摘" "要" "為明確生物炭基益生菌劑在不同水分調(diào)控下對(duì)生菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以奶油生菜為試材，采用盆栽試驗(yàn)方法，共設(shè)置8個(gè)處理組，分別為：CK1（不施肥傳統(tǒng)灌溉）、W1（不施肥傳統(tǒng)灌溉90%）、W2（不施肥傳統(tǒng)灌溉70%）、W3（不施肥傳統(tǒng)灌溉50%）、CK2（生物炭20 g/m2+菌劑10 g/m2+傳統(tǒng)灌溉）、W1F（生物炭20 g/m2+菌劑10 g/m2+傳統(tǒng)灌溉90%）、W2F（生物炭20 g/m2+菌劑10 g/m2+傳統(tǒng)灌溉70%）、W3F（生物炭20 g/m2+菌劑10 g/m2+傳統(tǒng)灌溉50%）。結(jié)果表明，W1F對(duì)促進(jìn)生菜生長(zhǎng)及根系發(fā)育效果明顯，較CK1、CK2、W1、W2、W2F、W3、W3F分別顯著增加147%、48.2%、150.9%、105.8%、71.7%、254.9%、113.9%；生物炭基益生菌劑在幼苗期與成熟期各水分條件下均可以促進(jìn)生菜葉綠素含量增長(zhǎng)，在生菜幼苗期W2F處理下葉綠素含量增長(zhǎng)23%；生菜成長(zhǎng)期和成熟期的蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均在W1F處理下顯著高于其他處理。生物炭基益生菌劑配施對(duì)生菜生長(zhǎng)發(fā)育和生理功能有不同程度的影響，W1F處理促進(jìn)生菜生長(zhǎng)發(fā)育效果最佳。

關(guān)鍵詞" "生菜；生物炭基益生菌劑；水分調(diào)控；農(nóng)藝性狀；生理指標(biāo)

生物炭作為新興的集肥料、吸附劑和改良劑于一體的新型材料[1]，具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，巨大的比表面積和較大的吸附力，能夠吸附更多的有益菌群，并保持其良好的活性，改善現(xiàn)有的土壤微生物載體益生菌附著力低、活性低的缺陷，且生物炭還可以增強(qiáng)土壤持水性。微生物菌肥富含大量的有益菌株與適量的有機(jī)物質(zhì)，能顯著提升土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分[2-3]，優(yōu)化土壤微生態(tài)環(huán)境，增強(qiáng)根際微生物的活性，從而有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)、強(qiáng)化作物抵抗力，提高植物的生長(zhǎng)發(fā)育，緩解連續(xù)耕種帶來的問題[4]。將生物炭作為菌肥的增效載體，二者協(xié)同作用，不僅優(yōu)化了土壤環(huán)境，還促進(jìn)了作物的健康生長(zhǎng)，從而達(dá)到提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)的效果[5]，通過適度的水肥，即使投入較少，也能實(shí)現(xiàn)顯著的經(jīng)濟(jì)收益，優(yōu)化水分和肥料利用率的關(guān)鍵在于兩者間的有效協(xié)同[1，6-7]。為此，通過配施生物炭基益生菌劑對(duì)生菜進(jìn)行不同水分調(diào)控，利用生物炭基益生菌劑調(diào)理土壤環(huán)境的特性，達(dá)到節(jié)水減肥增產(chǎn)的綜合效果，可為低碳環(huán)保、節(jié)水灌溉的旱作農(nóng)業(yè)方式提供新型便利。

1" "材料與方法

1.1" "試驗(yàn)材料" "試驗(yàn)于榆林學(xué)院西區(qū)日光溫室（38°17′28″N，109°43′4″E ）進(jìn)行，海拔1 178 m，屬于暖溫帶至中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。年平均氣溫10 ℃，年平均降水量400 mm，平均年日照時(shí)數(shù)較長(zhǎng)，無霜期較短，四季分明，日差較大。

供試生菜為奶油生菜；營(yíng)養(yǎng)液選用樂進(jìn)果蔬營(yíng)養(yǎng)液300倍液，基質(zhì)為泥炭 ∶ 椰糠 ∶ 蛭石 ∶ 珍珠巖= 5 ∶ 2 ∶ 2 ∶ 1。

1.2" "試驗(yàn)方法" "共設(shè)8個(gè)處理，每個(gè)處理6次重復(fù)（表1）。移栽后每7 d灌溉補(bǔ)肥1次，每個(gè)處理營(yíng)養(yǎng)液濃度相同。成熟后測(cè)量株高、莖粗、生物量、光合生理參數(shù)、根系形態(tài)特征等。

1.3" "指標(biāo)測(cè)定

1.3.1" "株高、莖粗" "株高：每個(gè)處理挑選3株健壯、長(zhǎng)勢(shì)相近的植株，測(cè)量從土壤表面到生長(zhǎng)點(diǎn)的高度，每株測(cè)量3次取平均值；莖粗：以距離地面2 cm處莖的粗度為準(zhǔn)，每個(gè)處理挑選5株生長(zhǎng)狀況相似的植株，測(cè)量其直徑，取平均值。

1.3.2" "生物量" "將植株連帶土壤一起刨出，保護(hù)完整根系與葉片，用根系掃描儀掃描植株根體積、根表面積以及根長(zhǎng)等，用精密天平測(cè)量植株根鮮重、葉鮮重；將植株放入烘干箱中105 ℃烘30 min殺青，然后80 ℃烘干，烘干后利用精密天平測(cè)量根、葉干重。

1.3.3" "光合指標(biāo)" "用光合儀器（Li-6400）測(cè)定生菜光合數(shù)據(jù)。測(cè)定時(shí)間植株移栽后每次處理7 d后測(cè)定1次，選擇成熟葉片、同處理選擇3株植株進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4" "葉綠素" "用葉綠素測(cè)量?jī)x器測(cè)量。測(cè)定時(shí)間10：30—11：30，和光合指標(biāo)測(cè)定時(shí)間一致。選擇長(zhǎng)勢(shì)相近的植株葉緣部位、同處理選擇3株植株進(jìn)行測(cè)定，每次測(cè)量保存3次數(shù)據(jù)。

1.4" "數(shù)據(jù)分析" "利用隸屬函數(shù)法對(duì)生菜的農(nóng)藝指標(biāo)和生理生化指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，并做綜合對(duì)比，計(jì)算公式如下：

U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）

采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，SPSS 26.0進(jìn)行單因素方差分析，利用隸屬函數(shù)法對(duì)所有測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，Origin軟件進(jìn)行圖形繪制。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "不同處理對(duì)生菜農(nóng)藝性狀的影響" "由圖1、圖2可知，生菜的株高、莖粗均隨著水分梯度的下降呈先增長(zhǎng)后下降的趨勢(shì)。同一肥力梯度下，W1較CK1、W2、W3處理生菜株高分別增加2.2%、7%、32%，W2處理對(duì)莖粗有明顯的促進(jìn)效果；生物炭基益生菌劑配施處理W1F處理較CK2、W2F、W3F處理生菜株高分別增加3.4%、4%、38.2%；W1F莖粗生長(zhǎng)效果最好，CK2、W2F生菜莖粗較W1F分別降低14.4%、13.2%。同一水分梯度下，CK2較CK1生菜株高增加6.1%，W1F較W1增加7.3%，W3F較W3增加2.5%。生菜莖粗CK2較CK1增加51.8%，W1F較W1增加14.4%，W3F較W3降低13.3%。說明生物炭基益生菌劑配施可以有效促進(jìn)生菜株高、莖粗生長(zhǎng)。

2.2" "不同處理對(duì)生菜葉片含水量的影響" "由表2可知，在同一肥力梯度W1和W2較CK1、W3葉片含水量分別增加0.4%，2.2%，W3F較CK2、W1F、W2F分別增加1.5%、0.6%、0.7%，在同一水分梯度CK2較CK1降低1.1%，W1F較W1降低0.7%，W2F較W2降低0.75%，W3F較W3增加2.1%，各處理間均無顯著性差異。

2.3" "不同處理對(duì)生菜根系生長(zhǎng)的影響" "由表3可知，生菜根長(zhǎng)、表面積、體積均在W1F處理下達(dá)到最大，分別為233.866 cm、17.956 cm2、0.11 cm3，總根長(zhǎng)與CK1、W1、W2、W2F差異顯著，根表面積、根體積顯著高于其他處理；根系直徑W3F處理最大，為0.251 mm，與CK1、CK2、W3差異顯著，但與W1F差異不顯著。生物炭基益生菌配施和適量的水分耦合作用對(duì)生菜根系的生長(zhǎng)有良好的促進(jìn)效果。

2.4" "不同處理不同時(shí)期生菜光合特性的變化" "生物炭基益生菌劑處理組的葉綠素含量均高于基質(zhì)處理組，生菜生長(zhǎng)期各處理組間葉綠素含量差異不大；生菜成熟期W3F葉綠素顯著高于其他處理，其中W1處理下葉綠素含量較低（表4）。生物炭和益生菌劑配施可以明顯提高生菜葉綠素的含量，適量的水分可以提高生物炭及益生菌劑作用的發(fā)揮。

W1處理幼苗期葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度均明顯高于其他處理，成熟期時(shí)均低于其他處理，波動(dòng)幅度較大；幼苗期W3葉片凈光合速率最低；成長(zhǎng)期W1F葉片凈光合速率較CK1、W1、W2、W3、CK2、W2F、W3F處理分別顯著增加7.8%、18.9%、16.1%、8.1%、17.9%、17%、19.7%；成熟期W2F處理葉片凈光合速率最高，但與W1F處理差異不顯著（圖3）。W1F在蒸騰速率中生菜成長(zhǎng)期和成熟期均顯著高于其他處理（圖4）。W1F在成長(zhǎng)期和成熟期的氣孔導(dǎo)度均高于其他處理（圖5）。

2.5" "不同處理對(duì)生菜總生物量的影響" "W1F處理生菜總生物量增長(zhǎng)效果最好，較CK1、CK2、W1、W2、W2F、W3、W3F分別顯著增加147%、48.2%、150.9%、105.8%、71.7%、254.9%、113.9%。同一肥力梯度基質(zhì)處理組W2處理生菜總生物量較CK1、W1、W3處理分別增加了20%、21.9%、72.4%，但各處理間差異不顯著；生物炭基益生菌劑配施處理組W1F較CK2、W2F、W3F處理生菜總生物量分別顯著增加48.2%、71.7%、113.9%。同一水分梯度不同肥力梯度處理，CK2較CK1生菜總生物量顯著增加66.6%；W1F較W1處理顯著增加150.9%；W2F較W2增加19.9%；W3F較W3增加65.9%（表5）。在同一水分條件下，加施生物炭基益生菌劑可以有效提高生菜生物量。

2.6" "不同處理對(duì)生菜根冠比的影響" "如圖6所示，W3和W3F處理生菜的根冠比達(dá)到最大，均為0.011。同一肥力梯度處理基質(zhì)處理組W3較CK1增加57.1%，較W1、W2均顯著增加83.3%；CK1較W1、W2均增加16.67%，但無顯著性差異。生物炭基益生菌劑處理組W3F處理相較于CK2、W1F、W2F分別增加22.2%、22.2%、37.5%，但各處理間均無顯著性差異。在同一水分梯度處理下CK2較CK1增加28.5%，W1F較W1增加50%，W2F較W2處理增加33.3%，各處理間差異不顯著。

2.7" "生菜各性狀綜合分析" "利用隸屬函數(shù)法，分別計(jì)算各處理生菜的農(nóng)藝指標(biāo)和生理指標(biāo)的隸屬函數(shù)值，并做綜合對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各處理組下生菜各性狀的綜合排名由大到小分別為：W1Fgt;W2Fgt;W3Fgt;CK2gt;W2gt;CK1gt;W3gt;W1。

3" "討論與結(jié)論

適宜的水分可以促進(jìn)作物對(duì)肥料的吸收和轉(zhuǎn)化，同時(shí)適宜的肥料也可調(diào)節(jié)作物水分利用效率[8]，試驗(yàn)中W1F處理對(duì)生菜的株高、莖粗有明顯的促進(jìn)效果。同一水分梯度處理下，生物炭基益生菌劑處理組生菜的株高和莖粗優(yōu)于基質(zhì)處理組。生物炭其特性有利于增強(qiáng)土壤改良效果，有利于微生物繁殖，能有效減少重金屬污染，優(yōu)化土壤生態(tài)，提升土地生產(chǎn)力，從而刺激植物生長(zhǎng)[9]。而益生菌劑作為一種包含活體微生物的創(chuàng)新制劑，憑借其代謝功能對(duì)土壤及作物產(chǎn)生積極影響，它既能優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，提升肥料使用效率，同時(shí)又能擴(kuò)充作物根部周圍的有益微生物群落，促進(jìn)作物健康生長(zhǎng)[10-11]。生物炭和益生菌劑通過不同調(diào)節(jié)機(jī)制，共同提升土壤生理化性質(zhì)，使作物增產(chǎn)增效。生菜總根長(zhǎng)、總根表面積、總根體積W1F處理顯著高于其他處理，這與王艷杰[12]的研究結(jié)果相似。對(duì)比生菜3個(gè)生長(zhǎng)階段，幼苗期和成熟期葉綠素相對(duì)含量均在施用生物炭基益生菌劑處理下達(dá)到峰值；在同水分對(duì)比下，施用生物炭基益生菌劑處理的葉綠素相對(duì)含量均明顯高于基質(zhì)處理組，幼苗期W1處理下生菜的凈光合速率、蒸騰系數(shù)、氣孔導(dǎo)度均達(dá)到峰值，瞬時(shí)水分利用效率達(dá)到最低值。試驗(yàn)中生菜凈光合速率在兩組不同基質(zhì)處理組中呈現(xiàn)波動(dòng)不定的變化，在一定水分條件下呈現(xiàn)促進(jìn)趨勢(shì)；成熟期施用生物炭基益生菌劑處理生菜凈光合速率總體呈現(xiàn)促進(jìn)趨勢(shì)。不同水分梯度處理下，從幼苗期到成熟期各處理間氣孔導(dǎo)度有不同的變化趨勢(shì)，但在灌溉量90%（W1和W1F）處理下相比其他灌溉量從幼苗期到成熟期的變化幅度較大。

本研究表明，生物炭基益生菌劑在傳統(tǒng)灌溉量90%的節(jié)水減量下，可有效促進(jìn)土壤水肥有效性和利用效率，對(duì)生菜農(nóng)藝性狀和根系的生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控效果較好。配施生物炭基益生菌劑能夠明顯改善土壤水肥互作效應(yīng)，促進(jìn)生菜生長(zhǎng)發(fā)育和生理功能發(fā)揮，為響應(yīng)節(jié)能減排、推動(dòng)節(jié)水農(nóng)業(yè)中生物炭基益生菌劑的應(yīng)用提供理論參考。

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