姚文武1,张福建1*,张晓丽2,瞿瑜珑3,张军鲁4(1 上海市崇明区农业技术推广中心 201100;2 上海市崇明区庙镇农业综合技术推广服务中心 202153;3 上海市崇明区竖新镇农业综合技术推广服务中心 202164;4 上海辰露果蔬专业合作社 202154)
摘 要:为探究不同浓度复合微生物菌剂对崇明水仙农艺性状的影响,以 2 年生崇明水仙种球为试验材料,采用设施大棚栽培方式,设置 5 个复合微生物菌剂处理(T1:稀释 10 倍 + 常规施肥;T2:稀释 20 倍 + 常规施肥;T3:稀释 40 倍 + 常规施肥;T4:稀释 60倍 + 常规施肥;T5:稀释 100 倍 + 常规施肥;),以 F(不添加复合微生物菌剂,不追施任何肥料)、CK(不添加复合微生物菌剂 + 常规施肥)为对照。结果表明,添加复合微生物菌剂处理在一定程度上促进了崇明水仙的生长发育,提高了其生物量和植株叶片的SPAD 值,此外还能在一定程度上改善土壤的理化性质,降低土壤的 PH 值和 EC 值。与 F 及 CK 相比,T1、T2、T3、T4、T5在各个时期的农艺性状表现均优于对照,综合考虑应用效果、成本及经济效益等因素,以 T2处理为最适宜的浇施浓度,对复合微生物菌剂在崇明水仙上的应用具有一定参考。
水仙(Narcissus tazetta subsp.chinensis)是石蒜科水仙属的多年生草本植物,为中国十大名花之一,因其花香浓郁,亭亭玉立,故有“凌波仙子”的雅号 ,具有较高的观赏和经济价值[1]。中国水仙已有一千多年的栽培历史,系多花水仙亚属短副冠组多花水仙变种,主要分布在我国东南部近海岸线温暖湿润地区[2],以上海崇明岛、福建漳州以及浙江舟山栽培水仙最为有名。崇明水仙因产地而得名,具有花香、花久、重瓣特点,深受消费者喜爱。由于崇明水仙长期集约化种植,土壤理化性质劣变、土传病害增加、连作障碍等问题日益突出,加之集约化种植过程中大量使用化学肥料,商品种球生产重茬严重,已成为影响崇明水仙产业健康、绿色发展的重要因素之一。因此,寻找一种能够有效减少或替代化学肥料的使用、改善土壤状况、促进植物对营养物质更好吸收的新型生物制剂,对崇明水仙的可持续健康发展具有极其重要的意义。
近年来,农业微生物菌剂成为营养型农业的研究热点[3-4],在应对农业发展、环境污染等方面具有重要的潜力[5-7],与化学肥料相比,微生物菌剂具有使用安全、持续效果好、对环境友好等优点,同时还可改善土壤理化性质[8]。
研究发现,部分细菌可通过分泌生长素和细胞分裂素等生理活性物质促进植物生长,通过固氮、将有机磷水解转化为无机磷酸盐方式改善土壤养分状况,已经成为微生物肥料领域的研究热点且被广泛应用[9]。胡展等[10]研究发现,通过将多株高效拮抗稻瘟病菌的链霉菌和细菌进行两两组合后与助剂复配,盆栽和大田试验表明,该复合菌剂能够有效促进水稻植株生长,降低稻瘟病的发病率。
候婷婷等[11]通过研究复合微生物菌剂对大豆生长发育、结瘤和产量的影响发现,复合微生物菌剂在根瘤菌的配施下结瘤数显著增加,进而促进大豆的生长发育与产量提高。新型复合微生物菌剂中的微生物一般从作物根际土壤中筛选得到,又经过抗性优育,耐受性大大增强。其作为益生菌种施用,可以直接作用于作物根际,而不易被作物根际微生态系统排斥,从而优化了定植的过程[12]。
有研究表明,施用复合微生物菌剂更有助于细菌联合体在根际占据更广泛的生态位[13],从而更好地发挥其功能。故本试验拟通过不同浓度的复合微生物菌剂来探究对崇明水仙生长发育的影响,旨在为精减化学肥料施用、调节土壤理化性质及改善植物营养状况等方面提供一定参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试植物品种为崇明水仙,种球平均直径为 2.68cm,种球由上海崇明百叶水仙花专业合作社提供。供试复合微生物菌剂由上海市农业科学院研究制备,复配菌剂编号为:BV 和 XW-6-3,2 种菌剂均经过试验筛选鉴定为植物生长促进细菌,保存于上海市农业科学院生物技术研究所微生物菌种库。
1.2 试验地点
试验地位于上海辰露果蔬专业合作社港西镇协西村基地,该试验于设施大棚中进行,地势平坦,排水良好,土壤质地为砂质壤土,土壤养分状况为:有机质含量为 26.91 g/kg ,p H 值平均为 7.7。
1.3 试验设计


试验共设 7 个处理(见表 1),每个处理 2 m2,重复3 次,共设 21 个试验小区。每个试验小区种植崇明水仙种球 10 个,共计种植 210 个崇明水仙种球。不同浓度复合微生物菌剂共计浇施 4 次,分别于种球定植后45 d、65 d、85 d、105 d 浇施。水仙种植前进行杀菌处理,种球数据分别于定植前和收获后采集,取采集样本的平均值。其他日常养护管理同常规。
1.4 测定项目及方法
1.4.1 生长株高测定。分 3 次取样,在种植 60 d、90 d、120 d 时,对不同处理的崇明水仙进行采样测定。株高采用卷尺进行测定 (从崇明水仙茎基部至顶端生长点)。
1.4.2 叶片 SPAD 测定。在崇明水仙种植 60 d、90 d、120 d 时,采用 SPAD 叶绿素仪直接进行测定,选取每株植株第 1 片生长的完全功能叶片,于每张叶片中间部位测量。
1.4.3 生物量测定。在定植 150 d 时,对不同处理的崇明水仙进行采样测定。生物量使用电子天平测定,将崇明水仙地下部附着的泥土及杂物等清洗干净后,用美工刀将地上和地下部分开,然后采用电子天平分别进行地上部和地下部称重。
1.4.4 根际土壤环境测定。在定植 150 d 时,每个处理取 15 株崇明水仙,采取随机多点取样方法,在崇明水仙种球周边约 10 cm 处采集根际土壤。土样放置于阴凉通风处进行风干,2 d 后用 2 mm 筛过筛。p H 值和电导率采用 p H400 土壤原位测量仪和电导率仪进行测定,其水土比为 5∶1。
1.5 数据处理
试验数据采用 Excel 2007 和 SPSS 17.0 进行统计与整理,分析方法采用 Duncan 法,结果用平均值±标准误差表示。
2 结果与分析
2.1 不同处理对崇明水仙株高的影响


由表 2 可知,不同浓度的复合微生物菌剂整体上促进了崇明水仙的生长发育,浇施复合微生物菌剂处理(T1~T5)与不浇施复合微生物菌剂处理(F、CK)在崇明水仙生长 60 d、90 d、120 d 时株高均有不同程度比例的增长,以 T1处理最为显著。
2.2 不同处理对崇明水仙 SPAD 的影响


由图 1 可知,随着生长时间的推移,崇明水仙叶片中所含的叶绿素呈现上升趋势。通过检测崇明水仙叶片中叶绿素含量的相对值发现,浇施复合微生物菌剂处理能够在一定程度上增加崇明水仙叶片中叶绿素含量的相对值。在定植 60 d 时,T1、T2与 F 和 CK 相比分别增加了 16.14%、15.60%和 6.90%、6.39%;在定植 90d 和 120 d 时,各处理的 SPAD 值均高于 F 和 CK。其中在定植 120 d 时,T1、T2、T3处理与 F 和 CK 相比,分别增 加 了 17.06% 、15.64% 、8.54% 和 15.68% 、14.27% 、7.26%。
2.3 不同处理对崇明水仙生物量的影响


由图 2 可知,复合微生物菌剂浇施能够明显促进崇明水仙地上部植株及地下部种球的生长,且浇施浓度与崇明水仙生物量呈正相关。在定植 150 d 时,崇明水仙地上部和地下部鲜重最大,分别达到了 22.43 g 和32.07 g;其中,T1、T2处理地上部鲜重与 F 及 CK 相比分别增加了 144.60%、107.52%和 122.08%、88.42%,T1、T2处理地下部鲜重与 F 及 CK 相比,也存在显著性差异,分别增加了 92.00%、92.84%和 80.40%、81.19%。
2.4 不同处理对崇明水仙根际土壤环境的影响


由图 3 可知,在定植 150 d 时,不同浓度复合微生物菌剂对崇明水仙根际土壤环境产生了一定的影响,与 F 和 CK 相比,添加复合微生物菌剂处理能够在一定程度上调节崇明水仙根际土壤的 p H 值,但各处理间无显著性差异;同时,通过测定其根际附近土壤的EC 值发现,浇施不同浓度的复合微生物菌剂能够降低土壤的 EC 值,其中 T1、T2、T3处理与 F 及 CK 相比,存在显著性差 异 ,分 别比 F 和 CK 降 低 了 16.67% 、14.58%、6.25%和 16.67%、14.58%、6.25%。
3 讨论与结论
复合微生物菌剂内含有多种营养元素,为植物生长提供多种营养物质,提升作物的抗逆性能,并活化土壤中养分,促进土壤内养分的分解、转化和释放,以促进农作物产量提升[14]。赵丹丹[15]研究发现,施用一定浓度的复合微生物菌剂,促进了番茄植株的生长,提高了番茄的产量,并有效改善了番茄的品质,与 CK 相比,显著改善了番茄的总糖、维生素 C 含量、可溶性固形物含量以及番茄红素含量,提升了番茄的营养价值。陈文东等[16]研究表明,通过添加不同用量的复合微生物菌剂并搭配化学肥料施用,有效改善了昭通苹果果实品质,一定程度上增加了苹果的产量。本试验得到了类似的结果,通过浇施不同浓度的复合微生物菌剂处理的崇明水仙株高均大于 F 和 CK,整体上促进了崇明水仙的生长发育,与 CK 相比,T1、T2、T3、T4在各个时期的处理效果较好,且存在显著性差异,这可能是复合微生物菌剂中含有的营养元素活化了土壤中的养分,供植株吸收和利用,从而加速了植物的生长。
叶绿素广泛存在于光合生物体内,是植物进行光合作用必不可少的物质基础[17],作为植物叶片重要的生理性状之一,直接影响植物的净光合速率,参与光能从吸收到转化等过程[18]。植物体内叶绿素含量是评价植物正常生长的重要指标之一[19]。陈维峰等[20]研究发现,适量配比的复合微生物菌剂能够显著提升艾草叶片的叶绿素含量,提高叶片的光合作用能力。
张智等[21]通过不同复合微生物菌剂及施用量对番茄生长和品质的影响研究发现,添加适量的复合微生物菌剂可有效促进番茄植株生长,提高根系活力与叶绿素含量。这与本试验结果基本一致,在崇明水仙定植 90 d 时,T1、T2处理的 SPAD 值与对照 F 及 CK 相比显著提升,均存在显著性差异(P<0.01);在定植 120 d 时,浇施复合微生物菌剂处理(T1~T5) 的 SPAD 值与对照 F 及 CK 相比均显著提升,都存在显著性差异(P<0.01)。这可能与浇施复合微生物菌剂处理的时间长短有关,微生物菌剂浇施后,随着时间的推移,微生物菌剂活化土壤中的营养物质开始逐步释放,促进植物吸收、生长。
土壤是植物生长发育的基础,是植物生长赖以生存的基本条件,土壤环境的优劣直接影响着植物的正常生长[22]。曹麟等[23]的研究表明,复合微生物菌剂能够通过招募土壤中有益微生物类群,优化根际土壤中微生物群落结构,改善绞股蓝根际微生态环境,显著提高绞股蓝药效成分含量及产量。庞宁[24]的研究发现,与对照相比,复合菌肥组土壤 p H 值下降了 0.92 个单位,复合菌剂组电导率下降了 27.4%,与本研究结果基本一致。浇施复合微生物菌剂处理与对照 F 及 CK 相比,p H值差异不显著,这可能是由于大田试验,土壤环境指标受各种客观条件的因素影响所致。土壤的 EC 值与对照 F 及 CK 相比,T1、T2及 T3处理存在显著性差异(P<0.01)。
综上所述,一定浓度的复合微生物菌剂能够在一定程度上促进崇明水仙的生长发育,提高其生物量和植株叶片的 SPAD 值,此外一定程度上改善了土壤的理化性质,降低土壤的 PH 值和 EC 值。其中,T1和 T2处理的各个指标(株高、SPAD 值、生物量及土壤环境)均优于对照(F 和 CK),综合考虑成本及经济效益等因素,T2处理为最适宜的浇施浓度,对复合微生物菌剂在崇明水仙上的应用具有一定参考,但仍需要对其精肥减肥方面开展更深入的探索,从而为复合微生物菌剂在崇明水仙上的深入研究和应用提供支撑。