有机肥和微生物肥料在连作黄芪上的示范应用效果

Demonstration Application Effects of Organic Fertilizer and Microbial Fertilizer on Continuous Cropping of <i>Astragalus membranaceus</i>

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2026.05.005

句梦娜 Mengna JU , 王娇 Jiao WANG , 张明泽 Mingze ZHANG , 萨如拉 Rula SA , 苏鹏东 Pengdong SU

1 内蒙古东宝大田生物科技有限公司内蒙古包头 014030 Inner Mongolia Dongbao Datian Biotechnology Co., Ltd., Baotou, Inner Mongolia 014030, China 2 包头市农牧科学研究所内蒙古包头 014010 Baotou Institute of Agriculture and Animal Husbandry Sciences, Baotou, Inner Mongolia 014010, China 3 固阳县农业技术推广中心内蒙古包头 014200 Guyang County Agricultural Technology Extension Center, Baotou, Inner Mongolia 014200, China

摘要：

针对黄芪两年连作和长期单一施用化肥引起的土壤连作障碍，造成黄芪产量和品质严重下降等问题，开展了有机肥和微生物肥料配施的大田试验。试验共设置底施磷酸二铵+硫酸钾（CK）、底施有机肥+复合微生物肥料（T1）等2个处理，考察了不同施肥处理对黄芪品质、产量、根腐病发病率及经济效益的影响。结果表明：与CK处理相比，T1处理的黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷、黄芪甲苷和水溶性浸出物的含量分别提高82.14%、87.50%和114.06%；根腐病发病率降低54.13%，产量提高16.47%，净利润提高33.22%。底施有机肥和复合微生物肥料具有提升黄芪品质和产量的作用，并且可缓解土壤连作障碍。

关键词：

黄芪; 连作障碍; 有机肥; 复合微生物肥料; 肥效试验; 品质; 产量;

Abstract：

To address the soil continuous cropping obstacles caused by two-year continuous cropping of Astragalus membranaceus and the long-term single application of chemical fertilizers, which lead to a significant decline in both yield and quality of Astragalus membranaceus, a field experiment is conducted using combined application of organic fertilizer and microbial fertilizer. Two treatments are set up in the experiment: basal application of diammonium phosphate + potassium sulfate (CK), and basal application of organic fertilizer + compound microbial fertilizer (T1). The effects of different fertilization treatments on the quality, yield, root rot disease incidence, and economic benefits of Astragalus membranaceus are investigated. The results show that, compared with the CK treatment, the contents of calycosin-7-glucoside, astragaloside Ⅳ, and water-soluble extract in Astragalus membranaceus under the T1 treatment are increased by 82.14%, 87.50%, and 114.06%, respectively. The incidence of root rot disease is reduced by 54.13%, while the yield is increased by 16.47%, and the net profit is increased by 33.22%. The basal application of organic fertilizer and compound microbial fertilizer is shown to improve both the quality and yield of Astragalus membranaceus and to alleviate soil continuous cropping obstacles.

Keyword：

Astragalus membranaceus; continuous cropping obstacle; organic fertilizer; compound microbial fertilizer; fertilizer efficiency test; quality; yield;

黄芪为多年生豆科植物，其干燥根可入药，是常见的大宗药材，素有“十药八芪”之称，具有补气升阳、固表止汗、利水消肿等功效^[1-2]。黄芪所含的黄酮类、皂苷类和多糖类等活性成分，具有抗疲劳、抗肿瘤、调节免疫和保护心血管等作用^[3-4]。黄芪为半干旱作物，在一般土壤中均能生长。随着人们对黄芪需求量的增加，黄芪的栽培面积也逐渐扩大，内蒙古、黑龙江、甘肃、山西等地区已成为黄芪的主产区^[5]。然而，受耕地面积限制，黄芪长期连作易导致土壤中营养元素缺失、微生物菌群失衡及土传病害加剧，从而造成其品质和产量严重下降^[6-7]。根腐病是黄芪重茬栽培中常见的土传病害^[8]，连作年限越长，发病率越高，严重制约了黄芪根中有效成分的积累及其经济效益^[9]。

在黄芪种植过程中，以施用单一化肥为主，长期大量施用导致土壤中中微量元素缺失，土壤板结严重，出现土壤肥力下降等问题^{[2, 10]}。合理施肥能有效提升黄芪产量和有效成分的含量，且具有显著的生态效益、经济效益和社会效益^[4]。研究表明，有机肥具有改良土壤团粒结构、提高作物品质的特点^[11]；微生物肥料可调节作物生长的微生态环境，抑制病害的发生，提高土壤中有机质的含量，从而促进植物生长并改善其品质^[12-13]。目前，在连作黄芪中施用上述两种肥料的研究较少。本文以从动物骨骼中提取明胶后的废渣(即骨钙粉)为主要原料，研发制备有机肥和复合微生物肥料，并通过大田示范试验，研究有机肥和复合微生物肥料对连作两年黄芪的根腐病发病率、品质和产量的影响，以期为解决黄芪连作种植问题提供参考。

1 材料与方法

1.1 示范地概况

示范试验于2023年在内蒙古包头市固阳县兴顺西镇四份子村(41°33′26″ N，109°89′76″ E)进行。供试土壤为栗钙土，基本理化性状：w(有机质)为1.94%，w(全氮)为0.45%，w(有效磷)为7.14 mg/kg，w(速效钾)为281.44 mg/kg，pH为8.71。

1.2 供试材料

供试黄芪：当地主栽品种“蒙古黄芪”，选用外观形态一致的一年生健康幼苗。

供试肥料：BMC复合微生物菌，由芽孢杆菌群、光合菌群、酵母菌群、乳酸菌群和发酵系的丝状菌群等组成，主要菌种包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌等；有机肥(商品名为钙肽有机肥)，w(N+P₂O₅+K₂O)≥5%，w(有机质)≥45%，w(Ca+Mg+Cl+Zn+Fe+Si)≥15%；复合微生物肥料(添加BMC复合微生物菌)，w(N+ P₂O₅+K₂O)=20%，w(有机质)≥20%，w(Ca+ Mg+ Cl+Fe)≥8%，有效活菌数≥5亿/g；尿素，w(N)≥ 46%；磷酸二铵，N-P₂O₅-K₂O=18-46-0；硫酸钾，w(K₂O)≥50%；矿物源黄腐酸钾，w(黄腐酸)≥52%，w(K₂O)≥10%；叶面肥，w(N)≥35%，w(P₂O₅)≥12%，w(K₂O)≥7.8%。BMC复合微生物菌由湖北吾尔利生物工程股份有限公司生产，有机肥和复合微生物肥料由内蒙古东宝大田生物科技有限公司生产，其他肥料均在当地农资市场购买。

1.3 示范试验设计

选取连作两年的黄芪地块，共设置常规施肥(CK)处理和试验施肥(T1)处理等2个处理，不设重复，每个处理面积为3.33 hm²。2个处理施用的底肥不同，追肥相同。T1处理底肥施用1 200 kg/hm²钙肽有机肥+750 kg/hm²复合微生物肥料，CK处理底肥施用375 kg/hm²磷酸二铵+225 kg/hm²硫酸钾，在黄芪移栽前完成底肥的施用。移栽黄芪15 d后开始追肥，共追施7次：第1次追施尿素150 kg/hm²，第2次追施矿物源黄腐酸钾30 kg/hm²，第3次追施磷酸二铵225 kg/hm²，第4次追施硫酸钾150 kg/hm²，第5~第7次追施叶面肥(每次施用量为9 kg/hm²)。追肥间隔时间为15 d左右，具体追肥时间根据黄芪田间长势及天气等因素进行调整，其他管理措施均按照当地种植习惯进行。

1.4 指标及其测定方法

(1) 黄芪根腐病发病率

在黄芪收获期，每个处理每公顷随机选取5个取样点，每个取样点采集100株黄芪。抖净所采集的黄芪根上的土壤，统计根腐病发病情况，并按式(1)计算发病率：

图 1

$ \text { 发病率 }(\%)=\text { 病根数/调查总数 } \times 100 \% $

(2) 产量

在黄芪收获期，每个处理每公顷选取10个取样点，取样点面积为54 m²(长30 m，宽1.8 m)，称量鲜质量，并折算成每公顷产量。

(3) 品质指标

采用混合取样法采样，按照《中华人民共和国药典(2020)》^[1](以下简称《中国药典》)中的要求测定黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪甲苷的含量。

(4) 经济效益

经济效益是鲜黄芪产量收入和农资投入成本(包括种苗、肥料、农药、农机作业、人工投入)的差值，按式(2)~式(4)计算：

图 2

$ \text { 发病率 }(\%)=\text { 病根数/调查总数 } \times 100 \% $

图 3

$ \text { 发病率 }(\%)=\text { 病根数/调查总数 } \times 100 \% $

图 4

$ \text { 发病率 }(\%)=\text { 病根数/调查总数 } \times 100 \% $

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2013软件进行数据汇总和作图，采用SPSS 16.0软件进行单因素方差分析(ANOVA)，采用最小显著性差异(LSD)法检验处理间差异显著性(P＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对黄芪品质的影响

不同施肥处理的黄芪品质指标见表 1。

表 1

不同施肥处理的黄芪品质指标

处理	毛蕊异黄酮葡萄糖苷		黄芪甲苷		水溶性浸出物
处理	测定值w/%	较CK处理增加/%	测定值w/%	较CK处理增加/%	测定值w/%	较CK处理增加/%
CK	0.028		0.080		19.2
T1	0.051	82.14	0.150	87.50	41.1	114.06

从表 1可知，底施有机肥和微生物肥料对黄芪品质有明显的提升作用，充分体现了两种肥料在改善黄芪药用品质方面的积极效果。《中国药典》中对药用黄芪指标作出明确规定，要求毛蕊异黄酮葡萄糖苷质量分数≥0.020%，黄芪甲苷质量分数≥0.080%，水溶性浸出物质量分数≥17.0%。结果表明，CK处理的黄芪甲苷含量刚好达到《中国药典》中的要求，而T1处理的黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷、黄芪甲苷和水溶性浸出物的含量均高于《中国药典》中的要求，且分别为规定达标值的2.6、1.9、2.4倍。与CK处理相比，T1处理的黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷、黄芪甲苷、水溶性浸出物的含量分别增加82.14%、87.50%、114.06%。

2.2 固阳县黄芪品质评选结果

2023年，固阳县举办了优质黄芪评选活动，评比标准为黄芪甲苷与毛蕊异黄酮葡萄糖苷两项指标各占50%权重，通过加权计算确定排名。示范试验种植的黄芪(样品编号为2)参与了此次评比，最终荣获全县优质黄芪第二名，见图 1。除示范试验的黄芪为连作两年外，其他参与评选的黄芪均为当年种植的。参与评选的黄芪毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪甲苷含量见图 2，25个样品的毛蕊异黄酮葡萄糖苷平均质量分数为0.037%，黄芪甲苷平均质量分数为0.120%。示范试验种植的黄芪样品中毛蕊异黄酮葡萄糖苷质量分数为0.051%，比平均值高37.84%；黄芪甲苷质量分数为0.160%，比平均值高33.33%。评选结果进一步表明，施用有机肥和微生物肥料可有效提升连作种植的黄芪品质。

图 1

2023年固阳县优质黄芪评选结果

图 2

2023年固阳县优质黄芪评选品质测定结果

2.3 不同施肥处理对黄芪根腐病发病率及鲜黄芪产量的影响

根腐病是黄芪生产中的主要病害之一，不仅影响黄芪的正常生长，还严重影响黄芪的品质和产量。不同施肥处理的黄芪根腐病发病率及鲜黄芪产量见表 2，表中同列数据后不同小写字母表示各处理间差异显著(P＜0.05)，下同。

表 2

不同施肥处理的黄芪根腐病发病率及鲜黄芪产量

处理	发病率/%	较CK处理降低/%	产量/(kg·hm^-2)	较CK处理增加/%
CK	71.94±3.82 a		11 261.73±230.67 b
T1	33.00±2.72 b	54.13	13 116.73±378.21 a	16.47

从表 2可知，底施有机肥和微生物肥料对黄芪根腐病发病率和产量均存在显著影响。CK处理的黄芪根腐病发病率可达71.94%，T1处理的黄芪根腐病发病率仅为33.00%，T1处理的黄芪根腐病发病率比CK处理的降低了54.13%。T1处理的产量比CK处理的提高了16.47%。可见，底施有机肥和微生物肥料可以降低黄芪根腐病的发病率，并提高黄芪产量。

2.4 不同施肥处理对黄芪经济效益的影响

按当年鲜黄芪市场收购价16~18元/kg，农资投入成本折合58 500.00元/hm²，T1、CK处理的肥料成本分别为7 800.00、6 079.50元/hm²，不同施肥处理的黄芪经济效益见表 3。

表 3

不同施肥处理的黄芪经济效益元/hm²

处理	总产值	生产成本	净利润
T1	137 224.63 a	66 300.00	70 924.63 a
CK	117 817.92 b	64 579.50	53 238.42 b

从表 3可以看出，T1处理的生产成本比CK处理的高1 720.50元/hm²，但净利润比CK处理的增加17 686.21元/hm²，提高了33.22%。从经济角度看，T1处理的净利润较高，在黄芪连作生产中具有较高的推广价值。

3 讨论

农业生产中普遍存在连作障碍，黄芪作为宿根作物，同样面临着严重的连作障碍问题。连作不仅会影响土壤理化性状，导致土壤环境恶化，还会影响药用植物的生长，致使植株变矮、植物光合作用减弱、产品品质和产量均大幅下降^[14]。研究表明，施用有机肥和复合微生物肥料可以改良土壤理化性状，提升土壤活性，调节微生物群落结构，缓解土壤连作障碍，有效提高作物的产量和品质^[15-16]。姬丽君等^[17]的研究表明，在蒙古黄芪上增施有机肥可提高毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪甲苷的含量，改善黄芪品质。周芳等^[16]的研究结果表明，牛粪和蚯蚓粪有机肥均可促进白术生长，提高白术产量和品质，在一定程度上缓解了白术连作障碍。谷全伟等^[18]通过基施猪粪有机肥，并接种链霉菌菌剂和假单胞菌剂，促进了丹参中脂溶性成分的积累，对丹参的品质有促进作用。这些结果均与示范试验结果相似，底施有机肥和复合微生物肥料可有效改善连作黄芪品质，提高黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷和黄芪甲苷的含量。

根腐病是连作黄芪的主要障碍因子，严重制约了黄芪种植业的可持续发展。黄芪连作导致土壤中有益微生物减少、病原菌积累，从而加重根腐病的发生^[19]。研究结果表明，底施有机肥和复合微生物肥料可有效降低黄芪根腐病的发病率，较CK处理的下降54.13%。该结果与姬丽君等^[17]的研究一致，表明增施有机肥能显著降低黄芪根腐病的发病率与发病程度。

本研究结果表明，在连作黄芪上施用有机肥和复合微生物肥料可以提高黄芪产量和经济效益。赵亚兰等^[20]在黄芪上施用不同基肥，其中基施6 000 kg/hm²饼肥(油渣有机肥)能够改善土壤环境，促进黄芪地下部分生长并增加个体质量，从而提高黄芪产量和经济效益。魏琴芳等^[21]研究了基施4种菌肥对黄芪产量的影响，结果显示，基施复合EM菌种、多黏类芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌复合菌种可提高黄芪的商品性状和产量。齐维强等^[22]的研究显示，在香蕉上施用复合微生物肥料可以改善香蕉园土壤的理化性状，提高土壤中有效养分的含量，增强微生物活力，从而促进香蕉生长，并提升香蕉的产量。以上研究结论与本研究结果基本一致，有机肥和复合微生物肥料的配合施用，为土壤提供了丰富的有机质、大量的有益微生物菌群和定量的大量元素养分，既能及时为作物提供养分，又能发挥改良土壤的优势，并在一定程度上缓解了土壤的连作障碍，从而提高作物的品质和产量。

4 结语

黄芪连作种植会出现产量降低和品质下降等问题，底施有机肥和微生物肥料可以有效缓解土壤连作障碍。从示范试验的结果看，与CK处理相比，底施有机肥和微生物肥料后，黄芪根腐病发病率降低了54.13%；黄芪品质显著提升，黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷、黄芪甲苷、水溶性浸出物的含量分别提高了82.14%、87.50%、114.06%；黄芪产量提高了16.47%，利润可达70 924.63元/hm²，利润较CK处理的增加了17 686.21元/hm²。

ckwx 参考文献

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