朱元芳 徐永清 陳芾葳 馮艷忠 劉娣 李鳳蘭

摘要：以馬鈴薯脫毒苗生產(chǎn)微型薯為試驗(yàn)材料，探討了EM菌生物有機(jī)肥對(duì)其農(nóng)藝性狀、光合特性及微型薯產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，施用EM菌生物有機(jī)肥提高了馬鈴薯種苗的成活率，提高了其農(nóng)藝性狀，且EM菌生物有機(jī)肥l和EM菌生物有機(jī)肥2的施用分別使微型薯產(chǎn)量提高了57.6 %和21.9%。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;EM菌生物有機(jī)肥;農(nóng)藝特性;光合特性;產(chǎn)量和品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S532;S144.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（ 2020） 20-0046-05

D01：10.1408 8/j .cnki.issn0439-8114.2020.20.010

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

馬鈴薯是世界第三大糧食作物，含有豐富的膳食纖維、類(lèi)胡蘿卜素和抗壞血酸[1，2]。黑龍江省地處高緯度地區(qū)，晝夜溫差較大，生產(chǎn)的種薯質(zhì)量好。中國(guó)是世界馬鈴薯生產(chǎn)大國(guó)，馬鈴薯的種植面積居世界第一位[3]。黑龍江省是全國(guó)馬鈴薯的生產(chǎn)基地，自2014年以來(lái)，黑龍江省將大興安嶺等地作為馬鈴薯種薯的生產(chǎn)基地[4.5]。研究表明，運(yùn)用脫毒種薯進(jìn)行種植，產(chǎn)量最高可增加60%以上[6，7]。然而，目前由于種薯生產(chǎn)成本高，繁育體系不協(xié)調(diào)，薯農(nóng)積極性低，農(nóng)藥殘留等問(wèn)題嚴(yán)重影響馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)[8]。中國(guó)馬鈴薯種植面積占世界總面積的29.6%，但單產(chǎn)水平低于世界均產(chǎn)的15.6%[9]。

EM菌（Effective microorganisms）為有效微生物群的英文縮寫(xiě)，它是以光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌為主的10個(gè)屬80余種微生物復(fù)合而成的一種微生物活菌劑。EM菌生物有機(jī)肥是利用EM菌制劑發(fā)酵腐熟人畜糞便和糠殼秸稈等植物材料制成的有機(jī)肥。它能提高化肥的利用率，又能增加作物產(chǎn)量。楊永奎等[10]研究表明，施用EM菌有機(jī)肥能夠提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量。于志強(qiáng)等[11]研究表明，EM菌發(fā)酵的有機(jī)肥顯著提高黃瓜品質(zhì)。肥料是保障國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略物資，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[12]。當(dāng)前國(guó)家重視排污節(jié)能，EM菌生物有機(jī)肥的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)也是積極響應(yīng)政府的號(hào)召[13]。本研究以馬鈴薯脫毒苗生產(chǎn)微型薯為研究對(duì)象，為EM菌生物有機(jī)肥在未來(lái)的應(yīng)用和推廣提供實(shí)踐和理論依據(jù)，同時(shí)為馬鈴薯微型薯安全生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)企業(yè)增利、薯農(nóng)增收和農(nóng)業(yè)增效提供一個(gè)新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1植物材料馬鈴薯品種為尤金，馬鈴薯脫毒苗由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬鈴薯研究所提供。

1.1.2 EM菌生物有機(jī)肥制作 采用2種EM菌發(fā)酵有機(jī)肥，分別記為EM菌有機(jī)肥1和EM菌有機(jī)肥2，均為自制，其自制方法已申請(qǐng)專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)為ZL 2015 1 0292503.5n

1.1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫室內(nèi)進(jìn)行。采用EM菌發(fā)酵的有機(jī)肥作為基肥，其中EM菌生物有機(jī)肥1施肥量為220 g/m2（處理1），EM菌有機(jī)肥2施肥量為300 g/m2（處理2），以未施加肥料作為對(duì)照（CK）。基肥是在種苗前10 d撒入滅菌土中，與草木灰土混合均勻，加濕，7d后看到菌絲時(shí)（2015年5月8日）可以栽苗。每個(gè)小區(qū)設(shè)計(jì)為2.0 mx1.5 m，種植行株距為7 cmx7 cm。每個(gè)小區(qū)3次重復(fù)，隨機(jī)排列。

1.2 方法

1.2.1 生物有機(jī)肥的肥力檢測(cè) 自制的EM菌生物有機(jī)肥在發(fā)酵成熟后，需要對(duì)其進(jìn)行各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的檢測(cè)，確保其符合中國(guó)有機(jī)肥的施用標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測(cè)方法如下：有機(jī)質(zhì)的含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法[14];全氮的含量測(cè)定采用硫酸一水楊酸一催化劑消煮法[15];全磷的含量測(cè)定采用釩鉬黃比色法[16];全鉀的含量測(cè)定采用火焰光度法[14];通過(guò)烘箱烘干有機(jī)肥中水分含量的方法測(cè)定有機(jī)肥水分的含量;采用pH酸度計(jì)測(cè)定pH。

1.2.2 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯微型薯生產(chǎn)的影響在定植7d時(shí)，在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)抽取馬鈴薯植株10株，統(tǒng)計(jì)成活率、生根率。在定植10、20、30和40 d后在每個(gè)小區(qū)內(nèi)隨機(jī)抽取馬鈴薯植株10株，統(tǒng)計(jì)節(jié)間數(shù)、葉片數(shù);測(cè)量株高、節(jié)間長(zhǎng)度、莖粗。在2015年7月10日（記為馬鈴薯生長(zhǎng)期1）、7月20日（記為馬鈴薯生長(zhǎng)期2）分別對(duì)馬鈴薯葉片葉綠素含量進(jìn)行測(cè)定，采用馬鈴薯植株生長(zhǎng)點(diǎn)以下第3片葉子，按小區(qū)3次重復(fù)取樣，用95%乙醇分光光度法測(cè)定葉綠素含量。在馬鈴薯微型薯分別栽植120 d后對(duì)每個(gè)小區(qū)1.0 mx1.3 m的微型薯進(jìn)行采收，在采收后分別對(duì)每個(gè)小區(qū)內(nèi)的馬鈴薯微型薯塊莖進(jìn)行稱(chēng)重，并采用過(guò)篩法對(duì)馬鈴薯微型薯進(jìn)行分級(jí)。

按照馬鈴薯微型薯直徑大小分出馬鈴薯微型薯的級(jí)別，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：一級(jí)，微型薯>篩孔（篩的孔徑為6 cmx6 cm）;二級(jí)，微型薯>篩孔（篩的孔徑為5 cmx5 cm）;三級(jí)，微型薯>篩孔（篩的孔徑為4 cmx4cm）;四級(jí)，微型薯>篩孔（篩的孑L徑為3 cmx3 cm）;五級(jí)，微型薯>篩孔（篩的孔徑為2 cmx2 cm）;六級(jí)，微型薯>篩孔（篩的孔徑為1 cmxl cm）;七級(jí)，微型薯<篩孔（篩的孔徑為1 cmxl cm）。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)均采用辦公軟件Excel 2013進(jìn)行處理。采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 13.0進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 EM菌生物有機(jī)肥的檢測(cè)

中國(guó)生物有機(jī)肥的養(yǎng)分檢測(cè)現(xiàn)在執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為NY 884-2012[17]，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的有機(jī)肥成熟條件：水分在30%以下，氮、磷、鉀總養(yǎng)分含量在50 g/kg以上，pH 5.5-8.0，有機(jī)質(zhì)含量≥45%，達(dá)到上述指標(biāo)的屬于發(fā)酵成熟。本試驗(yàn)發(fā)酵的EM菌生物有機(jī)肥的肥料測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可以看出，2種有機(jī)肥中各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。

2.2 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯農(nóng)藝特性的影響

2.2.1 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯成苗率的影響由圖1可知，處理1的成苗率相對(duì)于CK提高了5.36%，但是沒(méi)有達(dá)到顯著差異。哈爾濱市在5月初晝夜溫差較大，會(huì)影響馬鈴薯的出苗率。表明施用有機(jī)肥可以有效提高栽培地地溫，因此，馬鈴薯脫毒苗的成活率得到提高。

2.2.2 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯生根率的影響不同處理對(duì)馬鈴薯微型薯生根率的影響見(jiàn)圖2。由圖2可以看出，處理2與CK相比生根率相差不大，處理l的生根率大于處理2和CK，提高率在10%以上，但是并無(wú)顯著差異。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度考慮，較多的生根數(shù)對(duì)馬鈴薯微型薯生產(chǎn)具有重要意義。

2.2.3 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯植株株高的影響 不同處理對(duì)馬鈴薯植株株高的影響如圖3所示。定植后馬鈴薯地上部分的增長(zhǎng)速度表現(xiàn)為慢一快一慢的趨勢(shì)，在整個(gè)調(diào)查期間，處理1、處理2的株高始終高于CK。在定植10 d時(shí)，馬鈴薯脫毒微型薯苗正處于緩苗期，各個(gè)處理的差異性并不顯著。定植20 d后，不同處理的馬鈴薯株高都明顯增加。在定植30 d時(shí)，馬鈴薯株高進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，表明這個(gè)時(shí)期植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷向上運(yùn)輸，保證植株快速生長(zhǎng)。此時(shí)，處理1、處理2的株高明顯高于CK，但差異不顯著。在定植40 d時(shí)，馬鈴薯的生長(zhǎng)趨勢(shì)略微變緩，此時(shí)馬鈴薯的營(yíng)養(yǎng)開(kāi)始主要供應(yīng)地下塊莖的生長(zhǎng)，各處理間差異不顯著，但處理1的株高要略高于處理2，與CK相比，處理l株高提高了16.0%，處理2株高提高了11.5%?？梢?jiàn)，EM菌生物有機(jī)肥可以提高馬鈴薯的株高。

2.2.4 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯植株莖粗的影響不同處理對(duì)馬鈴薯植株莖粗的影響如圖4所示。馬鈴薯的莖粗隨著定植時(shí)間增加而增加。在定植10 d和20 d時(shí)，馬鈴薯各個(gè)處理之間的莖粗并沒(méi)有顯著差異，莖粗大小表現(xiàn)為處理1>處理2>CK。在定植30 d時(shí)，馬鈴薯的莖粗在不同處理中表現(xiàn)出差異性，其莖粗大小仍然表現(xiàn)為處理1>處理2>CK，處理1與CK之間差異顯著，較CK提高了39.6%。在定植40 d時(shí)，處理1和處理2馬鈴薯的莖粗與CK之間差異顯著，處理1相對(duì)于CK顯著提高了40.5%。由此可知，EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯莖粗的影響較大。

2.2.5 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴著植株葉片數(shù)的影響不同處理對(duì)單株馬鈴薯植株葉片數(shù)的影響見(jiàn)圖5。由圖5可以看出，在定植10、20 d時(shí)，葉片數(shù)多少表現(xiàn)為處理1>處理2> CK，各處理之間并無(wú)顯著差異。在定植30 d時(shí)，所有處理的葉片數(shù)都達(dá)到整個(gè)生長(zhǎng)調(diào)查期間的最大值，處理2的葉片數(shù)顯著高于CK。與CK相比，處理l的葉片數(shù)提高了14.9%，處理2提高了20.2%。在定植40 d時(shí)，各個(gè)處理的葉片數(shù)相差較小，并無(wú)顯著差異。

2.2.6 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯植株莖節(jié)間長(zhǎng)度的影響不同處理對(duì)馬鈴薯植株節(jié)間長(zhǎng)度的影響如圖6所示，在定植10、20 d時(shí)，各個(gè)處理之間馬鈴薯植株節(jié)間長(zhǎng)度的差異不顯著;在定植30d時(shí)，處理1馬鈴薯植株節(jié)間長(zhǎng)度顯著高于處理2;在定植40 d時(shí)，處理1馬鈴薯植株節(jié)間長(zhǎng)度顯著高于CK。

2.3 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯葉片葉綠素含量的影響

由表2可以看出，馬鈴薯栽植75 d時(shí)的葉片葉綠素含量均高于65 d。在馬鈴薯栽植65 d時(shí)，處理2的葉綠素含量最高，與CK相比差異顯著。在馬鈴薯栽植75 d時(shí)，處理1的葉綠素含量最高，與CK相比差異顯著。

2.4 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯微型薯產(chǎn)量的影響

2.4.1 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯微型薯產(chǎn)量的影響產(chǎn)量是衡量肥料好壞最重要的指標(biāo)之一，是肥料能否進(jìn)行推廣的決定性指標(biāo)。由圖7可以看出，馬鈴薯微型薯的產(chǎn)量高低表現(xiàn)為處理1>處理2>CK。其中，處理1產(chǎn)量與CK之間差異顯著。與CK相比，處理1的產(chǎn)量提高了57.6%，處理2的產(chǎn)量提高了21.9%，由此可見(jiàn)，EM菌生物有機(jī)肥可以提高馬鈴薯微型薯的產(chǎn)量，且EM菌生物有機(jī)肥1的增產(chǎn)效果要好于EM菌生物有機(jī)肥2。

2.4.2 EM菌生物有機(jī)肥對(duì)馬鈴薯微型薯等級(jí)個(gè)數(shù)比率的影響不同處理對(duì)馬鈴薯微型薯個(gè)數(shù)比率的影響如圖8所示。處理1和處理2的1級(jí)至5級(jí)個(gè)數(shù)比率均高于CK。其中，處理1的3級(jí)微型薯個(gè)數(shù)比率顯著高于CK;而CK微型薯的6、7級(jí)微型薯比率顯著高于處理1和處理2，可見(jiàn)施用EM菌生物有機(jī)肥可以提高馬鈴薯大薯率。

3 討論

EM菌生物有機(jī)肥含有大量的有益微生物和氮、磷、鉀，不但為土壤提供直接的養(yǎng)分，還能產(chǎn)生一些如吲哚乙酸等能夠促進(jìn)馬鈴薯種薯根的生長(zhǎng)以及細(xì)胞分裂的代謝產(chǎn)物。張雪艷等[18]研究表明合理施用生物有機(jī)肥可促進(jìn)黃瓜生長(zhǎng)。本試驗(yàn)在馬鈴薯微型薯生產(chǎn)中施用了EM菌發(fā)酵有機(jī)肥，結(jié)果表明，各處理的馬鈴薯植株長(zhǎng)勢(shì)好于對(duì)照，且有機(jī)肥施用量對(duì)不同時(shí)期的馬鈴薯生產(chǎn)都存在影響，此試驗(yàn)結(jié)果與張雪艷等[18]的研究結(jié)論基本吻合。另一方面由于氣候的原因，在2年試驗(yàn)中脫毒苗存活率在各個(gè)處理中并不具有一致性，其主要原因可能是由于第一年種植時(shí)期氣溫相對(duì)較低，施用有機(jī)肥作為底肥發(fā)揮了增溫保苗的作用，而第二年氣溫相對(duì)較高，各個(gè)處理間的差異主要體現(xiàn)為個(gè)體差異，具體原因還有待于進(jìn)一步探究。

生物菌肥代謝的產(chǎn)物可以促進(jìn)作物的生長(zhǎng)、提高葉綠素含量，從而提高光合速率，有利于干物質(zhì)的積累。高文斌等[19]研究表明生物有機(jī)肥可以使黃瓜葉綠素含量有所增加;張彭良等[20]研究表明施用不同生物有機(jī)肥處理的小麥，其葉綠素含量均顯著高于CK。本研究結(jié)果表明，與CK相比，在施用EM菌生物有機(jī)肥后，不同處理的葉綠素含量均有所增加，說(shuō)明施肥影響了馬鈴薯微型薯的葉綠素含量，該結(jié)果同前人研究結(jié)果[ 19.20]具有一致性。生物有機(jī)肥有許多有益的微生物能夠改善土壤養(yǎng)分，增強(qiáng)土壤酶活性，而且還可以提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。王文麗等[21]研究表明生物有機(jī)肥料CSJ-I能顯著改善土壤肥力狀況，提高馬鈴薯生理指標(biāo)和產(chǎn)量。王永勝等[22]和楊夢(mèng)平等[23]研究表明有機(jī)肥具有更全面的營(yíng)養(yǎng)，有助于馬鈴薯增強(qiáng)抗病性，提高產(chǎn)量和商品薯率。岳超等[24]研究表明使用生物有機(jī)肥的成本低且高產(chǎn)高效。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用EM菌生物有機(jī)肥1，微型薯產(chǎn)量提高了57.6%，施用EM菌生物有機(jī)肥2，微型薯產(chǎn)量提高了21.9%，均提高了馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)效益。本研究所使用的EM菌生物有機(jī)肥均為自制，利用了農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)的廢棄物制作而成，成本低廉，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值全面豐富，對(duì)馬鈴薯前期生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高都有促進(jìn)的作用，在馬鈴薯生產(chǎn)中具有推廣普及價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：朱元芳（1989-），女，山東曹縣人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)橹参锓肿由飳W(xué)，（電話）13115419659（電子信箱）1716227340@qq.com;通信作者，李鳳蘭（1973-），女，副教授，博士，主要從事植物分子生物學(xué)研究，（電子信箱）lflan715@163.com;劉娣（1963-），女，研究員，博士，主要從事動(dòng)物遺傳育種與繁殖的工作，（電子信箱）liudil963@163.com。