FM-生物菌肥在設施溫室馬鈴薯微型薯生產(chǎn)中的應用

姚喬花，程永龍，王姣敏*，呂海龍，魏鏞頻，安 德，安學文

（1.定西市安定區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心，甘肅定西 743000；2.定西市農(nóng)業(yè)科學研究院，甘肅定西 743000；3.甘肅匯豐農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，甘肅定西 743000）

生物菌肥廣義上是指微生物經(jīng)誘變、復壯后，與草木灰、褐煤、粉煤灰等混合在一起，經(jīng)過發(fā)酵后加工而成的生物制劑，不含氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素，是一種微生物組合物。生物菌肥含有活體微生物，不是傳統(tǒng)意義上的肥料[1-4]，施用后不破壞土壤原有結構、有助于保持土壤養(yǎng)分的平衡，且對動植物均無毒。

我國現(xiàn)有的生物菌肥產(chǎn)品較多，近年來，有關菌肥的研究多集中在固氮菌類、微生物拌種劑和復合菌類等方面[5]。馬鈴薯營養(yǎng)豐富、適應性強[6-7]，是一種重要的糧食及蔬菜作物，栽培面積廣，被認定為第四大糧食作物，在保障全球糧食安全中扮演重要角色。2015 年，農(nóng)業(yè)部正式提出“馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略”，有力推動了中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展；2018 年，我國馬鈴薯種植面積達到4.9×106hm2。研究表明，在常規(guī)生產(chǎn)下生物菌肥及其有益菌的代謝產(chǎn)物能有效促進馬鈴薯的生長、提高其產(chǎn)量[8-10]。馬鈴薯微型薯可進行工廠化生產(chǎn)，以及用于大規(guī)模、高標準生產(chǎn)馬鈴薯脫毒種薯。由于微型薯體積小、質量輕，便于大批量運輸，解決了馬鈴薯調(diào)種運輸困難的問題，成為脫毒種薯生產(chǎn)的主要措施之一，因此種植范圍不斷擴大。為了探索生物菌肥在馬鈴薯微型薯上的應用效果，本研究檢測了馬鈴薯微型薯生長指標、粒數(shù)分級及光合作用相關參數(shù)，探究不同濃度的FM-生物菌肥對馬鈴薯生長、產(chǎn)量及產(chǎn)量合格率（商品率）的影響，以期為生物菌肥在馬鈴薯微型薯的種植上提供一些數(shù)據(jù)支撐。

1 試驗材料

1.1 供試品種

供試馬鈴薯品種為‘青薯9 號’脫毒苗，苗齡為25 d。

1.2 供試肥料

FM-生物菌肥：N-P-K≥12%，有效活菌數(shù)≥0.50 億/mL，液狀，pH 值為6.8，由甘肅富民生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

1.3 儀器與設備

智能微型薯點數(shù)機，昆山食品機械有限公司；7200分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司；便攜式光合儀（MC-1020），北京盟創(chuàng)偉業(yè)科技有限公司。

1.4 試驗概況

本試驗栽培設施為日光溫室，頂高2.80 m，鋼管骨架，長40 m，寬6.5 m，棚面覆蓋50 篩目的尼龍網(wǎng)紗防止害蟲進入，特別是馬鈴薯病毒主要傳播媒介——蚜蟲。結合旋地每667 m2施入腐熟的牛糞2 000 kg、復合肥（N-P-K：18-18-18）40 kg，整地，地面鋪設一層尼龍網(wǎng)紗，用磚塊每隔250 cm 做一條走道，寬24 cm，走道中鋪好蛭石，將馬鈴薯微型薯脫毒苗栽入蛭石，加蓋遮陽網(wǎng)遮陽，進入正常管理。

在苗期、結薯期追施三維全效有機肥（N-P-K：16-8-16），每667 m2用量為40 kg；住商復合肥（N-P-K：16-8-22），每667 m2用量為20 kg。本試驗所選小區(qū)面積16.25 m2，每667 m2種植166 750 株。

1.5 試驗設計

本試驗設在西川園區(qū)日光溫室進行，試驗于2021 年7—11 月進行，馬鈴薯脫毒苗于7 月11 日移栽于溫室，株行距4 cm×10 cm，7 月下旬進行莖部壓苗，8 月上旬進行壓苗，10 月10 日扣棚，11 月中旬收獲。

試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，設5 個處理，按FM-生物菌肥不同的稀釋倍數(shù)進行葉面噴施，稀釋倍數(shù)分別為300 倍（T1）、400 倍（T2）、500 倍（T3）和600 倍（T4），以不噴施為對照。以1 畦為1 個處理，共設3 次重復，每個處理面積為2.5 m×6.5 m。其中，每隔30 d（9 月1 日、10 月1 日、11 月1 日）用噴霧器根據(jù)稀釋倍數(shù)噴施1 次，共噴施3 次。

1.6 測定項目及方法

1.6.1 生長指標測定

觀測記載馬鈴薯微型薯生長情況，分別于葉面肥噴施后一周（9 月8 日、10 月8 日、11 月8 日）測定脫毒苗的株高、莖粗和葉片厚度。株高用直尺測量，從地面到新葉最頂端的距離；莖粗用游標卡尺測量，離地面1 cm 處測量植株的直徑；葉片厚度用游標卡尺測量，測量植株頂端從上往下第3 片葉的厚度。

1.6.2 產(chǎn)量測定

收獲后分級測定馬鈴薯微型薯產(chǎn)量，用分粒機進行數(shù)粒分級。

1.6.3 功能葉的葉綠素含量

馬鈴薯脫毒種苗定植后，分別于葉面肥噴施后一周（9 月8 日、10 月8 日、11 月8 日）測定葉片色素。選取植株由頂端數(shù)第3 片抽生功能葉片（能夠進行光合作用，積累有機物，并將積累的有機物運送到生長中心的葉片），將選取的葉片清洗后用濾紙吸干[11]。剪碎葉片中間部分混勻，然后稱取0.1 g 葉片放入25 mL 具塞試管中，加入10 mL、80%的丙酮浸沒葉片，于黑暗環(huán)境下充分浸提。每12 h 震蕩1 次，至48 h 葉片發(fā)白時，用分光光度計在663 nm、645 nm 兩個波段進行比色。按照公式（1）～（4）計算光合色素含量。

式中，Ca為葉綠素a 濃度，mg/L；Cb為葉綠素b 濃度，mg/L；Ca+b為葉綠素a 和葉綠素b 的總濃度，mg/L；A663、A645分別為葉綠素溶液在663 nm、645 nm 處的吸光度，S為葉綠素含量，mg/g；c為葉綠素濃度，mg/L；V為提取液體積，mL；m為樣品質量，mg。

1.6.4 光合參數(shù)

于馬鈴薯原種收獲期的上午9：00—11：00，選擇晴朗天氣測定光合指標。采用便攜式光合儀，每小區(qū)選取6～10 株測定頂端向下數(shù)第3 片功能葉的葉片蒸騰速率（Tr）、光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）及胞間二氧化碳（Ci）。

1.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用IBMSPSS Statistics 19.0 軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度FM-生物菌肥對馬鈴薯微型薯生長表現(xiàn)的影響

2.1.1 不同濃度FM-生物菌肥對微型薯株高的影響

圖1 顯示了FM-生物菌肥不同處理組馬鈴薯微型薯的株高。由圖知在第1 次測定時，各處理組株高與對照組之間無明顯區(qū)別，第2、3 次測定時，馬鈴薯微型薯脫毒苗株高為T3＞T4＞T2＞T1＞CK。T3 處理組在3 次追施之后馬鈴薯微型薯脫毒苗的株高分別為23.5、38.4、47.6 cm，均為同一時間內(nèi)最高，分別比對照組高4.9、4.5、4.5 cm；其次為T4 和T2 處理組。T2、T3、T4 處理組在第2 次和第3 次測定時與T1、CK 組有明顯差異（P＜0.05）。

圖1 FM-生物菌肥不同處理對馬鈴薯微型薯株高的影響Fig.1 The effect of different treatments of FM-biological fertilizer on the plant height of mini-potatoes

整體而言，稀釋倍數(shù)為500 倍時株高最大，其次為稀釋600 倍和400 倍的，稀釋300 倍時，株高與對照組接近。這說明FM-生物菌肥不同的稀釋倍數(shù)對株高都有促進作用，稀釋倍數(shù)為500 倍時株高最大。

2.1.2 不同濃度FM-生物菌肥對莖粗的影響

圖2 顯示了FM-生物菌肥不同處理組脫毒苗的莖粗，3 次測定時株高均為T3＞T4＞T2＞T1＞CK，T3 處理組馬鈴薯微型薯脫毒苗的莖粗最大，分別為4.78、9.24、12.66 mm，比對照高0.28、2.14、3.69 mm；其次為T4 處理組，在3 次測定時作用效果稍弱于T3 處理組的，分別比對照粗0.11、1.90、3.53 mm；然后是T2 和T1 處理組。

圖2 FM-生物菌肥不同處理對馬鈴薯微型薯莖粗的影響Fig.2 The effect of different treatments of FM-biological fertilizer on the stem thickness of mini-potatoes

在第1 次測定時，各處理組跟對照組結果近似，第2次和第3 次測定時，各處理與對照間均有顯著差異（P＜0.05）?？梢娮肥┎煌♂尡稊?shù)的FM-生物菌肥對莖粗都有促進作用，稀釋倍數(shù)為500 倍時莖粗最高。

2.1.3 不同濃度FM-生物菌肥對馬鈴薯微型薯葉片厚度的影響

各處理組在3 次測定時葉片厚度如圖3 所示。由圖知，T3 處理組馬鈴薯微型薯脫毒苗的葉片厚度在第1 次和第2 次測定時期最高，分別為1.15 mm、1.39 mm，比對照組厚0.17 mm 和0.27 mm。在第3 次測定時則是T4 處理組的葉片厚度最大，為1.58 mm，比對照組厚0.25 mm。第1 次測定時，T3 處理葉片厚度與其余幾組差異明顯，第2 次和第3 次測定時，四個處理組與對照均差異顯著（P＜0.05）。這說明FM-生物菌肥不同的稀釋倍數(shù)對葉片厚度都有促進作用，第1、2 次測定時稀釋500 倍葉片厚度最大，稀釋倍數(shù)為600 倍時在第3 次追施后葉片厚度最大。

圖3 FM-生物菌肥不同處理對馬鈴薯微型薯葉片厚度的影響Fig 3 The effect of different treatments of FM-biological fertilizer on the leaf thickness of mini-potatoes

從整個試驗周期來看，F(xiàn)M-生物菌肥不同稀釋倍數(shù)對株高、莖粗及葉片厚度均有不同程度的促進作用，其中，500 倍處理時植株株高和莖粗均最大。600 倍處理在第3 次測定時葉片最厚。稀釋400 倍和300 倍的生長指標雖低于500 倍和600 倍，但仍比對照組高。在本實驗中，稀釋倍數(shù)為500 倍的生長指標優(yōu)于濃度最大的300倍；從生長指標來看，生物菌肥的濃度并不是越高越好，因此，在施用生物菌肥時，應探尋出最適宜的施用濃度。

2.2 不同濃度FM-生物菌肥對馬鈴薯微型薯分級和合格粒數(shù)的影響

由表1 可知，F(xiàn)M-生物菌肥不同處理脫毒苗的薯塊分級及合格率均有所不同。其中，T3 處理組馬鈴薯微型薯脫毒苗產(chǎn)量最高，單株粒數(shù)、總粒數(shù)、合格率也均為各組內(nèi)最高。T3 組單株粒數(shù)達到3.2 粒，比對照組高0.6粒；總粒數(shù)為800.4 萬粒/hm2，比對照組高150.1 萬粒/hm2；合格率為95.4%，比對照組高10%。分級2～5 g和＞5 g 為合格微型薯，T3 組在這兩個級別的粒數(shù)均最多。T4 處理組稍低于T3 組，合格率為93.5%，比對照組高7.9%；T2 和T1 處理組合格率分別比對照組高6.5%和4%。T3 處理組的單株粒數(shù)與其余4 組差異明顯（P＜0.05）；總粒數(shù)和合格率與T4 處理組差異不明顯，與其他三組則有明顯差異。

表1 FM-生物菌肥不同處理對馬鈴薯微型薯塊分級及合格率的影響Table 1 The effect of different treatments of FM-biological fertilizer on the classification and qualification rate of mini-potato chunks

實驗結果表明，F(xiàn)M-生物菌肥不同的稀釋倍數(shù)對產(chǎn)量和合格率都有促進作用，稀釋倍數(shù)為500 倍時對馬鈴薯微型薯產(chǎn)量和合格率的促進作用最大。

2.3 不同濃度FM-生物菌肥對馬鈴薯植株功能葉色素的影響

由表2 可知，葉片的葉綠素含量隨著稀釋倍數(shù)增加而不同。其中，T4 處理組葉綠素含量最高，在3 次追施后均高于其他處理，在第3 次追施后，葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b 含量分別為1.732、0.605、2.337 mg/g，比對照組高0.377、0.045、0.422 mg/g。其次分別為T3、T2 和T1處理，均高于對照組。在整個測定過程中，各處理組與對照均有顯著差異（P＜0.05）；第2 次和第3 次測定時T4處理組與其余各組差異明顯（P＜0.05），T3、T2、T1 組之間差異不顯著。

表2 FM-生物菌肥不同處理對馬鈴薯微型薯植株功能葉色素的影響Table 2 Effects of different treatments of FM-biological fertilizer on functional leaf pigments of mini-potato plants

由于生物菌肥處理有固氮作用，因此，適當濃度的生物菌肥處理可以有效提高馬鈴薯植株對氮素的吸收，促進植株葉綠素含量的增加[6]。本實驗結果顯示，葉綠素含量與生物菌肥濃度有關，其中，稀釋倍數(shù)為600 時葉綠素含量最高，這也說明生物菌肥對植株葉綠素含量有很好的促進作用，特別是施用適宜濃度的生物菌肥。

2.4 不同濃度FM-生物菌肥對馬鈴薯植株光合參數(shù)的影響

由表3 可以看出，各處理組對馬鈴薯植株光合參數(shù)的影響不同，T4 處理組的影響最大，蒸騰速率為3.79 nmol/(m·s)，比對照組高0.89 nmol/(m·s)；光合速率為17.33 μmol/(m·s)，比對照組高6.21 μmol/(m·s)；氣孔導度為0.22 mol/(m·s)，高出對照組0.15 mol/(m·s)；二氧化碳濃度為345.00 μmol/(m·s)，比對照組高68.78 μmol/(m·s)。T3、T2 的蒸騰速率、光合速率、氣孔導度和二氧化碳濃度也均高于對照組；T1 除氣孔導度與對照組相同外，蒸騰速率、光合速率和二氧化碳濃度也都高于對照組。T4 對于蒸騰速率、二氧化碳濃度的影響，與其余四組處理相比差異明顯（P＜0.05）；T4、T3 對光合速率和氣孔導度的作用效果較為相似。

表3 FM-生物菌肥不同處理對馬鈴薯微型薯植株光合參數(shù)的影響Table 3 Effects of different treatments of FM-biological fertilizer on photosynthetic parameters of mini-potato plants

從整體分析看，不同濃度FM-生物菌肥對馬鈴薯植株光合參數(shù)的影響不同，稀釋倍數(shù)越高，蒸騰速率、光合速率、氣孔導度和二氧化碳濃度等指標越高。從以上指標的測定可以看出，施用適當濃度的生物菌肥，可以在很大程度上促進植物的光合作用，對馬鈴薯生長有利。

3 結論

有研究表明，生物菌肥在番茄、黃瓜、小白菜等蔬菜上施用后產(chǎn)量較對照組可明顯增加作物的產(chǎn)量[12-16]。生物菌肥通過固定氮素、分解磷素、分解鉀素等作用，可將土壤中作物需要但不能被吸收的某些元素轉化為營養(yǎng)成分，供作物吸收，為農(nóng)作物提供了生長發(fā)育所需的多種營養(yǎng)成分，提高作物的產(chǎn)量。

本試驗在施用有機肥的基礎上，增施不同稀釋倍數(shù)的FM-生物菌肥，發(fā)現(xiàn)不同濃度的生物菌肥在第2 次追施后，均可促進馬鈴薯微型薯的生長，通過對馬鈴薯粒數(shù)分級的檢測結果也顯示生物菌肥能夠提高作物產(chǎn)量，適宜濃度的生物菌肥處理能大幅提高作物的產(chǎn)量，其中稀釋500 倍處理組的效果最好，總粒數(shù)達到800.4 萬粒/hm2，合格率高達95.4%，極大地提高了產(chǎn)量和合格率；然后是稀釋600 倍的，再次為稀釋400 倍的，稀釋倍數(shù)300 倍的作用不明顯。通過檢測馬鈴薯功能葉綠素和光合作用參數(shù)，也證明生物菌肥可以促進作物光合作用，但追施不同濃度生物菌肥的光合作用與生長指數(shù)、產(chǎn)量等規(guī)律稍有區(qū)別，值得進行進一步的探究。整體來說，以稀釋500 倍的FM-生物菌肥作為追肥，能很好地促進馬鈴薯微型薯的生長，提高產(chǎn)量和商品率。