两种微生物菌肥对山葵幼苗生长的促进效果研究

Study on the Promoting Effect of Two Microbial Fertilizers on the Growth of <i>Eutrema Yunnanense</i> Seedlings

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2024.05.010

焦秉政 Bingzheng JIAO , 李小英 Xiaoying LI , 王毅雯 Yiwen WANG , 朱怡蓉 Yirong ZHU , 江慧娴 Huixian JIANG

西南林业大学水土保持学院云南昆明 650224 College of Soil and Water Conservation, Southwest Forestry University, Kunming, Yunnan 650224, China

Author notes:

Correspondence to: 李小英(1967—)，女，博士，教授，从事水土保持与环境生态研究；lxy92@126.com

摘要：

为考察两种微生物菌肥(1号和2号)混合育苗基质对山葵幼苗生长的促进作用，开展了盆栽试验。试验共设5个处理，以不施用微生物菌肥为对照(CK)处理，微生物菌肥添加量分别为0.25、0.50 g/株，测定了不同处理的山葵幼苗的叶面积、叶片数、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、气孔导度、光合速率等指标，并通过相关性分析探讨各指标间的相关关系，采用聚类分析探讨最优施肥量。结果表明：育苗基质中添加微生物菌肥对山葵幼苗各指标均有一定的促进作用；1号微生物菌肥的叶片数量较CK处理的增加了54.55%；2号微生物菌肥的叶面积、光合速率、蒸腾速率较CK处理的分别增大了27.43%、87.22%、16.68%；叶面积与光合速率、胞间CO₂浓度、蒸腾速率呈显著正相关(P＜0.05)；聚类分析显示，2号微生物菌肥为最优施肥品种，最佳施用量为0.25 g/株。

关键词：

微生物菌肥; 山葵; 生长指标; 聚类分析;

Abstract：

In order to investigate the promoting effect of two microbial fertilizers (No.1 and No.2) mixed seedling substrate on the growth of eutrema yunnanense seedlings, a pot experiment is carried out. Five treatments are set up for this experiment, with no application of microbial fertilizer as the control (CK) treatment. The added microbial fertilizer amount is 0.25 g/plant and 0.50 g/plant respectively. The leaf area, number of leaves, transpiration rate, intercellular CO₂ concentration, stomatal conductance, photosynthetic rate and other indicators of different treatments of eutrema yunnanense seedlings are measured. The correlation between various indicators is analyzed and explored through correlation analysis and the optimal fertilization amount is explored through cluster analysis. The results show that adding microbial fertilizers to the seedling substrate has a certain promoting effect on various indicators of eutrema yunnanense seedlings. The number of leaves treated with microbial fertilizer No.1 increases by 54.55% compared to the CK treatment. The leaf area, photosynthetic rate and transpiration rate of the No.2 microbial fertilizer treatment increase by 27.43%, 87.22% and 16.68% respectively compared to the CK treatment. The leaf area is significantly positively correlated with photosynthetic rate, intercellular CO₂ concentration and transpiration rate (P < 0.05). Cluster analysis shows that microbial fertilizer No.2 is the optimal fertilizer variety and the optimal application amount is 0.25 g/plant.

Keyword：

microbial fertilizer; eutrema yunnanense; growth indicator; cluster analysis;

0 前言

山葵又名山嵛菜，属十字花科多年生草本植物^[1]，茎皮为绿色，根茎可以制成山葵酱等佐料，叶柄可制成别有风味的腌酱菜，叶子可以用来煮汤、油炸或清炒，破碎后有香辣味，是食用生鱼片等海鲜时的高级调味品，被誉为“绿色黄金”^[2]。山葵不仅口感好、营养成分丰富，还具有杀菌、预防肿瘤等多种药理作用^[3]，其成分及功能一直备受人们关注。由于山葵适宜生长的条件较特殊，所以价格昂贵。我国对山葵的种植及研究起步晚，但我国国土面积大、生态多样化，发展山葵产业具有优势，在山葵的研究及其产品应用方面的潜力较大，有广阔的开发利用前景^[4]。

微生物菌肥是含有特定微生物活体的制品^[5]，应用于农业生产中能够获得特定的肥料效应，对农作物生长具有积极作用^[6]。微生物菌肥富含活跃微生物菌群和活性酶，还含有丰富的有机质和多种微量元素，微生物的生命活动可改良土壤、促进植物生长，从而提高了农作物的产量和品质^[7-8]。微生物菌肥种类众多，功能各不相同，单个菌种或混合微生物施肥非常普遍。对于菌群数量，单一菌种微生物菌肥应不少于1×10⁹ cfu/g，复合菌种微生物菌肥应不少于1×10⁸ cfu/g；对于活菌率，单一菌种微生物菌肥应不低于90%，复合菌种微生物菌肥应不低于80%；微生物菌肥的全氮、全钾、全磷质量分数应分别不低于2.5%、1.5%、1.5%。幼苗基质中添加微生物菌肥不仅可以提高幼苗的株高、茎粗、叶面积、鲜质量、干质量，还能提高幼苗壮苗指数，增加叶绿素相对含量(SPAD值), 增强根系活力, 促进光合作用^[9-11]。褚义红^[12]的试验结果显示，与对照组相比，施用微生物菌肥对生菜生长发育有明显的促进作用，生菜产量显著增加33.60%。在西红柿保护地施用微生物菌肥，果实着色好，茎粗叶绿；与对照组相比，施用微生物菌肥的西红柿产量显著增加了28.92 t/hm²^[13]。在种植玉米时，微生物菌肥与化肥混合施用，玉米颗粒饱满，产量提高，土壤肥力得到改善^[14]。微生物菌肥对幼苗生长的影响因微生物菌肥品种、添加量和植物种类不同有差异，在大范围推广微生物菌肥育苗前，需根据微生物菌肥种类、不同植物进行深入研究，以筛选出最佳添加品种和添加量。目前关于微生物菌肥应用于山葵育苗的研究鲜有报道，为此，本文开展了两种微生物菌肥混合育苗基质的山葵育苗盆栽试验，以期筛选出适宜的微生物菌肥品种及其施用量，旨在为培育优质山葵幼苗及微生物菌肥用于山葵育苗提供理论参考和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试肥料：微生物菌肥为深圳市爱格丽生物科技有限公司提供的爱格丽地力生(1号)和爱格丽土郎中(2号)，其中爱格丽地力生的有效活菌数≥50.0亿/g，爱格丽土郎中的有效活菌数≥500.0亿/g；底肥为江苏百益德农业科技有限公司生产的大量元素水溶肥料，w(N+P₂O₅+K₂O)≥52%，w(锌+硼)为0.2%~3.0%。供试幼苗选用生长一般、高度为10 cm的山葵幼苗。供试地点位于云南省昆明市禄劝惠农农业科技有限公司试验基地。

1.2 试验设计

采用室内盆栽试验，试验用花盆直径和高度均为10 cm，盆底切除，每个花盆中装入1 kg混合土[V(粉碎的干树皮) ∶V(河沙)=3 ∶7]并置于相同混合土的垄上，垄距50 cm，山葵株距40 cm。试验共设置5个处理：对照(CK)，不加微生物菌肥；T1，每株单次施0.25 g爱格丽地力生微生物菌肥；T2，每株单次施0.50 g爱格丽地力生微生物菌肥；T3，每株单次施0.25 g爱格丽土郎中微生物菌肥；T4，每株单次施0.50 g爱格丽土郎中微生物菌肥。所有处理每株施1.25 g大量元素水溶肥料作为底肥，微生物菌肥和大量元素水溶肥料均采用水稀释灌根的方式施用，每个处理平行重复3次。2022年10月进行种子育苗，播深5~7 cm，每4 d浇1次透水；幼苗于2023年3月移栽至盆中，3—6月每3 d浇1次水；分别于2023年7月9日、8月9日两次施用微生物菌肥；种植时间为1 a。

1.3 样品采集与测定方法

山葵生长后期为9—11月，于2023年9月9日、10月9日、11月12日取样，每个处理选取3株平均长势的山葵植株进行测定。采用LI-300A型便携式叶面积仪测定单株叶面积，采用LI-6400型便携式光合系统分析仪测定光合指标(光合速率、胞间CO₂浓度、气孔导度、蒸腾速率)。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 2019软件进行数据处理；运用Origin 2023软件进行图表绘制，并选择相关系数(R²)来评估拟合优度；运用SPSS 24软件，采用单因素方差分析确定不同处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 不同处理对山葵幼苗生长的影响

2.1.1 不同处理的山葵幼苗叶面积变化

不同处理的山葵幼苗9—11月叶面积变化见图 1。图 1中不同小写字母表示处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

图 1

不同处理的山葵幼苗9—11月叶面积变化

由图 1可以看出：9月，T1~T4处理的叶面积优于CK处理的，且有显著性差异；各处理的叶面积从大到小排序为T1＞T4＞T2＞T3＞CK；在微生物菌肥高添加量下，T4处理优于T2处理，而在微生物菌肥低添加量下，T1处理优于T3处理；T1处理总体最优，叶面积比CK处理的增加了63.78%。10月，T2、T3、T4处理的叶面积优于CK处理的；各处理的叶面积从大到小排序为T4＞T2＞T3＞CK＞T1，2号微生物菌肥优于1号微生物菌肥；T4处理最优，叶面积比CK处理的增加18.92%。11月，T1、T3、T4处理的叶面积优于CK处理的；各处理的叶面积从大到小排序为T4＞T3＞T1＞CK＞T2，2号微生物菌肥优于1号微生物菌肥；T4处理最优，叶面积比CK处理的增加了24.13%。

T3、T4、CK处理的山葵幼苗叶面积随着生长时间的延长呈升高趋势；从3个月各处理的叶面积状况看，T4处理最佳，叶面积比CK处理的增加了27.43%；综合各项指标，各处理叶面积由大到小排序为T4＞T3＞T2＞T1＞CK。

2.1.2 不同处理的山葵幼苗叶片数量变化

不同处理的山葵幼苗9—11月叶片数量变化见图 2。

图 2

不同处理的山葵幼苗9—11月叶片数量变化

从图 2可以看出：9月，T2、T4处理的叶片数量优于CK处理的，除T1处理外，其他处理与CK处理有显著性差异；各处理的叶片数量从大到小排序为T2＞T4＞T1=CK＞T3, 1号微生物菌肥优于2号微生物菌肥；T2处理最优，叶片数量比CK处理的增加了35%。10月，T1、T2、T4处理的叶片数量优于CK处理的，除T1处理外，其他处理与CK处理有显著性差异；各处理的叶片数量从大到小排序为T2＞T4＞T1＞CK＞T3，1号微生物菌肥优于2号微生物菌肥；T2处理最优，叶片数量比CK处理的增加了65.63%。11月，除T3处理外，其他处理的叶片数量优于CK处理的，T2、T4处理与CK处理有显著性差异；各处理的叶片数量从大到小排序为T4＞T2＞T1＞CK＞T3，在高添加量条件下，T4处理优于T2处理，而在低添加量下，T1处理优于T3处理；T4处理最优，叶片数量比比CK处理的增加了61.11%。

比较各处理的叶片数量，叶片数量随微生物菌肥施用量的增加而增加；从3个月各处理的叶片数量状况看，T2处理最佳，比CK处理的增加了54.55%；综合各项指标，各处理的叶片数量排序为T2＞T4＞T1＞CK＞T3。

2.2 不同处理对山葵幼苗光合指标的影响

2.2.1 不同处理的山葵幼苗叶片蒸腾速率变化

叶片蒸腾速率指植物蒸腾过程中，单位时间内通过气孔释放出的水分量，即单位时间内单位叶面积的蒸发量，其值越高，表示该植物水分利用率越高。不同处理的山葵幼苗9—11月叶片蒸腾速率变化见图 3。

图 3

不同处理的山葵幼苗9—11月叶片蒸腾速率变化

从图 3可以看出：9月，除T1处理外，其他处理的叶片蒸腾速率优于CK处理的；各处理的叶片蒸腾速率从大到小排序为T4＞T3＞T2＞CK＞T1，2号微生物菌肥优于1号微生物菌肥；T4处理最优，叶片蒸腾速率比CK处理的增加了42.52%。10月，除T1处理外，其他处理的叶片蒸腾速率优于CK处理的，T3处理与CK处理有显著性差异；各处理的叶片蒸腾速率从大到小排序为T3＞T2＞T4＞CK＞T1, 在高添加量条件下，T2处理优于T4处理，而在低添加量下，T3处理优于T1处理；T3处理最优，叶片蒸腾速率比CK处理的增加了2.66%。11月，T1~T4处理的叶片蒸腾速率均优于CK处理的，T3、T4处理与CK处理有显著性差异；各处理的叶片蒸腾速率从大到小排序为T3＞T4＞T1＞T2＞CK，2号微生物菌肥优于1号微生物菌肥；T3处理最优，叶片蒸腾速率比CK处理的增加了53.46%。

从3个月各处理的叶片蒸腾速率状况看，T4处理最佳，比CK处理的增加了16.68%；综合各项指标，各处理叶片蒸腾速率排序为T4＞T3＞T2＞CK＞T1。

2.2.2 不同处理的山葵幼苗叶片胞间CO₂浓度变化

叶片胞间CO₂浓度是指叶片内部的CO₂浓度变化，通过测定胞间CO₂浓度，可以评估植物的光合作用效率、生长状况以及对外界环境因素的响应。不同处理的山葵幼苗9—11月叶片胞间CO₂浓度变化见图 4。

图 4

不同处理的山葵幼苗9—11月叶片胞间CO₂浓度变化

从图 4可以看出：9月，T3处理的叶片胞间CO₂浓度高于其他处理的；各处理的叶片胞间CO₂浓度从大到小排序为T3＞T1＞CK＞T4＞T2。10月，T1~T4处理的叶片胞间CO₂浓度高于CK处理的；各处理的叶片胞间CO₂浓度从大到小排序为T2＞T3＞T4＞T1＞CK。11月，T1~T4处理的叶片胞间CO₂浓度高于CK处理的，且T1处理的叶片胞间CO₂浓度与CK处理的有显著性差异；各处理的叶片胞间CO₂浓度从大到小排序为T1＞T4＞T3＞T2＞CK。

从3个月各处理的叶片胞间CO₂浓度状况看，各处理的叶片胞间CO₂浓度从大到小排序为T3＞T4＞T1＞CK＞T2。

2.2.3 不同处理的山葵幼苗叶片气孔导度变化

叶片气孔导度指单位时间内单位叶面积的气孔开放程度，与植物的蒸腾作用密切相关，是衡量植物对环境适应能力的重要指标之一。不同处理的山葵幼苗9—11月叶片气孔导度变化见图 5。

图 5

不同处理的山葵幼苗9—11月叶片气孔导度变化

从图 5可以看出：9月，除T2处理外，其他处理的叶片气孔导度优于CK处理的；各处理的叶片气孔导度从大到小排序为T3＞T4＞T1＞CK＞T2，2号微生物菌肥优于1号微生物菌肥；T3处理最优，叶片气孔导度比CK处理的增加了21.15%。10月，T1、T4处理的叶片气孔导度优于CK处理的，且T4处理与CK处理有显著性差异；各处理的叶片气孔导度从大到小排序为T4＞T1＞CK＞T2＞T3，在高添加量条件下，T4处理优于T2处理，而在低添加量下，T1处理优于T3处理；T4处理最优，叶片气孔导度比CK处理的增加了12.00%。11月，T1~T4处理的叶片气孔导度优于CK处理的；各处理的叶片气孔导度从大到小排序为T1＞T3＞T2＞T4＞CK, 1号微生物菌肥优于2号微生物菌肥；T1处理最优，叶片气孔导度比CK处理的增加了144.19%。

各处理的叶片气孔导度随着时间推移呈现先上升后下降的趋势；从3个月各处理的叶片气孔导度状况看，T1处理最佳，叶片气孔导度比CK处理的增加了22.65%；综合各项指标，各处理叶片气孔导度从大到小排序为T1＞T3＞T4＞T2＞CK。

2.2.4 不同处理的山葵幼苗叶片光合速率变化

光合速率是衡量植物光合作用效率的重要指标，通过测量单位时间内单位叶面积的净光合量来评估植物的光合速率。光合速率越大，说明苗木合成有机物质的能力越强。不同处理的山葵幼苗9—11月叶片光合速率变化见图 6。

图 6

不同处理的山葵幼苗9—11月叶片光合速率变化

从图 6可知：9月，T3、T4处理的叶片光合速率优于其他处理的，且有显著性差异；各处理的叶片光合速率从大到小排序依次为T4＞T3＞T2＞CK＞T1，2号微生物菌肥优于1号微生物菌肥；T4处理最优，叶片光合速率比CK处理的增加了160.47%。10月，除T3处理外，其他处理的叶片光合速率优于CK处理的；各处理的叶片光合速率从大到小排序依次为T1＞T2＞T4＞CK＞T3，1号微生物菌肥优于2号微生物菌肥；T1处理最优，叶片光合速率比CK处理的增加了3.95%。11月，T1~T4处理的叶片光合速率均优于CK处理的，T1、T2、T4处理的叶片光合速率与CK处理的有显著性差异；各处理的叶片光合速率从大到小排序为T4＞T2＞T1＞T3＞CK，在高添加量条件下，T4处理优于T2处理，而在低添加量下，T1处理优于T3处理；T4处理最优，叶片光合速率比CK处理的增加了113.97%。

从3个月各处理的叶片光合速率状况看，T4处理最佳，比CK处理的增加了87.22%；综合各项指标，各处理的叶片光合速率排序为T4＞T2＞T3＞T1＞CK。

2.3 山葵幼苗各生长指标的相关性分析

受不同处理条件的影响，山葵幼苗的叶面积与光合速率、叶面积与蒸腾速率、气孔导度与蒸腾速率呈显著正相关(P＜0.05)，见图 7。

图 7

山葵幼苗各生长指标的相关性分析

2.4 山葵幼苗各处理及各生长指标的聚类分析

山葵幼苗各处理及各生长指标的聚类分析见图 8。

图 8

山葵幼苗各处理及各生长指标的聚类分析

由图 8可以看出：T1处理对叶片气孔导度表达量较高，T4处理对叶片光合速率表达量较高，T2处理对叶片数量表达量较高，CK处理对各指标的表达量都较低。对各处理进行聚类分析，按相似亲疏程度划分为4个类群：第一类是T3处理(2号微生物菌肥，每株用量0.25 g)，这类处理对植物生长指标的提升效果显著，属于高等肥力水平；第二类是T1处理(1号微生物菌肥，每株用量0.25 g)，这类处理对植物生长指标的提升效果中等，属于中等肥力水平；第三类是T4处理(2号微生物菌肥，每株用量0.5 g)，这类处理对植物生长指标的提升效果一般，属于一般肥力水平；第四类是CK处理和T2处理(1号微生物菌肥，每株用量0.5 g)，这类处理的植物生长指标水平较低，属于低等肥力水平。

3 讨论

幼苗生长在植物生命周期中具有极其重要的地位，对植物形态发育具有关键影响，且这一阶段对环境的敏感度较高，因此，幼苗生长量被视为评估幼苗生长状况的关键指标。本试验发现，施用微生物菌肥后，山葵幼苗叶面积、叶片数量均有所提高，叶片数量提高效果显著，提高了54.55%，这与李吉进等^[15]和谢东峰等^[16]的研究结果一致。原因可能是微生物菌肥可以降低土壤容重，增加土壤孔隙度，为植物吸收水分和养分提供更多的空间^[17]。微生物菌肥对山葵幼苗的影响不但与微生物菌肥品种有关，还与微生物菌肥添加量有关。试验表明：1号微生物菌肥能很好地提升叶片数量，且叶片数量随施肥量的增加呈增加的趋势；2号微生物菌肥能很好地提升叶面积。2种微生物菌肥的最优施肥量均为0.5 g/株，这与赵丹丹^[18]研究的不同浓度微生物菌肥对番茄土壤理化性质及生长的影响结果一致。原因可能是微生物菌肥能够促进根系生长，加快根系对营养物质的吸收，改良农作物的营养品质，加强农作物的光合性能，有助于提高农产品产量^[12]。

光合作用为植物生长代谢提供了基础的物质和能量，光合速率可以直接反映植物生长发育过程中的代谢水平，而叶片气孔导度则可以显示植物的耐受能力。试验中施用微生物菌肥后，山葵幼苗叶片光合速率、气孔导度均有所提高；除T1处理外，其余微生物菌肥处理的叶片蒸腾速率均有提高；除气孔导度外的其余光合指标均随微生物菌肥施用量的增加而增加，且2号微生物菌肥对叶片蒸腾速率、胞间CO₂浓度与光合速率的提高作用优于1号微生物菌肥的。王其传等^[19]、王明友等^[20]的试验表明，微生物菌肥对辣椒、番茄的光合作用强度均有积极作用。有研究表明，在施用微生物菌肥后，微生物的生命活动有助于促进植株叶片的气孔开放，增强对光能的捕获能力，从而提高净光合速率，同时植株叶片的叶绿素含量也得到了提升，这与本试验微生物菌肥处理后促进山葵幼苗生长的结果相吻合。

4 结语

在山葵的种植过程中，于基质中添加微生物菌肥对山葵幼苗的生长量、生物量、光合指标等均有一定的提升效果，因此可将微生物菌肥用于培育优质山葵幼苗。不同种类的微生物菌肥及施用量对山葵幼苗生长效果的影响不同，本试验通过聚类分析，得出T3处理(2号微生物菌肥0.25 g/株) 对山葵生长指标的提升效果显著，2号微生物菌肥0.25 g/株为最佳施用量，试验结果可为微生物菌肥用于山葵幼苗的培育推广提供参考。

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