摘 要：［目的］本研究初步探讨了微生物肥料“宁盾”水剂对叶类蔬菜生长以及土壤肥效的作用效果，为微生物肥料的应用推广提供基础。［方法］通过温室大棚在油麦菜、木耳菜、菜心、芥菜、空心菜这些叶类蔬菜上示范试验以及土壤理化性质检测，以研究微生物肥料“宁盾”水剂对叶类蔬菜的促生增产效果、品质改善作用以及对土壤有效N、P、K以及土壤主要酶活性的影响。［结果］微生物肥料“宁盾”水剂对叶类蔬菜的促生增产效果在19.82%以上，且能够显著的降低蔬菜种的硝酸盐含量，且能有效提高维生素C、可溶性糖的含量。通过对土壤养分进行分析发现，“宁盾”处理后，不仅土壤中的有效N、P、K的含量显著高于对照组；土壤中转化酶，脲酶，中性磷酸酶活性亦显著增加。［结论］微生物肥料“宁盾”水剂不仅对叶类蔬菜具有较高的促生增产，改善蔬菜的口感与品质作用，还可以增加土壤肥力，为进一步推广微生物肥料的使用提供依据。
关键词：微生物肥料“宁盾”水剂；叶类蔬菜；促生；品质；土壤肥效
中图分类号：S475  文献标识码：A  文章编号：
Effect of Microbial fertilizer “Nanjing shield” on leafy vegetables production
Qian Lan-Hua1, Xu Quan3, Dai Hua-Jun2, Cao Min-xu2, Zhao Rui3, Han Xiao-Li 3, Guo Jian-Hua3＊
（1 Suzhou Polytechnic Institute of Agriculture, Suzhou, 215008; ）
Abstract: [Objective] This study was to investigate the effect of microbial fertilizer "Nanjing shield" on the leafy vegetable production and the soil fertility, and provide a basis for microbial fertilizer application. [Method] By greenhouse tests on water spinach, Malabar spinach, Leaf mustard and Leaf lettuce and detection of physical and chemical properties of soil, microbial fertilizer "Nanjing shield" was proved to promote leafy vegetables yield increase, quality improvement and impact on available N, P, K and enzyme activity of soil. [Result] Microbial fertilizer "Nanjing shield" could increase yield of leafy vegetables by more than 19.82%, significantly reduce the content of nitrate, and effectively improve the content of vitamin C, soluble sugar in vegetables. The analysis result of soil showed that "Nanjing shield" could significantly increase not only the content of available N, P, K, but also the soil enzyme activity, such as invertase, urease, neutral phosphatase. [Conclusion] "Nanjing shield" had a high promotion on production, the taste and quality of vegetables, as well as increase of soil fertility, providing the basis for further application of microbial fertilizer.
Key words: microbial fertilizer “Nanjing Shield”; leafy vegetables; growth-promoting; quality; soil fertility
叶类蔬菜又被称之为叶菜，含有人体所必需的维生素、微量元素、碳水化合物、植物蛋白以及膳食纤维等，是人类主要的植物性食物[1]。众所周知，蔬菜的施肥用药主要是叶片表面喷施，而叶类蔬菜的主要食用部位也是叶部，因此，叶类蔬菜的安全与品质直接关乎到人体的健康。在农业生产过程中，因化学肥料的大量使用，或使用不当而导致了水体、空气、土壤的严重污染[2-5]。因此，现代农业急需一种新型高效、环保的肥料。近年来，微生物功能肥料的研究已逐渐成熟，微生物肥料是一种活菌制剂，不仅能够能够刺激植物生长，还具有明显的增产、改善品质的效果，可作为化学肥料最佳的代替品[6-8]。对于微生物促生的原理已研究得较为透彻，其中最主要是由于促生微生物的活动可以参与土壤内部的生理生化反应，提高元素循环的土壤酶活性以及土壤养分的含量，以增强土壤肥力，从而达到促进植物生长的目的[9-11] 
蔬菜的硝酸盐含量较其他的作物要高[12]，而且人体对硝酸盐的摄入量80%以上来自于蔬菜[13]。硝酸盐在人体内可以转换成有毒的亚硝酸盐及有强致癌的亚硝胺，从而对人造成极大的危害[14]。大量的研究表明，微生物肥料的使用可以显著的降低蔬菜等作物内的硝酸盐以及亚硝酸盐的含量[13-16]。
前期已研究发现微生物肥料“宁盾”水剂在多种蔬菜上具有较好的促生、增产、防病以及提升品质的效果[17-20]。因此，将 “宁盾”应用到叶类蔬菜上，以探究其对叶菜生长及品质的影响，旨在为叶类蔬菜的生产提供安全、有效技术保障。
1.材料与方法
1.1材料
微生物肥料“宁盾”水剂（Nanjing Shield, 简称“NS”）：由南京农大生物源农药创制有限公司生产提供，有效成分为芽孢杆菌（Bacillus sp.），有效菌浓度为2.0×109CFU/mL。
植物材料：空心菜，油麦菜，木耳菜，芥菜（种子均来自于苏州种子管理站）。
1.2方法
1.2.1微生物肥料“宁盾”水剂在温室大棚实验
于苏州市种子管理站示范园区的大棚中进行试验。共两组处理：微生物肥料“宁盾”水剂处理组以及对照组。“宁盾”处理组：在叶菜播种之前，将微生物菌剂稀释100倍，拌有机肥施用，用量为3升/亩；对照组：清水拌有机肥处理。5个处理组有空心菜，油麦菜，木耳菜，芥菜。30天后统计其生长指标：叶片数、叶绿素、鲜重、干重、产量。每个小区面积100m2，3次重复。
叶绿素的测定方法：紫外分光光度法测定叶绿素含量[21]
1.2.2微生物肥料“宁盾”水剂对叶类蔬菜品质的影响
本试验对以上几种叶菜的硝酸盐、维生素C、可溶性糖的含量进行检测。采用紫外分光光度法检测硝酸盐含量，紫外分光光度法检测维生素C含量，蒽酮—硫酸比色法测可溶性糖的含量[22-24]。
1.2.3微生物肥料“宁盾”水剂对土壤养分的影响
本试验对“宁盾”处理组以及对照组试验第0、30天的土壤的有效N、P、K含量进行检测。采用碱解扩散法测定有效N含量，采用碱解扩散法测定采用碳酸氢钠提取—钼锑抗比色法(Olsen法)检测土壤有效P含量，冷的2mol/L HNO3溶液浸提—火焰光度法检测土壤有效K含量[25]。转化酶、脲酶和中性磷酸酶活性检测：转化酶采用3,5一二硝基水杨酸(DNS)比色法测定，酶活性用1 g土样在37℃下培养24 h后生成的葡萄糖的毫克数表示，单位mg/g；脲酶采用靛酚蓝比色法测定，酶活性用1 g土样在37℃下培养24 h后生成的NH3-N的毫克数表示，单位mg/g；磷酸酶活性用磷酸苯二钠比色法测定，结果以24 h后1 g土样中释放出的酚的质量的毫克数表示，以mg/g为单位[26]。
1.3数据分析
实验数据均使用DPS 7.05版软件以及Excel软件进行分析，进行Duncan多重比较分析差异性（P=0.05）。
2结果与讨论
2.1微生物肥料“宁盾”水剂对叶类蔬菜生长的影响
结果如表1所示，微生物肥料“宁盾”水剂对油麦菜、木耳菜、芥菜、空心菜等叶类蔬菜在叶片数、叶绿素、单株的鲜干重等生长指标上，与对照相比具有显著的提高，且增产效果明显，对单株生物量的增加在15.10%以上，对产量的增加在19.82%以上。
表1 “宁盾”在叶菜上的促生效果
Table 1 Growth-promoting effect of Nanjing Shield on Water spinach, Malabar spinach, Leaf mustard, Leaf lettuce
叶片数
Leaf NO. 叶绿素含量（mg／g）
Content of Chlorophyll 鲜重（g）
Fresh Weight 干重（g）
Dry Weight 产量（Kg/亩）
Acre yield 增产（%）
Increase yield
空心菜
water spinach 宁盾 NS 7.82±1.7a 1.87±0.017a 8.56±1.52a 0.64±0.11a 608.304±53.8a 61.13
CK 6.65±1.41b 1.76±0.053b 7.29±1.47b 0.51±0.10a 377.522±43.39b —
木耳菜
Malabar spinach 宁盾 NS 11.75±2.8a 1.11±0.02a 39.42±5.87a 1.45±0.08a 832.42±49.05a 34.68
CK 8.92±3.04b 0.93±0.011b 32.82±3.81b 1.2±0.06b 618.09±64.55b —
芥菜
Leaf mustard 宁盾 NS 4.00±0.63a 1.98±0.082a 9.92±2.47a 0.70±0.06a 1206.58±67.01a 28.66
CK 3.64±0.5a 1.72±0.019b 8.1±2.02b 0.58±0.04b 937.8±1.89b —
油麦菜
Leaf lettuce 宁盾 NS 7.94±1.13a 1.73±0.055a 19.41±3.8a 1.4±0.25a 956.09±55.6a 22.95
CK 6.92±0.93b 1.48±0.003b 15.62±2.98b 0.9±0.19b 777.72±13.21b —
注：不同小写字母表示处理在P = 0.05的显著水平下差异显著（Duncan’s test）。
Note：Values with different letters within the same column differ significantly according to Duncan’s test（P = 0.05）. 


图1 “宁盾”在油麦菜（A），芥菜（B）、木耳菜（C），空心菜(D)上的促生效果
Fig. 1 Growth-promoting effect of Nanjing Shield on Leaf lettuce(A), Leaf mustard(B) , Malabar spinach(C),  Water spinach(D)
2.2微生物肥料“宁盾”水剂对叶类蔬菜品质的影响
本试验对以上4种叶类蔬菜进行品质维生素C、可溶性糖、硝酸盐含量测定。结果表明，微生物肥料“宁盾”水剂能够显著降低叶类蔬菜的硝酸盐含量，最高可降低63.98%（表2）；另外，“宁盾”可显著提高叶类蔬菜的可溶性糖以及维生素C的含量，最高分别可增加86.37%、57.06%，提高蔬菜的口感与品质。
表 2 “宁盾”对叶菜品质的影响
Table 2 Effect of Nanjing Shield on the quality of leafy vegetables 
硝酸盐含量（mg/kg）
nitrate content 可溶性糖含量（mg/100g）
soluble sugar content 维生素C含量(mg/kg)
Ascorbic acid content
空心菜
water spinach 宁盾 NS 3461.29±168.79 d 86.93±2.96 a 118.48±6.4 e
CK 4803.23±150.55 ab 54.64±3.72 c 91.65±4.45 f
木耳菜
Malabar spinach 宁盾 NS 1725.81±22.81 f 85.23±2.02 ab 200.18±2.09 c
CK 2535.48±164.23 e 45.73±7.05 c 182.33±1.52 d
芥菜
Leaf mustard 宁盾 NS 4576.13±16.42 b 75.68±2.48 b 363.38±9.02 a
CK 4841.94±31.93 a 54.79±9.71 c 316.2±11.10 b
油麦菜
Leaf lettuce 宁盾 NS 1354.84±91.24 g 52.99±1.38 c 91.80±11.17 f
CK 3761.29±27.37 c 45.88±0.72 c 57.38±5.55 g
注：不同小写字母表示处理在P = 0.05的显著水平下差异显著（Duncan’s test）。
Note：Values with different letters within the same column differ significantly according to Duncan’s test（P = 0.05）.
2.3微生物肥料“宁盾”水剂对土壤有效N、P、K的影响
我们对试验前后的土壤中有效N、P、K含量进行了分析，如图2所示，对照组随着时间的变化，土壤中的有效N、P、K含量下降，而在“宁盾”处理组中，土壤中的有效N、P、K含量随着时间的变化快速增加，且显著高于“宁盾”处理之前的含量，表明了微生物肥料“宁盾”水剂能够增加土壤中有效N、P、K含量。


图2 宁盾处理对土壤有效N(A)、P(B)、K(C)含量的影响
Fig. 2 Effect of NS on the contents of available N(A), P(B) and K(C) in the soil
2.4微生物肥料“宁盾”水剂对土壤酶活的影响
土壤酶活是土壤肥力的重要指标，土壤酶参与土壤中所有的生化反应，如转化酶、脲酶、中性磷酸酶与营养元素N、P、K的循环密切相关。为进一步探究“宁盾”对土壤酶活的影响，本实验对转化酶、脲酶、中性磷酸酶含量进行了检测。图3显示，“宁盾”处理后，不同时间，土壤中的转化酶、脲酶、中性磷酸酶的活性不同。处理组的转化酶、脲酶、中性磷酸酶的活性随着时间的变化越来越大，且高于对照组，到30d后，差异最大；对照组的转化酶、中性磷酸酶随着时间的变化而缓慢增加，而脲酶的活性随着时间的变化而缓慢减少。


图3  菌剂处理对中性磷酸酶(A)、转化酶 (B)、脲酶（C）活性的影响
Fig. 3  Effect of NS on enzyme activity of Neutral phosphate(A), invertase(B) and urease(C) in soil
3结论
中国是农业大国，现代农业在飞速发展，为了提高作物产量，化学肥料被大量的推广使用，已造成了严重的环境和土壤问题，因此，农业的可持续发展的呼声越来越大，迫切需要一种安全、高效、生态的解决方案[27]。近年来，微生物肥料以其预防病害、改善土壤、保护环境等诸多优点而成为飞速发展的热门领域。目前，微生物肥料已应用较为广泛，已登记产品所用的菌种主要有枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、大豆根瘤菌、绿色木霉等[6]。陈莉萍等将农用微生物菌剂应用在大棚小白菜上，结果表明，施用微生物菌剂能显著改良土壤，促进小白菜生长，达到增产增收效果[28]。沈军将农用微生物菌剂应用在生菜上，肥效结果表明，微生物菌剂的处理组比常规的施肥方法及空白对照处理组分别增产达11.59%、38.44%，且生菜的收获上市时间也比其他的处理要早[29]。生物肥料“宁盾”是一种以芽孢杆菌为主，针对性的复配了多种生防细菌的复合微生物菌剂。前期我们将“宁盾”施用在甜瓜、大豆、四季豆、番茄等蔬菜上，结果表明，“宁盾”具有较好的促生、增产、防病以及提升品质的效果[17-20]。
本实验中，将微生物肥料“宁盾”水剂应用在多种叶类蔬菜上，试验结果表明，“宁盾”对空心菜，油麦菜，木耳菜，芥菜等这些叶菜的叶片数、叶绿素、鲜干重等生长指标具有显著的增加作用，增产量最高达61.13%（表1）。大部分研究显示，促生微生物能够固氮，解磷，分解有机质，提高土壤酶活性，分泌植物生长素、噬铁素等，为蔬菜提供充足的营养物质，从而促进作物生长、提高产量[26-30]。如图2、3所示，“宁盾”施用后土壤中的有效N、P、K的含量以及土壤中转化酶、脲酶、中性磷酸酶的活性显著高于施用前及空白对照组，可以改良土壤，提高肥力，减少化肥等的投入。
且收获后对其品质指标进行检测时，发现“宁盾”能够降低硝酸盐含量，研究表明，硝酸盐在人体内可以转换成有毒的亚硝酸盐及有强致癌的亚硝胺，从而对人造成极大的危害[14]，因此，降低蔬菜硝酸盐含量更有利于人的健康。众所周知，维生素C、可溶性糖含量是蔬菜的品质与口感的主要指标，维生素C在人体内不仅有抗氧化的作用，还具有增强免疫力等功效，可溶性糖含量不仅对果蔬的甜度影响大，且对其综合风味的影响较大[35]。本实验结果显示，“宁盾”对这4种蔬菜的维生素C、可溶性糖含量有显著的提高，较大的提高了叶类蔬菜的营养价值及口感。因此，将微生物肥料“宁盾”水剂在叶类蔬菜生产上推广使用，不仅对蔬菜的产量、品质有显著的提升，增加种植户的经济效益，还有利于我国农业的可持续发展。


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