周晨昊，趙磊，金清，肖明

(上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院植物種質(zhì)資源開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海200234)

JD37復(fù)合微生物肥料對(duì)小白菜、蕹菜生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響

周晨昊，趙磊，金清，肖明

(上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院植物種質(zhì)資源開發(fā)協(xié)同創(chuàng)新中心，上海200234)

JD37復(fù)合微生物肥料主要由本實(shí)驗(yàn)室篩選出的一株植物根際促生細(xì)菌JD37與蚯蚓糞組成，該肥料對(duì)小白菜與蕹菜具有顯著的促生作用.盆栽試驗(yàn)中，小白菜全株鮮重增加了45.6%，蕹菜全株鮮重增加了45%；大棚種植試驗(yàn)中，小白菜產(chǎn)量增加18.2%；蕹菜產(chǎn)量增加107.4%.在對(duì)兩種蔬菜進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，JD37復(fù)合微生物肥料組和化肥組的抗壞血酸含量無(wú)顯著差異，可溶性蛋白含量中，JD37復(fù)合微生物肥料組要優(yōu)于化肥組；亞硝酸鹽含量中，JD37復(fù)合微生物肥料組為化肥組的一半，說(shuō)明該肥料能有效降低兩種蔬菜的亞硝酸鹽含量.本實(shí)驗(yàn)為JD37復(fù)合微生物肥料的進(jìn)一步實(shí)踐應(yīng)用奠定了基礎(chǔ).

JD37復(fù)合微生物肥料；促生；蚯蚓糞；亞硝酸鹽

0 引言

為了追求高產(chǎn)量，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)采用化肥作為農(nóng)作物的主要肥力來(lái)源，而在長(zhǎng)期使用化肥的過(guò)程中所呈現(xiàn)的問(wèn)題也變得越來(lái)越突出.制造化肥的礦物原料及化工原料中所含有多種重金屬和其他有害成分會(huì)造成土壤的重金屬污染［1］.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量施用化肥，使氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素大量進(jìn)入水體，引起水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成化肥對(duì)地表水的非點(diǎn)源污染［2］.長(zhǎng)期使用化肥會(huì)起土壤酸化和板結(jié)，導(dǎo)致土壤肥力下降［3］.為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全的目的，世界各國(guó)都在積極尋求更好的解決方案.微生物肥料以其改良土壤、增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)且保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)而成為研究熱點(diǎn).

復(fù)合微生物肥料是將微生物與有機(jī)物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)元素融為一體的新型環(huán)境友好型肥料.其主要有兩個(gè)特點(diǎn).一是富含有益微生物菌群，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，易發(fā)揮出種群優(yōu)勢(shì)［4］.二是富含各種養(yǎng)分和植物生理活性物質(zhì)［5］.該肥料在生產(chǎn)過(guò)程中需將有機(jī)物發(fā)酵，進(jìn)行無(wú)害化、高效化處理，產(chǎn)生吲哚乙酸、赤霉素、多種維生素以及氨基酸、核酸、生長(zhǎng)素、尿囊素等生理活動(dòng)物質(zhì)［6-7］.相比于化肥，將有機(jī)物與微生物聯(lián)合應(yīng)用能有效減輕重金屬污染問(wèn)題，并且生產(chǎn)制備過(guò)程耗能低，生產(chǎn)每噸有機(jī)肥其油和電的能耗只為單位化肥能耗的3%和18%［8］；同時(shí)能提升農(nóng)作物品質(zhì)；所以將有機(jī)物質(zhì)與微生物聯(lián)合應(yīng)用將兼具微生物肥料與有機(jī)肥料的雙重優(yōu)點(diǎn)，具有明顯改土培肥和增產(chǎn)、提高產(chǎn)品品質(zhì)效果［9］.本實(shí)驗(yàn)室自行篩選出的植物根際促生細(xì)菌JD37經(jīng)多年研究，發(fā)現(xiàn)該菌對(duì)多種植物具有促生功效并能抑制多種植物病原菌；其促生機(jī)理與生防機(jī)制已初步探明［10-11］.如果該菌能與有機(jī)物質(zhì)結(jié)合應(yīng)用，將能進(jìn)一步提升該菌的促生效果.

植物根際促生菌的生長(zhǎng)需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；蚯蚓糞富含有機(jī)質(zhì)，并且具有很好的孔性、通氣性、排水性和高的持水量，蚯蚓糞有很大的表面積，使得許多微生物能得以生存并具有良好的吸收和保持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力［12］.本實(shí)驗(yàn)計(jì)劃將JD37菌株與蚯蚓糞聯(lián)合應(yīng)用，通過(guò)盆栽試驗(yàn)，檢驗(yàn)JD37復(fù)合微生物肥料的促生效果；在大棚種植試驗(yàn)中，與化肥處理組進(jìn)行比較，探索該肥料在大田中的施用量和施用方法；同時(shí)，對(duì)大棚種植試驗(yàn)中種植的蔬菜進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)，分析各項(xiàng)指標(biāo)，為該肥料的市場(chǎng)推廣提供理論依據(jù).

1 方法與材料

1.1 材料

供試菌株：JD37菌株(Pseudomonas aurantiaca JD37)由上海師范大學(xué)微生物分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室分離、純化.

供試種子：小白菜種子選用抗熱605號(hào)，蕹菜種子選用柳葉空心菜，購(gòu)買自上海白玉蘭種子有限公司.

栽培土：取自上海師范大學(xué)徐匯校區(qū)植物園地表10 cm以下土壤，121℃高壓滅菌20 min，間歇式滅菌2次，滅菌后烘干備用.

盆栽用花盆：口徑16 cm，高度18 cm.

原料：草炭與蚯蚓糞均由上海廊下果蔬園藝有限公司提供，草炭使用碳酸鈣將pH值調(diào)整至6.5～7.5，經(jīng)兩次高壓滅菌，每次121℃，30 min，烘干備用.

化肥：由上海廊下果蔬園藝有限公司提供，總養(yǎng)分：N+P2O5+K2O≥45%.

1.2 培養(yǎng)基與試劑

KB培養(yǎng)基：蛋白胨20 g、甘油10 mL、K2HPO4·3H2O 1.5 g、MgSO4·7H2O 1.5 g、水1000 mL.固體培養(yǎng)基則需加20 g的瓊脂.用于培養(yǎng)JD37菌株.

可溶性蛋白含量測(cè)定試劑：標(biāo)準(zhǔn)蛋白溶液(100μg/mL牛血清蛋白)、考馬斯亮藍(lán)G-250溶液(由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所提供).

抗壞血酸含量測(cè)定試劑：20 g/L草酸溶液、0.1 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)抗壞血酸溶液、2，6-二氯酚靛酚溶液(由上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物育種栽培研究所提供).

亞硝酸鹽含量測(cè)定試劑：對(duì)氨基苯磺酸溶液、萘乙二胺溶液(由復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物多樣性與生態(tài)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供).

1.3 JD37發(fā)酵液的制備

將-80℃保藏的JD37菌株接種在KB液體培養(yǎng)基中，置于28℃搖床振蕩培養(yǎng)，200 r/min，活化3次，取培養(yǎng)20 h處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌液(約為1×109cfu/mL)，按照1%接種量，28℃，200 r/min的條件在搖床上培養(yǎng)20 h制備發(fā)酵液.

1.4 JD37復(fù)合微生物肥料的制備及產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)

每100 g草炭加入90 mL的JD37發(fā)酵液人工混勻；室內(nèi)常溫干燥后，再以1∶1的比例加入滅菌過(guò)的蚯蚓糞，裝入塑封袋中室溫下保藏，干燥和保藏期間采用稀釋涂布法檢測(cè)肥料中的活菌數(shù)，委托上海市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站進(jìn)行檢驗(yàn).

1.5 JD37復(fù)合微生物肥料的盆栽試驗(yàn)

挑選顆粒飽滿、健康的小白菜種子和蕹菜種子，采用濃度為0.1%KMnO4浸泡消毒15 min，然后用無(wú)菌水洗凈并去除雜質(zhì)；均勻鋪撒在有滅菌濾紙的平皿中.將制備好的肥料(1×108cfu/g)與栽培土混勻，一共3個(gè)處理組：1000 g栽培土，750 g栽培土和250 g蚯蚓糞，750 g栽培土和250 g JD37復(fù)合肥料；其中后兩組中，花盆底層先加入500 g栽培土，然后將250 g栽培土與250 g蚯蚓糞或肥料混勻；種子萌發(fā)后每盆保留3～4株幼苗，每種處理組種植10盆.小白菜播種后24 d取樣，蕹菜播種后30 d取樣.取樣后洗凈測(cè)量全株鮮重，每個(gè)處理組共有30棵植株.85℃脫水干燥至恒重后測(cè)量根干重和莖干重.

1.6 JD37復(fù)合微生物肥料的大棚種植試驗(yàn)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于上海廊下果蔬園藝有限公司內(nèi)的蔬菜大棚(30°48＇45″N，121°11＇21″E)，試驗(yàn)期間棚內(nèi)溫度15～30℃，大棚總面積240 m2(30 m×8 m).大棚內(nèi)設(shè)置一共18塊土床，每塊土床長(zhǎng)1.1 m寬1.1 m高0.4 m，每塊土床間隔0.3 m.一共3種處理：空白對(duì)照組；化肥50 g；JD37復(fù)合微生物肥料2 kg，化肥與JD37復(fù)合微生物肥料在播種前作基肥施用，每種處理重復(fù)3塊土床；小白菜2013年10月25日播種，12月2日取樣，蕹菜2013年9月30日定植，10月17日取樣.日常管理采用人工除草、間苗、澆水.取樣時(shí)每塊土床只取植株的地上部分，現(xiàn)場(chǎng)洗凈后稱重，計(jì)算每塊土床產(chǎn)量.

1.7 小白菜與蕹菜的品質(zhì)檢測(cè)

對(duì)大棚種植試驗(yàn)中各處理組的樣品進(jìn)行檢測(cè).蔬菜含水量使用sartorius公司MA100型水份測(cè)定儀檢測(cè)，可溶性固形物使用ATAGO公司N-12型手持式折光儀檢測(cè)，可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)染色法測(cè)定，抗壞血酸采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定，亞硝酸鹽含量使用Westco Scientific Instruments公司SmartChem200型化學(xué)分析儀，采用重氮偶合分光光度法測(cè)定.其中，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)染色法，抗壞血酸含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法，兩種方法均參考［13］.

1.8 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS17.0軟件采用最小顯著差異法(LSD)進(jìn)行單因素方差分析(P＜0.05).

2 結(jié)果與分析

2.1 JD37復(fù)合微生物肥料的盆栽試驗(yàn)

從圖1可以看出雖然平均值方面，蚯蚓糞組的數(shù)據(jù)要高于空白對(duì)照組，說(shuō)明蚯蚓糞對(duì)兩種蔬菜的生長(zhǎng)具有一定的促進(jìn)作用，但單因素方差分析結(jié)果表明，蚯蚓糞組與空白對(duì)照組中，兩種蔬菜的全株鮮重、干重?cái)?shù)據(jù)不存在顯著差異，但均與施用JD37復(fù)合微生物肥料組達(dá)到顯著差異水平(P＜0.05)，結(jié)合表1中的干重?cái)?shù)據(jù)，結(jié)果說(shuō)明，JD37復(fù)合微生物肥料對(duì)兩種植物具有顯著的促生作用.

圖1 小白菜與蕹菜全株鮮重?cái)?shù)據(jù)

表1 小白菜與蕹菜干重?cái)?shù)據(jù) (g)

2.2 JD37復(fù)合微生物肥料的大棚種植試驗(yàn)

圖2的數(shù)據(jù)表明，化肥組的產(chǎn)量最高，其次是JD37復(fù)合微生物肥組，產(chǎn)量最低的是空白對(duì)照組.單因素方差分析發(fā)現(xiàn)，3個(gè)處理組間均存在顯著差異，說(shuō)明JD37復(fù)合微生物肥料能顯著提升兩種蔬菜的產(chǎn)量，但相比于化肥處理組，JD37復(fù)合微生物肥料的促生效果仍有很大的提升空間.

圖2 各處理組兩種蔬菜的產(chǎn)量

2.3 小白菜與蕹菜的品質(zhì)檢測(cè)

通過(guò)對(duì)大棚種植試驗(yàn)中種植的兩種蔬菜進(jìn)行品質(zhì)檢測(cè)(表2，3)，發(fā)現(xiàn)化肥組與JD37復(fù)合微生物肥料組各項(xiàng)數(shù)據(jù)相似，與空白對(duì)照組相比則存在明顯差異，在可溶性固形物、抗壞血酸與可溶性蛋白質(zhì)指標(biāo)中JD37復(fù)合微生物肥料處理組明顯高于空白對(duì)照組.我國(guó)食品中污染物限量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 2762-2012)中規(guī)定，蔬菜中的亞硝酸鹽含量不得高于20 mg/kg；試驗(yàn)結(jié)果顯示，使用JD37復(fù)合微生物肥料能有效降低蔬菜亞硝酸鹽含量.

表2 小白菜品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)

表3 蕹菜品質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)

2.4 JD37復(fù)合微生物肥料的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)

干燥前草炭中活菌數(shù)為3×108cfu/g，干燥后草炭中的活菌數(shù)為2.7×108cfu/g，結(jié)果表明干燥過(guò)程對(duì)活菌數(shù)無(wú)明顯影響.保藏期間，自行對(duì)肥料中的活菌進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)復(fù)合微生物肥料標(biāo)準(zhǔn)(NY/T 798-2004)規(guī)定的界限(0.2×108cfu/g)本肥料保存期為1個(gè)月.由上海市農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站提供的檢驗(yàn)報(bào)告顯示(表4)，JD37復(fù)合微生物肥料的總養(yǎng)分、水分、細(xì)度和pH值4個(gè)檢測(cè)結(jié)果均符合復(fù)合微生物肥料標(biāo)準(zhǔn).

表4 JD37復(fù)合微生物肥料產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

3 討論

近年來(lái)，我國(guó)生物肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，復(fù)合微生物肥料的應(yīng)用也得到了大規(guī)模的推廣；隨著研究的深入，復(fù)合微生物肥料的作用和在我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的地位將會(huì)更加重要.

JD37復(fù)合微生物肥料盆栽試驗(yàn)結(jié)果證明，自行制備的JD37復(fù)合微生物肥料對(duì)兩種蔬菜具有顯著的促生作用.相比于空白對(duì)照，小白菜全株鮮重增加了45.6%，蕹菜全株鮮重增加了45%.大棚種植試驗(yàn)為JD37復(fù)合微生物肥料的大規(guī)模應(yīng)用進(jìn)行了初步的探索；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果推算，秋冬季節(jié)在不施用追肥的情況下每畝地施用1100 kg JD37復(fù)合微生物肥料作基肥，小白菜每畝地產(chǎn)量可以達(dá)到1660 kg，產(chǎn)量與常規(guī)種植方式持平［14］；而相比于常規(guī)生產(chǎn)方式，每畝地有機(jī)肥施用量在1500 kg左右［15］，節(jié)省了27%的施肥量，蕹菜由于試驗(yàn)需要，幼苗間的株距比實(shí)際生產(chǎn)種植寬，此外試驗(yàn)開展時(shí)已是夏末，所以產(chǎn)量較低.有文獻(xiàn)報(bào)道［16］，施用有生物肥的蔬菜中各營(yíng)養(yǎng)成分較高；而且可以降低蔬菜中的硝酸鹽與亞硝酸鹽含量.本試驗(yàn)中通過(guò)對(duì)比抗壞血酸與可溶性蛋白指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，化肥組與JD37復(fù)合微生物肥料組沒(méi)有明顯差別；有可能是長(zhǎng)期施用有機(jī)肥，導(dǎo)致土壤中有機(jī)肥殘留過(guò)高所致.但通過(guò)對(duì)比亞硝酸鹽含量發(fā)現(xiàn)，化肥組數(shù)值為JD37復(fù)合微生物肥料組2倍多，說(shuō)明施用JD37復(fù)合微生物肥料能有效降低蔬菜中亞硝酸鹽含量，保護(hù)人體健康.JD37復(fù)合微生物肥料產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果顯示，所檢測(cè)的四項(xiàng)指標(biāo)均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但由于條件限制，其余指標(biāo)該單位無(wú)法檢測(cè)，所以自行對(duì)肥料中活菌數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果表明保藏期間肥料中的活菌數(shù)逐步減少，保存期較短；杜瑛［17］的報(bào)道認(rèn)為，微生物肥料保存期間由于活菌數(shù)的下降，會(huì)嚴(yán)重影響肥料的功效；因此本產(chǎn)品在生產(chǎn)制備工藝方面仍需提高.

本實(shí)驗(yàn)對(duì)JD37復(fù)合微生物肥料的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了初步探索，這為該產(chǎn)品今后的市場(chǎng)推廣及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)一步的實(shí)踐應(yīng)用提供了重要的理論參考依據(jù).

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Effects of JD37 compund microbial fertilizer on the growth and quality of pakchoi，water spinach

ZHOU Chenhao，ZHAO Lei，JIN Qing，XIAO Ming
(Development Center of Plant Germplasm Resources，College of Life and Environmental Sciences，Shanghai Normal University，Shanghai 200234，China)

JD37 Compound microbial fertilizer was mainly made up of wormcast and one plant growth-promoting rhizobacteria strain JD37 screened by microbiology laboratory，which showed significant increase in growth of pakchoi and water spinach.In pot experiment test，pakchoi fresh weight increased 45.6%and water spinach fresh weight increased 45%compared with control group.In greenhouse cultivation test，pakchoi yield increased 18.2%and water spinach yield increased 107.4%compared with control group.The vegetable quality detection results showed that there was on significant difference between the content of ascorbic acid in both chemical fertilizer and compound microbial fertilizer group，soluble protein content increased significantly in compound microbial fertilizer group.The value of nitrite content in compound microbial fertilizer group was only half of chemical fertilizer group.The experiment results suggested that JD37 compound microbial fertilizer could reduce the nitrite content of vegetables simultaneously.The study lay a soild foundation for the further application of JD37 compound microbial fertilizer.

JD37 compound microbial fertilizer；growth promotion；wormcast；nitrite

Q 939.96

A

1000-5137(2015)06-0593-06

10.3969/J.ISSN.1000-5137.2015.06.003

(責(zé)任編輯：顧浩然，郁慧)

2014-12-25

上海市科委部分地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目(11440502300)

周晨昊，中國(guó)上海市徐匯區(qū)桂林路100號(hào)，上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，郵編：200234，E-mail：zhouch@shnu.edu.cn