血脂、抗氧化、除風(fēng)濕、補(bǔ)益氣等方面均具有顯著療效，同時(shí)是抗癌藥物的重要成分之一；目前已廣泛應(yīng)用于藥膳、保健品、化妝品及飼料添加劑，表現(xiàn)出較高的經(jīng)濟(jì)和藥理價(jià)值［3］。近年來由于環(huán)境惡化以及野生資源無序采挖等因素使得野生黃精日益枯絕，人工高效栽培成為解決黃精資源短缺的重要途徑［4］。目前關(guān)于人工栽培黃精的研究主要集中于種子萌發(fā)、栽培模式、施肥措施及環(huán)境因子作用［4-8］。然而，黃精種植過程中易向土壤釋放酚酸等根系分泌物，長(zhǎng)期連作易造成土壤質(zhì)量下降、病蟲害頻發(fā)，嚴(yán)重制約黃精的品質(zhì)及產(chǎn)量收益提升［9］。

微生物菌肥指一類含有活性益生菌的特定制品，在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中能夠發(fā)揮相應(yīng)的肥料效應(yīng)，起到調(diào)節(jié)養(yǎng)分平衡、促生增產(chǎn)、改善生態(tài)、抗蟲抗病的功效［10］。近年來，施用微生物菌肥已成為保障產(chǎn)收的重要措施。羅成等［11］研究表明在紅壤中施用菌液1號(hào)菌劑、寧盾菌劑、哈茨木霉菌劑可抑制病害發(fā)生率，促進(jìn)三七出苗質(zhì)量，提高三七總皂苷含量。黃靖等［12］研究發(fā)現(xiàn)，雙接種解淀粉芽孢桿菌（Bacillusamyloliquefaciens）、枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis），可有效提高金線蓮的生物量累積，促進(jìn)皂苷和類黃酮的生物合成。李卓蔚等［13］研究表明，接種解芽孢桿菌屬的功能解磷菌均不同程度增加重樓根際土壤微生物數(shù)量，降低土壤pH，提高土壤磷代謝酶活性和速效養(yǎng)分含量。上述研究為微生物菌肥應(yīng)用于改善中草藥生長(zhǎng)、品質(zhì)及土壤質(zhì)量提供了理論依據(jù)，然而關(guān)于微生物菌肥對(duì)黃精植物生長(zhǎng)、藥用活性成分的影響鮮見報(bào)道。基于此，研究不同微生物菌肥對(duì)黃精生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)及土壤微生物數(shù)量的影響，為微生物菌肥應(yīng)用于黃精的人工栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于貴州省劍河縣久仰鎮(zhèn)夭那村黃精基地（東經(jīng)108°46′41″，北緯26°60′28″，海拔905 m）進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)年均日照時(shí)數(shù)1 980 h，年均降雨量1 185 mm，年均氣溫16.4 ℃，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。基地供試土壤為黃壤，表層理化性質(zhì)為pH 5.62，有機(jī)質(zhì)為18.74 g/kg、全磷為1.83 g/kg、全鉀為11.37 g/kg，速效氮、速效磷、速效鉀分別為57.94 mg/kg、12.56 mg/kg、82.66 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

供試微生物菌肥分別為鏈霉菌（Strepto?mycetaceae）菌肥、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）菌肥、哈茨木霉真菌（Trichoderma harzianum）菌肥、復(fù)合菌肥（鏈霉放線菌、枯草芽孢桿菌和哈茨木霉真菌，比例為3∶4∶3），均購自康源生物有機(jī)肥制造有限公司，有效活菌總數(shù)均大于4.0×108CFU/g。供試黃精種苗引進(jìn)于寧夏閩寧黃精種植基地，為2年生健壯、無病蟲害種苗。所用養(yǎng)分有尿素（N 46%）、過磷酸鈣（P2O516%）、硫酸鉀（K2O 50%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)設(shè)計(jì)，設(shè)置5 個(gè)處理：密旋鏈霉菌Streptomycespactum放線菌菌肥處理（SP）、枯草芽孢桿菌Bacillussubtilis細(xì)菌菌肥處理（BS）、哈茨木霉Trichodermaharzia?num真菌菌肥處理（TH）、復(fù)合微生物菌肥處理（MX），以不施微生物菌肥為對(duì)照（CK）。每個(gè)處理重復(fù)3 次，共15 個(gè)小區(qū)，小區(qū)間設(shè)50 cm 寬過道攔隔，每個(gè)小區(qū)面積20 m2（長(zhǎng)5 m、寬4 m），黃精種植密度7.5×105株/hm2。2022 年3 月種植前起壟整地，單年純氮施入量150 kg/hm2［m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=10∶9∶5］，其中氮肥在每年4、7 月分兩次施入，基追比為6∶4；磷鉀肥于4月做基肥一次性施入。菌肥單年總量為225 kg/hm2，于種植前和種植后70 d 按1∶1 分次采用灌根方式施入。試驗(yàn)過程中按照黃精常規(guī)灌溉方法進(jìn)行。

1.4 樣品采集及測(cè)定

2022 年11 月，每小區(qū)隨機(jī)采挖10 株黃精，分別測(cè)定地徑、根系長(zhǎng)度、分支數(shù)及葉片數(shù)。將黃精根莖、根系及地上部分離并記錄其鮮重，然后置于烘干箱65 ℃烘至恒重，以測(cè)定干重。黃精總灰分、皂苷、黃酮、多糖含量的測(cè)定參照參考文獻(xiàn)［14］黃精項(xiàng)目檢測(cè)方法。土壤微生物數(shù)量采用平板稀釋法測(cè)定，其中細(xì)菌類型數(shù)量測(cè)定使用牛肉提取物蛋白胨培養(yǎng)基，真菌數(shù)量測(cè)定使用玫瑰紅鈉瓊脂培養(yǎng)基［15］。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft Excel 2013 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，DPSv 14.1進(jìn)行方差分析及Duncan多重比較（α=0.05），圖形采用Origin 2021 軟件進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物種類菌肥對(duì)黃精農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可知，各處理地徑表現(xiàn)為SP＜CK＜TH＜MX＜BS，其中CK、SP 處理間無顯著差異且二者均顯著小于處理TH、MX、BS。根莖分支數(shù)各處理表現(xiàn)為CK＜SP＜TH＜BS＜MX，其中SP、TH、MX、BS 處理均無顯著差異，而MX、BS 處理均顯著大于CK 處理。根長(zhǎng)CK 最低，為19.81 cm，SP、TH、MX、BS 較其分別顯著提高14.39%、18.27%、34.17%、26.25%。株高CK 為57.82 cm，其他處理較CK 變幅?1.97%～24.92%；BS 最高，SP、TH、MX 處理較其分別降低21.53%、10.74%、9.07%；其中TH、MX 與BS 均無顯著差異。各處理葉片數(shù)表現(xiàn)為CK＜SP＜TH＜MX＜BS，各處理間差異較小且均無顯著差異。

表1 不同微生物菌肥處理的黃精農(nóng)藝性狀

2.2 不同微生物種類菌肥對(duì)黃精生物量累積的影響

由表2 可知，地上部鮮重CK 最低，TH 處理其次，兩者間差異顯著；SP、BS、MX 較CK和TH 處理分別顯著提高17.86%、19.83%、18.46% 和 4.49%、6.24%、5.02%。根系鮮重各處理表現(xiàn)為CK＜SP＜TH＜BS＜MX，較CK 處理，顯著提高5.82%～14.86%。根莖鮮重，微生物菌肥處理整體大于CK，其中CK 與SP無顯著差異外，CK 均顯著小于其他菌肥處理。地上部干重CK 最低，其他處理較其提高1.44%～2.44%，但各處理間差距較小，均無顯著差異。根系干重CK 最低，處理SP、BS、TH、MX 較其提高12.46%～38.72%，其中CK與TH 處理間無顯著差異。根莖干重，處理SP、BS、TH、MX 較CK 分別顯著提高10.95%、28.14%、14.64%、27.65%。根莖折干率為根莖干重與鮮重間的比值，根莖折干率表現(xiàn)為CK＜TH＜SP＜MX＜BS，其中處理BS 較處理CK、SP、TH 分別顯著提高3.98百分點(diǎn)、2.07百分點(diǎn)、3.17百分點(diǎn)。

表2 不同微生物種類菌肥處理的黃精生物量累積

2.3 不同微生物種類菌肥對(duì)黃精品質(zhì)的影響

由圖1 可知，各處理總灰分含量表現(xiàn)為CK＜TH＜SP＜MX＜BS，菌肥處理較CK分別顯著提高13.40%、27.45%、7.19%、20.92%；菌肥處理中TH與SP、MX與BS均無顯著差異。各處理黃精皂苷含量表現(xiàn)為CK＜SP＜TH＜MX＜BS，與CK 處理相比，處理SP、BS、TH、MX 分別顯著提高19.17%、 69.72%、 47.03%、 61.92%。黃精多糖含量CK 處理最低，處理SP、TH、MX、BS 較其提高41.49%～90.30%；處理TH、MX、BS 三者無顯著差異且均顯著大于SP 處理。黃酮含量BS 處理最高，處理CK、SP、TH、MX 較其分別顯著降低34.58%、29.94%、13.22%、13.62%；與CK 處理相比，處理SP、TH、MX 提高7.09%～32.65%，且處理TH、MX 均顯著大于CK處理。

圖1 不同微生物種類菌肥處理黃精的總灰分、皂苷、多糖、黃酮含量

2.4 不同微生物種類菌肥對(duì)黃精土壤微生物數(shù)量的影響

由表3 可知，不同微生物菌肥處理的黃精土壤微生物種類中，以細(xì)菌數(shù)量［（1 015.52～1 688.58）×105CFU/g］占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其次為氨氧化細(xì)菌［（346.92～687.15）×105CFU/g］和放線菌［（24.09～26.92）×105CFU/g］。細(xì)菌總數(shù)、固氮細(xì)菌、氨氧化細(xì)菌數(shù)量均表現(xiàn)為CK＜TH，SP＜MX、BS。MX 處理的細(xì)菌數(shù)量最多，且其細(xì)菌總數(shù)、氨氧化細(xì)菌數(shù)量均顯著大于CK處理。各菌肥處理的細(xì)菌總數(shù)較CK 增幅35.86%～66.28%，氨氧化細(xì)菌增幅42.92%～98.07%。放線菌CK 處理最低，其他菌肥處理中放線菌數(shù)量較CK 提高3.69%～11.75%，但僅MX 處理與CK 處理存在顯著差異。各處理真菌數(shù)量表現(xiàn)為CK=MX＜SP＜TH=BS，但各處理間差異較小且均無差異顯著。

表3 不同微生物菌肥處理的黃精土壤微生物數(shù)量×105 CFU/g

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，在多花黃精采用微生物菌肥栽培近1 年后，不同處理間的地徑、根莖分支數(shù)、根長(zhǎng)、株高、葉片數(shù)及地上部、根系、根莖鮮重及干重整體為BS、MX 處理較優(yōu)，說明施用枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）菌肥、復(fù)合菌肥有利于促進(jìn)黃精生長(zhǎng)發(fā)育。總灰分、皂苷、多糖、黃酮含量，各微生物菌肥處理均大于CK 處理，除總灰分含量外，其他成分含量均表現(xiàn)為CK＜SP＜TH，同時(shí)各成分含量表現(xiàn)為MX＜BS，表明枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）菌肥最有益于增加黃精的藥用組分含量。并且BS 處理根莖折干率較CK 處理顯著提高3.98%。土壤微生物數(shù)量可反映土壤活力狀態(tài)，其與土壤肥力、健康狀況直接相關(guān)［16］。施用不同微生物種類菌肥及其復(fù)合菌肥后，土壤中細(xì)菌、真菌、放線菌、氨氧化細(xì)菌及固氮菌數(shù)量均發(fā)生一定變化，其數(shù)量整體表現(xiàn)為氨氧化細(xì)菌＞放線菌＞固氮菌＞真菌，細(xì)菌數(shù)量占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)且在菌肥處理下增幅最大；各菌肥處理中，枯草芽孢桿菌單一使用和多種菌肥混合處理下均具有較多的微生物數(shù)量，說明枯草芽孢桿菌的功能多樣化有利于土壤微生物的增殖。

綜上，在黔東南地區(qū)黃精栽培的菌肥施用中，枯草芽孢桿菌（Bacillussubtilis）菌肥的效果較優(yōu)，可促進(jìn)黃精生長(zhǎng)發(fā)育，提高其品質(zhì)和土壤微生物數(shù)量。