張明李明楊龍偉邵艷華程啟東楊逢春

(1. 廣東藥科大學(xué)中藥學(xué)院，廣東廣州 510006；2. 國(guó)家中醫(yī)藥管理局嶺南藥材生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510006；3. 宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)學(xué)院，四川宜賓 644003)

穿心蓮Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees為爵床科穿心蓮屬植物，廣泛分布于我國(guó)福建、廣東、廣西、海南、云南等地[1]，具有清熱解毒、涼血消腫等功效，臨床上多用于呼吸道感染、急性菌痢、腸胃炎、感冒發(fā)熱、高血壓等疾病的治療，作為抗菌作用顯著的中藥越來(lái)越受到醫(yī)藥界的關(guān)注[2]。 穿心蓮為喜肥植物，但長(zhǎng)期大量施用化肥，既對(duì)其藥材質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，也會(huì)加重土壤酸化[3]和鹽漬化[4]，從而間接引起穿心蓮病害發(fā)生。 因此，實(shí)現(xiàn)穿心蓮的生態(tài)種植，是保證藥材質(zhì)量、藥材安全可控和保障穿心蓮相關(guān)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

生物有機(jī)肥包含有機(jī)質(zhì)和微生物，能夠改善土壤生態(tài)環(huán)境、提高土壤肥力，施用后能夠提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[5]，且有機(jī)肥替代化肥還能降低土壤環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)和提高肥料利用率[6]。 枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)具有發(fā)達(dá)的分泌系統(tǒng)和較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性[7]，可以改變根區(qū)土壤細(xì)菌和真菌的豐富度和多樣性，提高作物品質(zhì)[8]，在作物栽培中發(fā)揮著重要作用[9]，其分泌物可加速氮磷鉀的礦化與釋放，使土壤中脲酶、蛋白酶和蔗糖酶等的活性加強(qiáng)，分解殘留的農(nóng)藥，使氮磷鉀的礦化與釋放速度加快，從而增加土壤養(yǎng)分，因此其在土壤鹽漬化、重金屬污染和有機(jī)物污染治理方面具有重要作用[10]。

本試驗(yàn)利用盆栽方法，研究生物有機(jī)肥、枯草芽孢桿菌及生物有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌對(duì)穿心蓮生長(zhǎng)、有效成分含量及土壤理化性質(zhì)的影響，以期為穿心蓮的生態(tài)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

穿心蓮種子:采自廣東省英德市大灣鎮(zhèn)，經(jīng)廣東藥科大學(xué)中藥學(xué)院藥用植物系李明教授鑒定為爵床科植物穿心蓮Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees 種子。

園土:來(lái)自廣東藥科大學(xué)大學(xué)城主校區(qū)中藥學(xué)院藥圃，曬干碾碎，去掉石塊、草根等，過(guò)60 目篩備用。

營(yíng)養(yǎng)土:購(gòu)自廣州市荔灣區(qū)榮豐園藝經(jīng)營(yíng)店，主要由泥炭、椰糠、珍珠巖、牛糞肥等配比而成。

蛭石:粒徑3～6 mm。

育苗土:園土過(guò)4 號(hào)篩，再將園土、營(yíng)養(yǎng)土、蛭石按3∶1∶1 的比例混勻而成。

移栽土:將園土、營(yíng)養(yǎng)土、蛭石按2∶1∶1 的比例混勻而成。

生物有機(jī)肥:由發(fā)酵雞糞、含腐殖質(zhì)的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與多種活性有益功能菌種復(fù)合而成。

枯草芽孢桿菌:購(gòu)自君德生物科技公司，有效活菌數(shù)≥200 億個(gè)/g 。

化肥:購(gòu)自云南云天化股份有限公司的復(fù)合肥料(N-P2O5-K2O＝15-5-25)。

育苗盆:上口徑60 mm，下口徑28 mm，深度53 mm。 種植盆:上口徑170 mm，下口徑115 mm，深度150 mm。

1.2 盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021年6—11月在廣東藥科大學(xué)大學(xué)城校園自制溫棚內(nèi)進(jìn)行。 共設(shè)7個(gè)施肥處理。其中，CK:不施肥；HF:化肥(1.125 g/kg 土)；OF:有機(jī)肥(10.5 g/kg 土)；BOL:有機(jī)肥(10.5 g/kg土)+枯草芽孢桿菌(0.5 mg/kg 土)；BOM:有機(jī)肥(10.5 g/kg 土)+枯草芽孢桿菌(1.0 mg/kg 土)；BOH:有機(jī)肥(10.5 g/kg 土)+枯草芽孢桿菌(1.5 mg/kg 土)；BS:枯草芽孢桿菌(1.0 mg/kg 土)。

1.3 施肥方法

HF 處理:即移栽10 天時(shí)施化肥0.125 g/kg土，移栽40、70 天時(shí)各施化肥0.5 g/kg 土。 化肥用250 mL 水溶解后澆灌到植株周圍土壤中。

OF 處理:移栽時(shí)按試驗(yàn)設(shè)計(jì)施用量將有機(jī)肥摻混入移栽土中，共施肥1 次。

BOL、BOM、BOH 處理:移栽時(shí)按試驗(yàn)設(shè)計(jì)施用量將有機(jī)肥與移栽土混合，移栽后10 天將枯草芽孢桿菌肥按菌水比1 ∶50 混勻，淋澆在盆栽植株周圍表土上，BOL、BOM、BOH 處理分別施加枯草芽孢桿菌0.50、1.0、1.5 mg/kg 土，保持土壤濕潤(rùn)；移栽40、70 天時(shí)同方法同用量再各施1 次枯草芽孢桿菌肥。

BS 處理:將枯草芽孢桿菌肥按菌水比1 ∶50混勻，淋澆在盆栽穿心蓮植株周圍表土上，施加量為1.0 mg/kg 土，保持土壤濕潤(rùn)，移栽10、40、70天時(shí)各施1 次。

1.4 穿心蓮植株培育

育苗:挑選籽粒飽滿、大小一致的穿心蓮種子包裹于紗布中，流水沖洗，浸泡24 h。 將育苗土置于育苗盆中，用自來(lái)水充分澆透，將預(yù)先處理好的穿心蓮種子與少量曬干的河沙揉搓均勻后穴播于育苗盆中。

移栽:穿心蓮幼苗長(zhǎng)至6 片真葉時(shí)，將長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移至種植盆中。 每盆裝移栽土2 kg，栽苗1 株，每處理12 株。 按時(shí)澆水，保持土壤濕潤(rùn)。

取穿心蓮苗期(移栽20 天)、快速生長(zhǎng)期(移栽50 天)、始花期(移栽80 天)植株，檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。

1.5 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.5.1 農(nóng)藝性狀測(cè)定 株高、莖粗、鮮重:采用生測(cè)法。 葉面積:用葉面積測(cè)量?jī)x(YMJ-C)測(cè)定同株上中下各部位的葉片面積，每株共測(cè)10 片，取平均值。 葉綠素含量:每處理用葉綠素測(cè)定儀(SPAD-502Plus)隨機(jī)測(cè)定10 片葉的葉綠素含量(SPAD)，取平均值。

1.5.2 有效成分含量測(cè)定 穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、14-去氧穿心蓮內(nèi)酯、脫水穿心蓮內(nèi)酯的提取及含量測(cè)定參考《中華人民共和國(guó)藥典》[11]的方法進(jìn)行。

1.5.3 根際土壤樣品收集及測(cè)定 根際土壤收集:隨機(jī)輕輕拔出3 株穿心蓮全株，將附在根系上的土壤抖落并收集到自封袋中混勻。 土壤pH 值和有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量測(cè)定參考魯如坤[12]的方法:土壤pH 值測(cè)定采用電位法，有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法，全氮含量測(cè)定采用凱氏定氮法，堿解氮含量測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法，有效磷含量測(cè)定采用鉬銻抗比色法，速效鉀含量測(cè)定采用火焰光度法。 土壤蔗糖酶(S-SC)活性、過(guò)氧化氫酶(CAT)活性測(cè)定也參考魯如坤[12]的方法。 參考程麗娟等[13]的方法測(cè)定根際土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量。

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2016 和SPSS 17.0 軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、作圖和One-Way ANOVA分析、Duncan’s 法比較及Pearson 相關(guān)性分析(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理穿心蓮農(nóng)藝性狀表現(xiàn)與分析

2.1.1 穿心蓮地上部鮮重由圖1 可見(jiàn)，3個(gè)生長(zhǎng)期中有機(jī)肥與枯草芽孢桿菌配施處理(BOL、BOM 和BOH)穿心蓮的單株地上部鮮重均高于對(duì)照(CK)及單施化肥(HF)、單施有機(jī)肥(OF)、單施枯草芽孢桿菌處理(BS)，并隨枯草芽孢桿菌施用量增加而增加。 綜合比較穿心蓮地上部鮮重看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞對(duì)照。

圖1 不同處理穿心蓮地上部鮮重

2.1.2 穿心蓮根重由圖2 可見(jiàn)，苗期有機(jī)肥配施低量、中量枯草芽孢桿菌處理(BOL 和BOM)，快速生長(zhǎng)期有機(jī)肥配施低量、高量枯草芽孢桿菌處理(BOH)，始花期有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理穿心蓮的單株根重高于其它3個(gè)單施處理(HF、OF 和BS)及CK。 綜合分析穿心蓮根重看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞化肥處理＞對(duì)照。

圖2 不同處理穿心蓮根重

2.1.3 穿心蓮株高由圖3 可見(jiàn)，苗期各處理穿心蓮株高與對(duì)照沒(méi)有顯著差異。 始花期，有機(jī)肥配施中量、高量枯草芽孢桿菌處理(BOM 和BOH)穿心蓮株高與對(duì)照、單施枯草芽孢桿菌處理(BS)差異顯著。 單施枯草芽孢桿菌肥處理穿心蓮株高在不同生長(zhǎng)期較對(duì)照均無(wú)顯著差異。 始花期單施化肥(HF)、單施有機(jī)肥處理(OF)對(duì)株高的效果較苗期、快速生長(zhǎng)期顯著，但與有機(jī)肥配施中量、高量枯草芽孢桿菌處理比較沒(méi)有顯著差異。 綜合比較穿心蓮株高看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞化肥處理＞對(duì)照。

圖3 不同處理穿心蓮株高

2.1.4 穿心蓮葉面積由圖4 可見(jiàn)，不同生長(zhǎng)期各處理穿心蓮葉面積除單施枯草芽孢桿菌處理(BS)外均顯著高于對(duì)照，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)穿心蓮葉面積均顯著高于單施化肥(HF)、單施枯草芽孢桿菌肥處理(BS)。 綜合比較穿心蓮葉面積看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞對(duì)照。

圖4 不同處理穿心蓮葉面積

2.1.5 穿心蓮葉片葉綠素含量由圖5 可見(jiàn)，苗期各處理間穿心蓮葉片葉綠素含量均無(wú)顯著差異。 快速生長(zhǎng)期有機(jī)肥配施高濃度枯草芽孢桿菌處理(BOH)，始花期有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)穿心蓮葉片葉綠素含量較對(duì)照、單施化肥(HF)、單施枯草芽孢桿菌處理(BS)均顯著增加，始花期有機(jī)肥配施高濃度枯草芽孢桿菌處理穿心蓮葉片的葉綠素含量較單施有機(jī)肥處理(OF)也顯著增加。 綜合比較穿心蓮葉片葉綠素含量看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞對(duì)照。

圖5 不同處理穿心蓮葉片葉綠素含量

2.1.6 穿心蓮單株平均葉片數(shù)由圖6 可見(jiàn)，苗期各處理穿心蓮單株平均葉片數(shù)均無(wú)顯著差異。快速生長(zhǎng)期和始花期有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)單株平均葉片數(shù)均顯著高于對(duì)照、單施化肥(HF)及單施枯草芽孢桿菌處理(BS)。 快速生長(zhǎng)期有機(jī)肥配施中量、高量枯草芽孢桿菌處理(BOM 和BOH)穿心蓮平均單株葉片數(shù)較對(duì)照、單施枯草芽孢桿菌、單施化肥、單施有機(jī)肥處理(OF)均顯著增加。 始花期有機(jī)肥配施低量、中量、高量枯草芽孢桿菌處理的單株平均葉片數(shù)較對(duì)照分別增加122. 91%、125. 00% 和131.48%。綜合比較穿心蓮平均單株葉片數(shù)看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞對(duì)照。

圖6 不同處理穿心蓮單株平均葉片數(shù)

2.2 不同處理穿心蓮有效成分含量分析

圖7顯示，各處理穿心蓮14-去氧穿心蓮內(nèi)酯含量較對(duì)照均顯著降低。 有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、脫水穿心蓮內(nèi)酯和穿心蓮總內(nèi)酯含量較對(duì)照、單施化肥(HF)及單施有機(jī)肥(OF)均顯著增加。 綜合比較看出，各處理對(duì)穿心蓮內(nèi)酯含量的影響:有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞對(duì)照；對(duì)新穿心蓮內(nèi)酯含量的影響:有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞化肥處理＞對(duì)照；對(duì)14-去氧穿心蓮內(nèi)酯含量的影響:對(duì)照＞有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理；對(duì)脫水穿心蓮內(nèi)酯含量的影響:有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞對(duì)照；對(duì)穿心蓮總內(nèi)酯含量的影響:有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞對(duì)照＞化肥處理。

圖7 不同處理穿心蓮始花期有效成分含量

2.3 不同處理穿心蓮根際土壤理化性質(zhì)分析

由表1 可以看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)穿心蓮根際土壤的理化性質(zhì)各指標(biāo)值均顯著高于對(duì)照，其土壤pH 值和全氮、有效磷、速效鉀含量也高于單施化肥(HF)、單施有機(jī)肥(OF) 和單施枯草芽孢桿菌處理(BS)。 有機(jī)肥配施低量、中量枯草芽孢桿菌處理根際土壤的有機(jī)質(zhì)含量顯著高于單施化肥、單施有機(jī)肥和單施枯草芽孢桿菌處理。 有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理根際土壤堿解氮含量顯著高于單施有機(jī)肥和單施枯草芽孢桿菌處理。

2.4 不同處理穿心蓮始花期根際土壤酶活性分析

2.4.1 根際土壤蔗糖酶活性由圖8A 可見(jiàn)，始花期有機(jī)肥配施高量枯草芽孢桿菌處理(BOH)根際土壤的蔗糖酶活性顯著高于其它處理。 對(duì)穿心蓮根際土壤蔗糖酶活性的影響表現(xiàn)為:有機(jī)肥配施高劑量枯草芽孢桿菌處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞化肥處理＞有機(jī)肥配施中量枯草芽孢桿菌處理＞對(duì)照＞有機(jī)肥處理＞有機(jī)肥配施低量枯草芽孢桿菌處理。

圖8 不同處理始花期穿心蓮根際土壤蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶活性

2.4.2 根際土壤過(guò)氧化氫酶活性由圖8B 可見(jiàn)，始花期各處理穿心蓮根際土壤過(guò)氧化氫酶活性均顯著高于對(duì)照，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)的土壤過(guò)氧化氫酶活性隨枯草芽孢桿菌濃度的增加而升高，且均顯著高于單施化肥(HF)、單施枯草芽孢桿菌處理(BS)，有機(jī)肥配施中量、高量枯草芽孢桿菌肥處理的土壤過(guò)氧化氫酶活性也顯著高于單施有機(jī)肥處理(OF)。 各處理對(duì)穿心蓮根際土壤過(guò)氧化氫酶活性的影響為:有機(jī)肥配施高量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施中量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施低量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞對(duì)照。

2.5 不同處理穿心蓮始花期根際土壤細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量分析

由表2 可以看出，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)穿心蓮根際土壤的細(xì)菌數(shù)量隨枯草芽孢桿菌施加量增多而升高，均顯著高于對(duì)照、單施化肥(HF)和單施有機(jī)肥處理(OF)，有機(jī)肥配施中量、高量枯草芽孢桿菌處理顯著高于單施枯草芽孢桿菌處理(BS)。 綜合比較根際土壤細(xì)菌數(shù)量看出，有機(jī)肥配施高量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施中量枯草芽孢桿菌處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施低量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞化肥處理＞對(duì)照。

表2 不同處理穿心蓮根際土壤微生物數(shù)量

有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理根際土壤真菌數(shù)量較對(duì)照、單施化肥和單施枯草芽孢桿菌處理顯著降低，且低于單施有機(jī)肥處理。 綜合比較根際土壤真菌數(shù)量看出，化肥處理＞對(duì)照＞單施枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞有機(jī)肥配施低量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施中量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施高量枯草芽孢桿菌處理。

有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理根際土壤的放線菌數(shù)量較對(duì)照、單施化肥、單施有機(jī)肥和單施枯草芽孢桿菌處理均顯著升高。 綜合比較根際土壤放線菌數(shù)量看出，有機(jī)肥配施中量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施低量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥配施高量枯草芽孢桿菌處理＞有機(jī)肥處理＞單施枯草芽孢桿菌處理＞化肥處理＞對(duì)照。

2.6 相關(guān)性分析

2.6.1 根際土壤理化性質(zhì)與穿心蓮有效成分、不同時(shí)期地上部鮮重的相關(guān)性分析苗期、快速生長(zhǎng)期、始花期的穿心蓮地上部鮮重與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量均呈顯著正相關(guān)。 穿心蓮內(nèi)酯含量與土壤pH 值呈顯著正相關(guān)，脫水穿心蓮內(nèi)酯含量與全氮、有效磷含量呈顯著正相關(guān)，穿心蓮總內(nèi)酯含量與pH 值呈極顯著正相關(guān)(表3)。

表3 根際土壤理化性質(zhì)與穿心蓮有效成分、地上部鮮重的相關(guān)性

2.6.2 根際土壤理化性質(zhì)與穿心蓮株高、葉面積、葉綠素含量的相關(guān)性分析快速生長(zhǎng)期株高與土壤pH 值呈極顯著正相關(guān)，苗期葉面積與全氮、有效磷含量呈顯著正相關(guān)，始花期葉面積與有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量呈顯著正相關(guān)。 始花期葉綠素含量與全氮、有效磷含量呈顯著正相關(guān)(表4)。

表4 根際土壤理化性質(zhì)與穿心蓮株高、葉面積、葉綠素含量的相關(guān)性

2.6.3 根際土壤酶活性與穿心蓮農(nóng)藝性狀、有效成分含量的相關(guān)性分析由表5 可以看出，土壤過(guò)氧化氫酶活性與快速生長(zhǎng)期根重、快速生長(zhǎng)期葉面積、快速生長(zhǎng)期葉綠素含量、新穿心蓮內(nèi)酯含量呈顯著正相關(guān)，與苗期地上部鮮重、快速生長(zhǎng)期地上部鮮重、始花期地上部鮮重、苗期葉面積、始花期葉面積、始花期葉綠素含量、苗期葉片數(shù)、快速生長(zhǎng)期葉片數(shù)、始花期葉片數(shù)、脫水穿心蓮內(nèi)酯含量呈極顯著正相關(guān)。 土壤蔗糖酶活性與穿心蓮農(nóng)藝性狀及有效成分含量均無(wú)顯著相關(guān)性。

表5 根際土壤酶活性與穿心蓮農(nóng)藝性狀、有效成分含量的相關(guān)性

2.6.4 根際土壤微生物數(shù)量與穿心蓮農(nóng)藝性狀、有效成分含量的相關(guān)性分析由表6 可以看出，根際土壤細(xì)菌數(shù)量與快速生長(zhǎng)期根重、快速生長(zhǎng)期株高、苗期葉面積、始花期葉綠素含量、脫水穿心蓮內(nèi)酯含量呈顯著正相關(guān)，與穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、穿心蓮總內(nèi)酯含量呈極顯著正相關(guān)。根際土壤真菌數(shù)量與苗期根重、快速生長(zhǎng)期根重、始花期根重、快速生長(zhǎng)期葉面積、快速生長(zhǎng)期葉綠素含量、新穿心蓮內(nèi)酯含量呈顯著負(fù)相關(guān)，與苗期地上部鮮重、快速生長(zhǎng)期地上部鮮重、始花期地上部鮮重、苗期葉面積、始花期葉面積、始花期葉綠素含量、苗期葉片數(shù)、快速生長(zhǎng)期葉片數(shù)、始花期葉片數(shù)、脫水穿心蓮內(nèi)酯含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。 根際土壤放線菌數(shù)量與始花期地上部鮮重、苗期根重、始花期根重、快速生長(zhǎng)期葉面積、新穿心蓮內(nèi)酯含量呈顯著正相關(guān)，與苗期地上部鮮重、快速生長(zhǎng)期地上部鮮重、苗期葉面積、始花期葉面積、始花期葉綠素含量、苗期葉片數(shù)、快速生長(zhǎng)期葉片數(shù)、始花期葉片數(shù)、脫水穿心蓮內(nèi)酯含量呈極顯著正相關(guān)。

表6 根際土壤微生物數(shù)量與穿心蓮農(nóng)藝性狀、有效成分含量的相關(guān)性

3 討論與結(jié)論

關(guān)于有機(jī)肥促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的研究報(bào)道較多[14-15]。 枯草芽孢桿菌作為一種微生物菌劑，有關(guān)其對(duì)土壤微生態(tài)及植物生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究也有報(bào)道[16-17]，且逐漸引起關(guān)注。 本試驗(yàn)中，單施有機(jī)肥(OF)、單施枯草芽孢桿菌(BS)及3個(gè)有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理(BOL、BOM 和BOH)，與化肥處理(HF)和對(duì)照(不施肥)相比，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌對(duì)穿心蓮生長(zhǎng)均有一定促進(jìn)作用、效果最佳，其效應(yīng)甚至高于化肥，且隨枯草芽孢桿菌添加量的增大而效應(yīng)增強(qiáng)。 枯草芽孢桿菌是土壤生態(tài)系統(tǒng)中常見(jiàn)的根際細(xì)菌，由于其良好的促生、防病及調(diào)節(jié)土壤微生態(tài)平衡的作用，使其成為目前應(yīng)用最多的微生物菌劑之一[18]。 枯草芽孢桿菌在促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育和改善土壤微生態(tài)方面扮演著重要角色[19]。

生物有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌對(duì)穿心蓮生長(zhǎng)較顯著的促進(jìn)作用與其根際土壤的理化性質(zhì)、土壤微生物(細(xì)菌、真菌和放線菌)數(shù)量、土壤酶活性的改變均有相關(guān)性，如苗期、快速生長(zhǎng)期和始花期穿心蓮地上部鮮重均與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷含量呈顯著正相關(guān)。 黃國(guó)東等[20]的研究表明，枯草芽孢桿菌配施有機(jī)肥可提高大豆葉片光合參數(shù)值、凈光合速率和土壤酶活性，具有提高土壤肥力、促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改善土壤環(huán)境的功能，有成為優(yōu)良化肥替代品的潛力，能夠達(dá)到化肥減施、改善土壤環(huán)境和提高土壤肥力的目的。

土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性及土壤微生物種群數(shù)量對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有著重要影響[21-23]。 枯草芽孢桿菌對(duì)土壤N、P、K 等營(yíng)養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化起到一定的積極促進(jìn)作用，發(fā)揮了一定的固氮、解磷、解鉀等功能，進(jìn)而增加土壤養(yǎng)分、提高肥料利用率[24]。 本研究表明，生物有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理穿心蓮根際土壤pH 值和土壤全氮、有效磷、速效鉀含量均高于單施化肥、單施有機(jī)肥和單施枯草芽孢桿菌處理。 牛糞配施枯草芽孢桿菌處理玉米籽粒產(chǎn)量及肥料利用效率顯著高于單施牛糞處理[25]。 種植煙草土壤施用枯草芽孢桿菌，可以提高土壤養(yǎng)分含量[26]。

土壤蔗糖酶對(duì)增加土壤中易溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起著重要作用，土壤過(guò)氧化氫酶可分解對(duì)植物有毒害作用的過(guò)氧化氫，還可參與腐殖質(zhì)形成，可作為生物活性指標(biāo)評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的好壞[27]。 本研究表明，較單施有機(jī)肥、單施枯草芽孢桿菌及單施化肥處理相比，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理顯著提高土壤蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶活性，這也是其促進(jìn)穿心蓮生長(zhǎng)的重要原因之一。 枯草芽孢桿菌肥的施用，可以提高作物土壤酶活性，在煙草、甜茶研究中也得到驗(yàn)證[26，28]。 相關(guān)性分析表明，土壤過(guò)氧化氫酶活性與穿心蓮的多項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)有顯著的正相關(guān)性，但土壤蔗糖酶活性與穿心蓮生長(zhǎng)指標(biāo)的正相關(guān)不顯著。

土壤微生物是土壤有機(jī)部分的重要組成，參與土壤中的物質(zhì)分解和營(yíng)養(yǎng)循環(huán)，對(duì)土壤養(yǎng)分起著重要的調(diào)控作用。 真菌型土壤是土壤肥力衰竭的標(biāo)志，細(xì)菌型土壤則是土壤肥力提高的生物指標(biāo)[29]。 本研究表明，細(xì)菌、放線菌數(shù)量與穿心蓮多項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)和有效成分含量呈顯著正相關(guān)，而真菌數(shù)量與穿心蓮多項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)和有效成分含量呈顯著負(fù)相關(guān)。 本研究中，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理穿心蓮根際土壤的真菌數(shù)量較對(duì)照、單施化肥及單施枯草芽孢桿菌處理顯著降低，土壤細(xì)菌和放線菌數(shù)量除單施枯草芽孢桿菌處理外均顯著升高，表明它能使穿心蓮根際土壤由真菌型向細(xì)菌型轉(zhuǎn)變。 穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、脫水穿心蓮內(nèi)酯和14-去氧穿心蓮內(nèi)酯是穿心蓮的主要有效成分。 本研究表明，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理的穿心蓮內(nèi)酯、新穿心蓮內(nèi)酯、脫水穿心蓮內(nèi)酯和穿心蓮總內(nèi)酯含量均高于其它處理且大多達(dá)到顯著水平；土壤pH 值和全氮、有效磷含量等因子與穿心蓮有效成分含量呈顯著正相關(guān)。 研究表明，微生物菌肥能夠提高川芎、延胡索等植物的有效成分含量[30-31]。 微生物菌肥對(duì)植物次生產(chǎn)物的影響，一方面與改善土壤性質(zhì)、增加植物產(chǎn)量有關(guān)，另一方面可能與調(diào)控次生產(chǎn)物合成關(guān)鍵酶的基因的影響有關(guān)，需進(jìn)一步研究。

綜上，有機(jī)肥配施枯草芽孢桿菌處理可以促進(jìn)穿心蓮植株生長(zhǎng)，提高穿心蓮品質(zhì)，改良穿心蓮根際土壤理化性質(zhì)，促使良性的植物-土壤-微生物系統(tǒng)的形成，今后有望在穿心蓮生態(tài)栽培生產(chǎn)中加以應(yīng)用。