呂丹蕾,盧興霞,邵玉慧,張衛(wèi)華
(1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院,天津 300384;2.天津市農(nóng)村社會(huì)事業(yè)發(fā)展服務(wù)中心,天津300384)
植物酵素又稱為植物發(fā)酵液(Plant Fermented Extract,PFE),是以新鮮植物經(jīng)加工加入碳源,再添加酵母菌、乳酸菌等發(fā)酵菌株進(jìn)行發(fā)酵或天然發(fā)酵而形成含有豐富的糖類、有機(jī)酸、礦物質(zhì)成分的混合發(fā)酵液。酵素類飲品因其具有保健價(jià)值,而風(fēng)靡于日本及我國臺(tái)灣等地區(qū),受到當(dāng)?shù)厝藗兊膹V泛青睞。隨著研究的深入,植物酵素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用研究報(bào)道也逐漸增加。例如酵素可以增加土壤營養(yǎng)物質(zhì),改善土壤結(jié)構(gòu),降低栽培作物病蟲危害,促進(jìn)作物生長等[1]。本文總結(jié)了植物酵素對(duì)蔬菜作物生長、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面的影響,以期為進(jìn)一步拓展植物酵素在蔬菜生產(chǎn)方面的研究及應(yīng)用提供借鑒。
在我國,應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的植物酵素制作方式一般為水、果蔬等植物材料、糖按相應(yīng)比例混合攪拌,倒入密閉塑料容器中,置于無陽光照射處進(jìn)行天然發(fā)酵。待混合液體呈黃色,有刺激性氣味時(shí)發(fā)酵完成。
使用不同物質(zhì)和時(shí)間制作出的酵素所含活性成分有所不同,應(yīng)用后效果也不相同[2]。已有多位研究者開展了不同配方酵素對(duì)作物效應(yīng)的研究。覃葉欣[1]用番茄、茄子、辣椒為原料,試驗(yàn)了 7個(gè)植物酵素配方,結(jié)果表明,茄子為原料,稀釋1000倍的配方最有利于西瓜幼苗生長,且可有效提高西瓜幼苗對(duì)枯萎病抗性。朱麗梅等[3]將大蒜酵素與水果果皮酵素同時(shí)應(yīng)用于蔬菜病害防治,結(jié)果表明,大蒜酵素稀釋比例為 1∶10時(shí)對(duì)黃瓜霜霉病和白粉病防治效果分別達(dá)到79.24%和89.15%,1∶30 的大蒜酵素對(duì)番茄葉霉病防治有效率達(dá)到 82.55%。采用孔雀草、紫蘇、神香草、薄荷、香矢車菊等芳香類植物地上部分為材料制作植物酵素,應(yīng)用于梨樹時(shí),可有效提高梨的品質(zhì)并且對(duì)黑星病、輪紋病、腐爛病防治效果顯著[4],對(duì)蘋果進(jìn)行葉面噴施可促進(jìn)植株生長,增加葉面積,提高葉綠素含量,提高單果重、果實(shí)可溶性固形物含量及Vc含量。張立超[5]報(bào)道利用茄子皮、黃瓜皮等廚余垃圾制成的酵素可有效改善鹽堿地理化性質(zhì)。
施用植物酵素可提高土壤肥力,并有效改善鹽堿化土壤理化性質(zhì)[6]。濱海鹽堿性土壤施用600倍環(huán)保酵素5~6周后,土壤內(nèi)全磷含量增幅最高。施用800倍環(huán)保酵素改良5~6周后,土壤內(nèi)有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量增幅最高[5]。土壤施用竹葉酵素后,土壤pH值降低,EC值升高,土壤中磷、鐵、鈣等養(yǎng)分元素有效性提高,速效鉀含量上升[6]。楊園媛等[7]研究表明,甘藍(lán)栽培前土壤施用酵素,土壤中的速效鉀含量增加了17.08%,速效氮的含量顯著增加,但對(duì)速效磷含量沒有顯著影響。
植物酵素中含有的營養(yǎng)元素及多種活性成分,可有效促進(jìn)蔬菜作物的營養(yǎng)生長。李潔等[8]研究表明,用1000倍和2000倍植物酵素稀釋液處理辣椒,可使辣椒平均植株高度增加 6.3 cm和 13.0 cm。將植物酵素應(yīng)用于黃瓜時(shí),可顯著提高黃瓜植株莖粗、株高和葉片數(shù)[9]。將茄果植物酵素施用在西瓜上,能夠有效促進(jìn)西瓜幼苗生長,幼苗株高、莖粗、根長、干重等均顯著增加[1]。馬瑞麗[10]報(bào)道黃瓜酵素和番茄酵素均能促進(jìn)番茄幼苗的株高生長,其中500倍番茄酵素顯著增加番茄株高,750倍番茄酵素顯著提高番茄的根冠比,但黃瓜酵素與番茄酵素對(duì)番茄幼苗莖粗無顯著影響。普燕爽等[11]研究不同濃度環(huán)保酵素對(duì)朝天椒生長影響發(fā)現(xiàn),施用750倍環(huán)保酵素的植株平均高度最高,開花結(jié)果數(shù)量最多。陶津等[12]研究也顯示施用濃度1∶750的酵素,可顯著提高辣椒株高,同時(shí)病蟲害數(shù)量最少。施用植物酵素不僅加快洋蔥長勢(shì),更能使洋蔥直徑顯著增加。
植物酵素可有效促進(jìn)蔬菜作物根系生長,使其呼吸作用加快,促進(jìn)養(yǎng)分吸收,提高光合效率,作物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)積累增加,抵御外界能力顯著增強(qiáng)。朱麗梅等[3]研究了將大蒜酵素在染病蔬菜作物上的應(yīng)用效果,研究表明10倍大蒜酵素濃度對(duì)黃瓜霜霉病和黃瓜白粉病防治效果最好,30倍大蒜酵素對(duì)番茄葉霉病防治效果最好。歐陽傳德等[13]研究表明,將大蒜酵素稀釋成不同的濃度,可用于防止草莓的病害,結(jié)果表明10倍濃度大蒜酵素防治白粉病和灰霉病有效率達(dá)85.92%和80.12%,效果顯著。覃葉欣[1]報(bào)道茄果類酵素配方可有效抑制黃瓜幼苗的枯萎病。對(duì)朝天椒施用750倍環(huán)保酵素可促進(jìn)土壤中氮、磷的釋放,提高朝天椒養(yǎng)分吸收能力[11]。推測(cè)植物發(fā)酵過程中產(chǎn)生酶和有益菌,可促進(jìn)植物吸收,進(jìn)而改善植物生理指標(biāo),具有增強(qiáng)植物抗性的作用。
施用植物酵素可有效提升植物的生產(chǎn)效率,減少物質(zhì)消耗,增加產(chǎn)量。在菜豆栽培過程中施用植物酵素,可明顯增加菜豆的豆莢數(shù),顯著提高單果重,提高菜豆產(chǎn)量大約12.58%~17.69%[14]。植物酵素可顯著增加葉菜類產(chǎn)量,如菠菜、油菜等增產(chǎn)15.4%~46%,對(duì)莧菜施用酵素,產(chǎn)量增加17.7%。施用酵素顯著增加黃瓜產(chǎn)量23.49%,同時(shí)有利于減少有機(jī)肥的施用[15]。施用1000倍茄果類酵素,可使青椒增產(chǎn)7.86%。對(duì)洋蔥這類根莖蔬菜,噴施酵素增產(chǎn)率為55.6%。陳燕平等[16]對(duì)茄子和辣椒噴施600倍液和400倍液后,二者產(chǎn)量增加達(dá)到顯著水平。
蔬菜品質(zhì)主要是由可溶性糖、可溶性酸、蛋白質(zhì)、Vc、硝酸鹽的含量,以及病蟲害情況決定的。大量研究表明,施用植物酵素會(huì)提升蔬菜內(nèi)的Vc、蛋白質(zhì)、可溶性糖等指標(biāo),使蔬菜內(nèi)物質(zhì)積累增多,果實(shí)生長飽滿,數(shù)量增多,品質(zhì)優(yōu)良。黃興學(xué)等[14]研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)植物酵素處理過的莧菜,可使Vc、粗蛋白、可溶性糖含量顯著高于未施用植物酵素的處理。與韭菜相似,用200倍液每7 d噴施1次,品質(zhì)顯著提升。根據(jù)李潔等[8]的研究,植物酵素還含有多種氨基酸、多酚以及微量元素,可提高植物自身抵抗力,減少黃瓜病蟲害的發(fā)生,減少農(nóng)藥的施用。用植物酵素噴施青椒,可增加果實(shí)中Vc含量的積累。研究結(jié)果表明,用植物酵素代替化肥,可以使甘藍(lán)的可溶性糖含量增加5.05%~16.41%,可溶性蛋白質(zhì)含量增加11.48%~44.26%[9]。
植物酵素憑借其環(huán)保、無污染、無添加、富含營養(yǎng)和多種活性成分而備受歡迎,近些年在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛。植物酵素可以改良土壤,提高作物地下部分的吸收能力,促進(jìn)作物地上部分的抗性,增強(qiáng)光合作用和呼吸作用,從而使作物的產(chǎn)量、品質(zhì)得到提升。植物酵素是一個(gè)自主發(fā)酵的過程,存在兩方面不確定,首先在發(fā)酵過程中會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng),各組分發(fā)生的變化復(fù)雜;其次,不同原料的植物酵素和不同發(fā)酵時(shí)間,功能效用差距很大,可根據(jù)作物的需求選擇制作原料。
目前,雖然植物酵素對(duì)蔬菜作物生長發(fā)育影響的研究報(bào)道漸多,但研究范圍仍存在局限性。筆者認(rèn)為,今后可加強(qiáng)3個(gè)方面應(yīng)用研究工作:一是研究不同原材料植物酵素配方與制作方法對(duì)特定蔬菜作物生長、發(fā)育、結(jié)果等各環(huán)節(jié)的影響;二是拓寬植物酵素原料來源,可著重研究利用廚余垃圾或果蔬廢棄物進(jìn)行制作植物酵素,不僅節(jié)省自然資源、避免污染環(huán)境,還可以減少使用成品、利于發(fā)展環(huán)保農(nóng)業(yè);三是植物酵素制作規(guī)程優(yōu)化研究,可顯著提高其生產(chǎn)效率。