Effect of Biological Stimulant Added in Compound Fertilizer on Growth of Chinese Cabbage
Abstract：
In order to explore the effects of adding biological stimulants to compound fertilizers on crop growth and the changes of soil physicochemical properties, a pot experiment was conducted on Chinese cabbage. The results showed that the addition of biological stimulant with mass fraction 1% in the compound fertilizer had no significant effect on the growth of Chines e cabbage, but the soil pH value decreased by 0.32~0.58, mass fraction of the soil available phosphorus increased by 34.91%~173.49%, and the soil EC value increased by 0.42%~84.59%.
目前，生物刺激剂在农业领域的应用十分广泛，既可单独施用，也可与化学肥料配合施用。研究发现：生物刺激剂可以提高种子发芽率、促进植物生长发育，特别在植物根系发育和主茎粗壮方面的效果尤为明显；可以提高作物产量，改善农产品品质；可以提高作物抗逆能力，预防多种真菌病害；可以作为土壤改良剂，改善土壤结构，修复退化的土壤[1-7]。本试验以小白菜为试验对象，通过盆栽试验的方式，探索复合肥中加入不同生物刺激剂对小白菜生长的影响，以期为功能性复合肥的开发提供科学依据。
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材料与方法
(1) 试验地概况
试验设在湖北省荆门市新洋丰子陵试验基地温室内，盆栽用土壤类型为黄棕壤，质地为中壤，其基本理化性状：pH 8.15，有机质含量24.3 g/kg，碱解氮含量8.9 mg/kg，有效磷含量9.3 mg/kg，速效钾含量292.7 mg/kg。
(2) 供试作物及肥料
供试作物：小白菜，品种为上海青。
供试肥料：复合肥，N-P2O5-K2O＝15-15-15；生物刺激剂，分别为海藻多糖、海藻精粉、肽氨基酸、聚天冬氨酸、聚谷氨酸和黄腐酸，均为市购。
(3) 试验设计
试验共设计7个处理，每个处理4次重复，其中：T1，对照，单施复合肥；其余6个处理是在T1的基础上分别在1 000 g复合肥中添加10 g海藻多糖(T2)、海藻精粉(T3)、肽氨基酸(T4)、聚天冬氨酸(T5)、聚谷氨酸(T6)和黄腐酸(T7)。
试验小白菜于2017年11月23日种植，2018年1月9日收获。每盆装土5 000 g，1 000 g土中加入1 g复合肥。复合肥与土混匀后，每盆定植1株小白菜。除试验因素外，其余田间管理条件等均一致。
(4) 试验数据测定及统计方法
在小白菜收获前，测定小白菜最大叶片的叶长、叶宽、SPAD值，通过小白菜的叶长和叶宽计算其叶面积，即叶面积＝叶长×叶宽×0.69[8]；剪取小白菜地上部，测定自然放置条件下小白菜的株高和地上部的鲜重；在试验结束后取土样进行土壤理化性状的检测。采用Excel 2010和SPSS 17.0软件对测定结果进行统计分析。
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结果与分析
2.1
不同处理对小白菜生长的影响
从表 1可看出：与对照T1处理相比，添加了生物刺激剂的各处理的小白菜株高没有明显差异，但T3处理的株高显著小于T7处理，降低幅度为6.03%；与对照T1处理相比，T3、T4、T5和T6处理的最大叶片的叶面积无明显差异，但T2和T7处理的最大叶片的叶面积显著低于T1，分别减小13.43%和13.04%；与对照T1处理相比，添加了生物刺激剂的各处理的叶片SPAD值没有明显差异，但T3、T4和T7处理却显著低于T2处理，降低幅度分别为8.44%、10.67%和8.22%；对照T1处理的小白菜生物量最高，T3、T5、T6和T7处理的小白菜生物量与对照T1处理相比无明显差异，但T2和T4处理的小白菜生物量却显著低于对照T1处理，减少幅度分别为16.47%和8.22%。由此可见，复合肥中加入生物刺激剂对小白菜的株高、叶面积和叶片SPAD值的影响都不明显，但其生物量却低于普通复合肥处理，尤其是加入海藻多糖和肽氨基酸的处理，已与普通复合肥处理达显著差异水平。
表 1
|
处理 |
株高/cm |
叶面积/cm2 |
SPAD值 |
生物量/g |
|
T1 |
11.4±0.2 ab |
154.9±22.4 a |
42.3±2.1 ab |
294.02±13.74 a |
|
T2 |
11.3±0.7 ab |
134.1±8.9 b |
45.0±3.1 a |
245.59±20.46 c |
|
T3 |
10.9±0.5 b |
143.5±15.2 ab |
41.2±0.8 b |
291.42±15.77 ab |
|
T4 |
11.0±0.6 ab |
155.6±4.7 a |
40.2±1.0 b |
269.85±16.72 b |
|
T5 |
11.1±0.1 ab |
153.7±6.5 ab |
42.3±2.8 ab |
287.17±20.11 ab |
|
T6 |
11.2±0.3 ab |
149.1±4.1 ab |
42.1±1.4 ab |
273.65±11.75 ab |
|
T7 |
11.6±0.3 a |
134.7±19.7 b |
41.3±1.8 b |
285.68±10.14 ab |
2.2
不同处理对土壤理化性状的影响
从表 2可以看出，与对照T1处理相比：添加了生物刺激剂的各处理使土壤的pH降低了0.32~0.58，但对土壤有机质、碱解氮以及速效钾含量无明显差异；添加了生物刺激剂的各处理使土壤有效磷含量增加了34.91%~173.49%；除T4处理外，添加了生物刺激剂的各处理使土壤EC值提高了0.42%~84.58%。由此可见，复合肥中加入不同种类的生物刺激剂能不同程度地降低土壤的pH并提高土壤的有效磷含量和EC值。
表 2
|
处理 |
pH |
有机质/ (g·kg-1) |
碱解氮/ (mg·kg-1) |
有效磷/ (mg·kg-1) |
速效钾/ (mg·kg-1) |
EC/ (μS·cm-1) |
|
T1 |
8.16 |
17.9 |
77.1 |
38.1 |
217.1 |
240 |
|
T2 |
7.83 |
16.8 |
63.6 |
51.4 |
219.4 |
325 |
|
T3 |
7.58 |
17.1 |
58.5 |
104.2 |
219.1 |
380 |
|
T4 |
7.81 |
17.2 |
77.0 |
67.3 |
225.3 |
219 |
|
T5 |
7.60 |
17.7 |
68.0 |
94.4 |
216.7 |
443 |
|
T6 |
7.61 |
16.9 |
99.8 |
63.8 |
212.3 |
284 |
|
T7 |
7.84 |
18.1 |
79.4 |
58.7 |
217.8 |
241 |
3
讨论
在试验条件下，复合肥中加入不同的生物刺激剂对小白菜的株高、最大叶片面积和SPAD值均没有明显的影响，但在一定程度上降低了小白菜的生物量，降低幅度为0.88%~16.47%。另外，复合肥中加入生物刺激剂能降低土壤pH、提高土壤有效磷含量和EC值。
在已有的研究中，因生物刺激剂含有较多的酸性基团，施用后能降低土壤pH[9]，且与磷肥一起施用后，土壤中速效磷含量显著高于普通磷肥处理[10-11]。另外，土壤EC值反映了土壤水溶性盐含量的高低，EC值高，说明土壤速效养分增多[12]。通过小白菜盆栽试验发现，施用生物刺激剂的各处理不仅提高了土壤有效磷含量，土壤EC值也有不同程度的提高，说明施用生物刺激剂具有增加土壤速效养分的作用。
另外，试验结果表明生物刺激剂对小白菜的生物量没有明显的促进作用，这可能与不同生物刺激剂的加入量、作物种类和土壤类型有一定的关系。周红梅等[13]用中下层的石灰性土壤进行了盆栽试验，研究了2种海藻提取物对小白菜(油菜)生物量和品质的影响，发现基施40 mg和80 mg的海藻提取物对小白菜的生物量增加不显著，但能提高小白菜的VC和可溶性糖含量。许宗奇等[14]用潮土盆栽种植小青菜，每盆装土2.5 kg，在正常施肥条件下，施用50 mg的γ-聚谷氨酸可以提高小青菜地上部鲜质量8.8%。冷一欣等[15]通过盆栽种植玉米，每盆装土3.5 kg，基施N-P2O5-K2O为15-15-15的复合肥3.4 g，浇施净含量为15.9、79.5和159.0 mg的聚天冬氨酸溶液，玉米的生物学产量比只基施复合肥的处理分别高8.2%、8.0%和13.4%。从已有的研究中可以看出，不同种类的生物刺激剂在不同作物上的不同使用量所表现出的增产效果并不一致，因此，还需要调整复合肥中各种生物刺激剂的添加比例，并继续在不同作物、不同类型的土壤上进行试验，以期获得更理想的试验结果。
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