新型EM菌肥對有機蔬菜產量及重金屬含量的影響

冷鵬 ，方瑞元 ，張祥勝 ，芮文利 ，唐洪杰 ，呂相玉

（1.臨沂市農業科學院，山東 臨沂 276012；2.鹽城師范學院，江蘇 鹽城 244000）

蔬菜作為我國種植業中最具活力的經濟作物之一，在農業發展中具有獨特的優勢和地位，尤其是黃瓜、番茄、辣椒等多茬果蔬更能滿足人們的日常生活需求，與糧食一樣不可或缺。因此，大力發展有機蔬菜不但可以滿足我國食品安全、生態安全等要求，提升我國蔬菜品質和品牌，而且有利于打破國際上的有機蔬菜產業壁壘，促進我國蔬菜的出口創匯。在有機農業生產中，常施用有機肥培肥地力、滿足作物養分需求。種養殖產生的畜禽糞便、沼渣沼液及大量秸稈等廢棄物是有機農業常用的肥源。據估計，2016年我國產生超過38億t的畜禽糞便，約是同時期工業固廢總排放量的5～6倍[1]。畜禽糞便含有的可供作物吸收的礦物質元素超過20種，不僅包含氮、磷、鉀等大量元素，還含有硫、鎂、鈣、銅、鋅、鐵、錳、硼等常量或微量元素。國內外對禽畜糞便中重金屬含量超標的報道屢見不鮮[2-5]，這也是有機蔬菜生產中必須解決的問題。

目前，我國有機蔬菜生產中施肥制度及技術還不夠成熟和完善，也沒有形成統一的質量標準[6,7]。對禽畜糞便等廢棄物的不合理利用時有發生，直接影響了作物產量和品質，甚至造成土壤面源污染[8-11]。在高度重視農產品質量安全的大背景下，有效合理的處置和利用好畜禽排泄物顯得非常必要。EM（Effective microorganism）是有效微生物群的英文簡稱，由光合細菌、放線菌、乳酸菌、酵母菌和絲狀菌等10個屬80多種有益微生物構成。EM是活性菌劑，它的各種功能需要在適宜的環境條件下，在各種微生物相互促進的過程中才能較好地表現出來。本試驗以畜禽排泄物和杏鮑菇菌渣為主要原料生產的新型EM菌肥為試驗材料，研究其對有機蔬菜（黃瓜、番茄）的產量及果實中重金屬含量的影響，以期為有機蔬菜生產提供理論數據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試EM菌肥由臨沂市農業科學院研發，由山東效峰生物科技股份有限公司生產，商品名為美贊寶。由微生物菌群、培養基、畜禽糞便和制肥基料（主要為杏鮑菇菌渣）按照質量比1:9:50:140的比例混配并發酵制得。對照組以普通有機肥（豬糞、雞糞等的發酵物）種植。供試果蔬為黃瓜、番茄。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本情況

試驗于2015年在山東省費縣薛莊鎮后坦村某大棚內開展，該棚已連續種植黃瓜、番茄7年。試驗區年平均氣溫為13.6℃，平均日照時數為2532.1 h，年無霜期平均為197 d。棚內土壤基本理化性質見表1。

表1 土壤基本理化性質Table 1 Basic physical and chemical properties of soil

1.2.2 供試肥料與蔬菜品種

供試蔬菜品種為臨沂地區長勢良好的中農106黃瓜和諾威608番茄。供試有機肥料養分狀況見表2。

表2 有機肥料養分狀況Table 2 Nutrient status of organic fertilizer

試驗按照臨沂地區農民常規的黃瓜、番茄種植管理方式，各處理施肥、澆水、病蟲害防治等田間管理措施均保持一致。

1.3 試驗設計

試驗共4個處理，其中黃瓜處理2個，分別為普通有機肥處理（A1）和EM菌肥處理（A2）；番茄處理2個，分別為普通有機肥處理（B1）和EM菌肥處理（B2），每個處理重復3次，隨機排列，共12個小區。每個小區面積為33 m2（5.5 m×6 m）。小區試驗共分兩個階段進行。處理A1、B1試驗期間分兩次施肥，定植前施肥量為48000 kg/hm2，定植25～35 d后追施4000 kg/hm2。處理A2、B2保持同樣的施肥量及施肥頻率，定植前施肥量為48000 kg/hm2的成品菌肥，定植25～35 d后，追施有機肥4000 kg/hm2。供試期間黃瓜和番茄分別在不同區域內試驗。

1.4 測量指標與方法

1.4.1 主要儀器

石墨爐原子吸收分光光度計（Ice3300），馬弗爐，電子天平，可調式烘干箱，高壓消解罐。

1.4.2 主要試劑

Pb、Cd、Cr、Hg、As標準溶液，濃硝酸，高氯酸，過氧化氫，過硫酸銨，均為優級純。

1.4.3 樣品的預處理及標準溶液的配制

蔬菜樣品采集后用去離子水洗凈擦干，用打樣機打磨至勻漿狀，稱取試樣1～5 g于100 mL具塞比色管中，加入10 mL硝酸、0.5 mL高氯酸，浸泡過夜，然后將比色管放入消解爐中120℃消解2～3 h，至消解完全。定容至50 mL，上機測定。樣品重金屬含量均按照國家標準方法測定。

1.5 數據分析

對原始數據進行標準化或歸一化處理后，用Excel和SAS軟件進行數據統計、分析。

2 結果與分析

2.1 兩種蔬菜果實所含主要重金屬含量

本試驗以收獲的第一茬果實為例測定蔬采所含重金屬，重金屬測定采用雙濁點萃取法為ICP-AES的前處理同時測定五種主要重金屬[12]。如表3所示，施用EM菌肥的試驗組（A2、B2），其收獲的果實中主要重金屬含量均低于對照組（A1、B1）。黃瓜試驗中，處理A2中所含的五種重金屬含量僅為處理A1的19.51%～31.56%；番茄試驗中，處理B2中所含的五種重金屬含量僅為處理B1的23.81%～36.36%。試驗組中重金屬含量均顯著低于對照組不僅是因為EM菌肥中含有的木質素類腐殖質可以對土壤及肥料中的重金屬產生一定鈍化效果，還因為菌肥中含有數量龐大、種類較多的可高效吸收降解土壤及肥料的有益微生物。國內現無統一的有機蔬菜重金屬殘留限定標準，所以以國內現行使用的食品中污染物限量（GB2762-2012）為參照，可知施用EM菌肥的果蔬重金屬含量均低于標準限定，符合相關食品安全標準。

2.2 投入產出分析

本試驗在黃瓜－番茄的一個生長季內，各收獲黃瓜、番茄5茬，試驗組產量相比對照組產量增加的主要原因是試驗組添加了有益微生物，給果蔬提供了更適宜的營養供給。總產量及經濟效益的分析見表4（見下頁）。黃瓜試驗中，施用EM菌肥的試驗組產量比對照組每667 m2增加705 kg，總產達到7931 kg/667 m2，增產率達9.76%，以有機黃瓜7元/kg計算，可為農戶每667 m2增收4935元；番茄試驗中，施用EM菌肥的試驗組每667 m2比對照組增加504 kg，總產達到6388 kg/667 m2，增產率為8.57%，以有機番茄7元/kg計算，農戶每667 m2可增收4536元。試驗中每個處理投入3.47 t/667 m2肥料。市場上，普通有機肥價格在1200元/t，EM菌肥價格在1500元/t，按此計算普通有機肥和EM菌肥的每667 m2投入分別為4164元和5205元。因此，施用試驗中所采用的EM菌肥較普通有機肥，種植黃瓜和番茄的大棚每667 m2可分別增加純收入3894元和3495元，且不增加人工投入成本。此外，大量的試驗證實，有益微生物的存在不僅能給作物提供更多養分，而且還可以改善土壤的理化性質[1,7,13,14]。

表3 兩種蔬菜果實所含主要重金屬含量Table 3 Contents of major heavy metals in two kinds of vegetables

表4 經濟效益分析Table 4 Yield and economic benefit analysis

3 討論

綜上所述，新型EM菌肥相比普通的有機肥料有較多優勢的原因，是其不僅能通過鈍化重金屬活性降低蔬菜中重金屬含量，而且能夠通過加入一定比例的有益微生物提高蔬菜產量，增加農戶收益。這也說明要產更多高品質的有機果蔬，選擇有機肥料時需考慮經重金屬降解處理過而新型EM菌肥就是一種效果較好的有機肥料。