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)微型薯為試驗材料，探討了EM菌生物有機肥對其農(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菌生物有機肥l和EM菌生物有機肥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菌生物有機肥;農(nóng)藝特性;光合特性;產(chǎn)量和品質(zhì)

中圖分類號：S532;S144.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（ 2020） 20-0046-05

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

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（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。中國是世界馬鈴薯生產(chǎn)大國，馬鈴薯的種植面積居世界第一位[3]。黑龍江省是全國馬鈴薯的生產(chǎn)基地，自2014年以來，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)藥殘留等問題嚴(yán)重影響馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)[8]。中國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，它是以光合細(xì)菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌為主的10個屬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菌有機肥能夠提高煙葉產(chǎn)質(zhì)量。于志強等[11]研究表明，EM菌發(fā)酵的有機肥顯著提高黃瓜品質(zhì)。肥料是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略物資，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[12]。當(dāng)前國家重視排污節(jié)能，EM菌生物有機肥的生產(chǎn)開發(fā)也是積極響應(yīng)政府的號召[13]。本研究以馬鈴薯脫毒苗生產(chǎn)微型薯為研究對象，為EM菌生物有機肥在未來的應(yīng)用和推廣提供實踐和理論依據(jù)，同時為馬鈴薯微型薯安全生產(chǎn)、實現(xiàn)企業(yè)增利、薯農(nóng)增收和農(nóng)業(yè)增效提供一個新的思路。

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菌生物有機肥制作 采用2種EM菌發(fā)酵有機肥，分別記為EM菌有機肥1和EM菌有機肥2，均為自制，其自制方法已申請專利，專利號為ZL 2015 1 0292503.5n

1.1.3試驗設(shè)計試驗在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫室內(nèi)進(jìn)行。采用EM菌發(fā)酵的有機肥作為基肥，其中EM菌生物有機肥1施肥量為220 g/m2（處理1），EM菌有機肥2施肥量為300 g/m2（處理2），以未施加肥料作為對照（CK）?；适窃诜N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（2015年5月8日）可以栽苗。每個小區(qū)設(shè)計為2.0 mx1.5 m，種植行株距為7 cmx7 cm。每個小區(qū)3次重復(fù)，隨機排列。

1.2 方法

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

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

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

1.3 統(tǒng)計分析

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菌生物有機肥的檢測

中國生物有機肥的養(yǎng)分檢測現(xiàn)在執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為NY 884-2012[17]，國家標(biāo)準(zhǔn)要求的有機肥成熟條件：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，有機質(zhì)含量≥45%，達(dá)到上述指標(biāo)的屬于發(fā)酵成熟。本試驗發(fā)酵的EM菌生物有機肥的肥料測定結(jié)果見表1。由表1可以看出，2種有機肥中各項營養(yǎng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。

2.2 EM菌生物有機肥對馬鈴薯農(nóng)藝特性的影響

2.2.1 EM菌生物有機肥對馬鈴薯成苗率的影響由圖1可知，處理1的成苗率相對于CK提高了5.36%，但是沒有達(dá)到顯著差異。哈爾濱市在5月初晝夜溫差較大，會影響馬鈴薯的出苗率。表明施用有機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菌生物有機肥對馬鈴薯生根率的影響不同處理對馬鈴薯微型薯生根率的影響見圖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)對馬鈴薯微型薯生產(chǎn)具有重要意義。

2.2.3 EM菌生物有機肥對馬鈴薯植株株高的影響 不同處理對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速度表現(xiàn)為慢一快一慢的趨勢，在整個調(diào)查期間，處理1、處理2的株高始終高于CK。在定植10 d時，馬鈴薯脫毒微型薯苗正處于緩苗期，各個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，馬鈴薯株高進(jìn)入快速增長期，表明這個時期植物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)不斷向上運輸，保證植株快速生長。此時，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，馬鈴薯的生長趨勢略微變緩，此時馬鈴薯的營養(yǎng)開始主要供應(yīng)地下塊莖的生長，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%?？梢姡珽M菌生物有機肥可以提高馬鈴薯的株高。

2.2.4 EM菌生物有機肥對馬鈴薯植株莖粗的影響不同處理對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間增加而增加。在定植10 d和20 d時，馬鈴薯各個處理之間的莖粗并沒有顯著差異，莖粗大小表現(xiàn)為處理1>處理2>CK。在定植30 d時，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，處理1和處理2馬鈴薯的莖粗與CK之間差異顯著，處理1相對于CK顯著提高了40.5%。由此可知，EM菌生物有機肥對馬鈴薯莖粗的影響較大。

2.2.5 EM菌生物有機肥對馬鈴著植株葉片數(shù)的影響不同處理對單株馬鈴薯植株葉片數(shù)的影響見圖5。由圖5可以看出，在定植10、20 d時，葉片數(shù)多少表現(xiàn)為處理1>處理2> CK，各處理之間并無顯著差異。在定植30 d時，所有處理的葉片數(shù)都達(dá)到整個生長調(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，各個處理的葉片數(shù)相差較小，并無顯著差異。

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

2.3 EM菌生物有機肥對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時的葉片葉綠素含量均高于65 d。在馬鈴薯栽植65 d時，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，處理1的葉綠素含量最高，與CK相比差異顯著。

2.4 EM菌生物有機肥對馬鈴薯微型薯產(chǎn)量的影響

2.4.1 EM菌生物有機肥對馬鈴薯微型薯產(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，EM菌生物有機肥可以提高馬鈴薯微型薯的產(chǎn)量，且EM菌生物有機肥1的增產(chǎn)效果要好于EM菌生物有機肥2。

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

3 討論

EM菌生物有機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肥可促進(jìn)黃瓜生長。本試驗在馬鈴薯微型薯生產(chǎn)中施用了EM菌發(fā)酵有機肥，結(jié)果表明，各處理的馬鈴薯植株長勢好于對照，且有機肥施用量對不同時期的馬鈴薯生產(chǎn)都存在影響，此試驗結(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年試驗中脫毒苗存活率在各個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期氣溫相對較低，施用有機肥作為底肥發(fā)揮了增溫保苗的作用，而第二年氣溫相對較高，各個處理間的差異主要體現(xiàn)為個體差異，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、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菌生物有機肥后，不同處理的葉綠素含量均有所增加，說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。生物有機肥有許多有益的微生物能夠改善土壤養(yǎng)分，增強土壤酶活性，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]和楊夢平等[23]研究表明有機肥具有更全面的營養(yǎng)，有助于馬鈴薯增強抗病性，提高產(chǎn)量和商品薯率。岳超等[24]研究表明使用生物有機肥的成本低且高產(chǎn)高效。本試驗結(jié)果表明，施用EM菌生物有機肥1，微型薯產(chǎn)量提高了57.6%，施用EM菌生物有機肥2，微型薯產(chǎn)量提高了21.9%，均提高了馬鈴薯的經(jīng)濟效益。本研究所使用的EM菌生物有機肥均為自制，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，營養(yǎng)價值全面豐富，對馬鈴薯前期生長和產(chǎn)量的提高都有促進(jìn)的作用，在馬鈴薯生產(chǎn)中具有推廣普及價值。

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作者簡介：朱元芳（1989-），女，山東曹縣人，在讀碩士研究生，研究方向為植物分子生物學(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，主要從事動物遺傳育種與繁殖的工作，（電子信箱）liudil963@163.com。