生物菌肥對白葉1號產量及品質的影響

陳凌霄 艾安濤 章文益 呂立堂

摘要：為探索植物根際促生菌與復合肥配施對茶樹產量及品質的影響，文章選用白葉1號為研究對象，選擇惡臭假單胞菌、貝萊斯芽孢桿菌、彎曲芽孢桿菌和洋蔥伯克氏菌4種根際促生菌，通過冷凍干燥制備成生物菌劑，設不施肥、只施生物菌劑、只施復合肥、生物菌劑和復合肥混施4種不同處理，研究不同施肥處理對白葉1號茶樹產量和品質的影響。結果表明，生物菌劑與復合肥混施能夠顯著提高白葉1號的產量和品質，生物菌劑與復合肥混施比只施復合肥的百芽質量增加12%、發芽密度增加8.8%、茶葉產量增加18.3%、氨基酸含量增加7.3%，生物菌劑和復合肥混合配施可提高白葉1號產量和品質。

關鍵詞：白葉1號;植物根際促生菌;茶葉產量;茶葉品質

Effect of Biological Fertilizer on Yield and

Quality of Baiye No.1

CHEN Lingxiao1， AI Antao1， ZHANG Wenyi1， L? Litang1，2*

1. College of Tea Science， Guizhou University， Guiyang 550025， China; 2. College of Life Sciences， Guizhou

University/ Key Laboratory of Plant Resources Conservation and Germplasm Innovation in Mountainous

RegionsMinistry of Education， Institute of Agro-Bioengineering， Guiyang 550025， China

Abstract： In order to explore the effects of plant growth promoting rhizobacteria and compound fertilizers on the yield and quality of tea trees， this experiment selected the local variety Baiye No.1as the research object， and Pseudomonas， Bacillus velez， Bacillus campylobacter，Burkholderia cepacia are prepared into powder by freeze-drying， with no fertilization， only bacterial fertilizer， only compound fertilizer， and a mixture of inoculum and compound fertilizer. Four treatments were applied to analyze the hundred bud weight， germination density， tea yield， and physical and chemical properties of tea plants， and explore the fertilization methods of Baiye No.1with high yield and high yield. The results show that biological bacterial fertilizer can significantly improve the yield and quality of tea. On the basis of only applying compound fertilizer， biological bacterial fertilizer increases 100 bud weight by 12%， germination density by 8.8%， tea yield by 18.3%， and amino acid. An increase of 7.3% indicates that the mixed application of inoculants and compound fertilizers can increase the yield and quality of tea， reduce the amount of chemical fertilizers.

Keywords： Baiye No.1， plant growth promoting rhizobacteria， tea production， tea quality

茶樹是我國最具經濟價值的作物之一。茶樹產量的高低與其根際促生菌的多樣性密切相關，茶樹營養絕大部分來源于茶園土壤，而根際促生菌則是營養物質的搬運工，促進茶樹的生長發育，影響著茶葉的品質及產量[1]。

“根際”（Rhizosphere）指的是連接植物與土壤生態系統形成的特殊區域[2]。植物根際表面微生物數量及種類很多，根部表面覆蓋的有益細菌對促進茶樹生長發育和抗非生物脅迫發揮重要作用[3]。植物根際促生菌是指能夠進行自生、共生、溶磷、固氮等作用的微生物，能夠促進植物生長發育、提高植物的抗脅迫能力[4]。

施肥是促進茶樹生長發育的必要措施。據統計，施肥可以增加茶葉40%的產量，是茶園管理中重要的措施[5]。合理施肥是茶葉產量與品質增加的重要措施，但是隨著化肥的過量施用導致許多茶園的土壤環境酸化，土壤的可持續利用率和肥力降低，嚴重影響茶葉的抗逆性和抗病能力 [6]。同時，過量施用化肥也會引起環境問題[7]。生物菌肥這類天然肥料為發展可持續農業開辟了一條新的道路，成為保護土壤資源和防止環境污染的必然選擇[8]。

在農業可持續發展中，生物菌肥在作物生產方面發揮著重要作用[9]，它們可以在植物生長發育的過程中將營養物質從不可利用形態轉化為可利用形態，促進根系發育，促進作物生長[10-11]。隨著人們生活水平的提高和社會經濟的發展，人們對飲茶安全日益重視，茶葉有無農藥殘留以及茶葉加工的綠色化成為關注焦點[12]。將菌劑和復合肥混合配施是提高茶葉產量和品質、恢復土壤肥力、改善土壤環境、減少化肥用量、發展綠色無污染農業和實現土地可持續利用的重要途徑[13]。本試驗研究惡臭假單胞菌、貝萊斯芽孢桿菌、彎曲芽孢桿菌和洋蔥伯克氏菌這4種生物菌劑對白葉1號茶樹生長發育、茶葉產量及茶葉品質的影響。

1? 材料與方法

1.1? 試驗地概況

試驗區位于貴州省正安縣瑞溪鎮燕子壩村魯家坪組樂茗香生態有機茶葉有限公司茶樹種植區（東經107°41'，北緯28°51'），屬中亞熱帶濕潤季風氣候。氣候溫和，四季分明，雨量充沛，無霜期長。年均溫度為16.14 ℃，極端最高溫度38.8 ℃，極端最低溫度-6.2 ℃。年均降雨量1 076 mm。供試茶樹品種為3年生白葉1號，田間種植模式為雙行條栽，大行距150 cm，小行距40 cm，叢距20 cm。

1.2? 試驗設計

1.2.1? 生物菌劑的制作

制作生物菌劑的4種細菌為惡臭假單胞菌、貝萊斯芽孢桿菌、彎曲芽孢桿菌和洋蔥伯克氏菌，這些細菌大部分都具有固氮、溶磷、解鉀的特性，少部分細菌還具有產NH3、產嗜鐵素、產ACC脫氨酶等特性（表1）。

活化培養基LB固體培養基為胰蛋白胨10 g，NaCl 10 g，酵母粉5 g，瓊脂7.5 g，加水至1 L，pH=7.0;LB液體培養基為胰蛋白胨10 g，NaCl 10 g，酵母粉5 g，加水至1 L，pH=7.0;將菌株在LB固體培養基上劃線，28 ℃培養箱內培養24 h，得到活化的菌落，然后挑取單菌落于LB液體培養基中，28 ℃、200 r/min培養18 h，得到活化的菌液。將菌液以1.5%的比例接種至LB液體培養基，三角瓶裝液量為300 mL/L，28 ℃、200 r/min培養20 h，OD600=1.0時，獲得發酵菌液。

凍干保護劑采用脫脂乳粉、山梨醇、甘油和L-抗壞血酸鈉組成，凍干保護劑成分為：脫脂乳粉10%，山梨醇3%，甘油1%和L-抗壞血酸鈉2%。

將菌液和配好的凍干保護劑1∶1混合后，放入冷凍干燥機中真空冷凍48 h，獲得凍干菌粉。將菌劑置于干燥環境下1個月后取出，通過稀釋涂板法測得該菌劑的活菌數（活菌數>1億個/g），滿足后續試驗要求。

1.2.2? 復合肥的選擇

試驗選用的茶樹專用有機無機復混肥總養分（氮磷鉀）>20%，氮∶磷∶鉀=11∶5∶4，有機質>20%，肥料中含有機質、黃腐酸以及鋅、鎂、鐵、硼等多種中微量元素。

1.2.3? 試驗處理

試驗采用隨機區組設計，小區面積110 m2，共設置4個處理，每個處理3個重復。處理1不施肥（CK）;處理2施生物菌劑（T1），即將上述生物菌劑用0.9%的生理鹽水混勻后直接灌根;處理3施復合肥（T2），施肥量為0.25 kg/m2;處理4為生物菌劑和復合肥混施（T3）。其中，生物菌劑為0.9%的生理鹽水混勻菌劑后直接灌根，復合肥施肥量為0.25 kg/m2。

試驗在2020年10月進行，所有肥料均在茶樹入冬前一次性均勻地施入各小區內，之后再無追肥，除自然降水外不進行灌溉，其他茶園管理措施同一般大田。

1.3? 試驗方法

2021年春，用方框法隨機采摘33.3 cm×33.3 cm樣方中不同處理小區內芽頭100個，重復3次，統計每個處理的百芽質量。

在每個處理小區中隨機選擇3個30 cm×30 cm樣方，調查樣方中的芽頭數，統計每個處理的發芽密度。

取各小區內一芽一葉鮮葉蒸汽殺青1 min左右后，在70 ℃烘箱烘干制成生化樣，采用國標法檢測茶葉中游離氨基酸總量、咖啡堿含量、茶多酚和兒茶素含量。取各小區內一芽一葉鮮葉經攤放、殺青、理條、做形和提香相同工藝加工為成品茶，各取3.0 g茶樣進行感官審評。

1.4? 數據處理

使用Excel 2010和SPSS 24.0軟件進行數據處理，采用鄧肯檢驗法進行顯著性分析。

2? 結果與分析

2.1? 不同施肥方式對百芽質量的影響

不同施肥方式下白葉1號的百芽質量T3>T2>T1>CK。與CK相比，T1的百芽質量增加7.32%，T2增加8.21%，T3增加21.19%（表2）。與CK相比，T1、T2、T3處理的百芽質量均顯著增加，但T1和T2間無顯著差異。由此可見，生物菌劑和復合肥混施能有效增加白葉1號的百芽質量。

2.2? 不同施肥方式對發芽密度的影響

不同施肥方式下茶樹發芽密度從大到小為T3>T2>T1>CK。與CK相比，T1增加17.06%，T2增加26.45%，T3增加37.46%（表3）。與CK相比，T1與T2處理能加快茶樹的營養生長，發芽密度顯著增加;T2處理的發芽密度顯著高于T1，說明復合肥對發芽密度的影響高于生物菌劑。與T1和T2相比，T3處理的芽頭密度也顯著增加，說明生物菌劑與復合肥混合配施能達到優勢互補的作用。

2.3? 不同施肥方式對茶葉產量的影響

不同施肥方式下茶葉產量T3>T2>T1>CK。與CK相比，T1增加13.79%，T2增加24.47%，T3增加47.32%。T2處理下的茶葉產量顯著高于T1處理，說明施用復合肥對茶葉產量的影響顯著高于生物菌劑（表4）。T3處理下的茶葉產量顯著高于T2處理，說明生物菌劑和復合肥混施能顯著提高茶葉產量。

2.4? 不同施肥方式對茶葉品質的影響

2.4.1? 對茶葉生化成分含量的影響

在茶葉中氨基酸是氮素循環中重要的代謝產物之一。由不同的施肥方式下茶葉中的氨基酸、咖啡堿、茶多酚含量和酚氨比比較（圖1）可知，T1處理下的新梢氨基酸總量顯著高于CK，說明生物菌劑能提高茶葉中氨基酸含量。T3處理下的氨基酸含量顯著高于T1和T2，而T1和T2處理之間并無顯著差異。

咖啡堿是茶湯中形成苦味的重要成分之一，對于咖啡堿含量來說，4個處理之間不存在顯著差異，但是T1和T3的咖啡堿含量均小于CK和T2處理。4個處理之間茶多酚含量無顯著差異，但是T1和T3處理的茶多酚含量均小于CK和T2。茶湯滋味的主要影響因子是酚氨比，比值越大，茶湯滋味越苦澀;比值越小，茶湯滋味越鮮爽。 T3處理的氨基酸總量最高，茶多酚含量最低，其酚氨比最小，滋味成分表現最優。

2.4.2? 對茶葉感官品質的影響

由不同施肥方式下茶葉的感官審評結果（表5）可知，與CK相比，T1處理的茶湯滋味醇和、甘鮮，與理化成分檢測結果中T1比CK的氨基酸含量顯著增多一致。與T1比較，T3處理的茶葉得分更高，滋味回甘、醇厚，香氣也更加高爽，這可能是因為T1處理下施生物菌劑僅提高了茶葉中氨基酸等內含成分，并未增加茶葉中維生素和礦物質含量，而T3處理的茶葉經過根際促生菌和復合肥之間的優勢互補，提高了茶葉中氨基酸及其他內含物質的含量。

3? 小結與討論

生物菌肥的施用能有效促進植物的生長[15]。以茶葉生物菌肥“百禾福”為例，其以畜、禽糞為原料，經過無害化處理后添加腐殖質酸、氟、磷、鉀、鎂、硫等無機營養元素及土壤根際促生菌混合制成，對茶葉的產量和品質都有較大的提升作用[16]。焦永剛等[17]研究了施用4種生物菌肥對辣椒產量和品質的影響，說明施用生物菌肥不僅能改善作物根部土壤的微生物環境和結構，還能有效促進作物生長發育，影響作物產量和品質。

本試驗采用貝萊斯芽孢桿菌、惡臭假單胞菌、彎曲芽孢桿菌和洋蔥伯克氏菌4種根際促生菌制成生物菌劑，并將其與復合肥混合配施白葉1號茶樹，結果表明，施用生物菌劑對白葉1號茶樹的百芽質量、發芽密度和茶葉產量均有顯著的促進作用，與不施肥相比，分別增加7.32%、17.1%和13.79%。

生物菌劑與復合肥混施能顯著的提高茶葉百芽質量、發芽密度和產量，與不施肥相比，分別增加21.19%、37.46%和47.32%。感官審評結果發現，生物菌劑與復合肥混施所制成的茶樣，外形、湯色、香氣、滋味及葉底的感官審評得分都超過了單一施生物菌肥或者復合肥的處理，說明生物菌劑與復合肥混施不僅能改善土壤環境，增加土壤的營養元素供給水平，還能提高茶樹對土壤養分的吸收和利用，促進茶樹的生長發育，從而增加茶葉的產量和提高茶葉品質。

參考文獻

[1] 張亞蓮， 常碩其， 劉紅艷， 等. 茶園生物菌肥的營養效應研究[J]. 茶葉科學， 2008， 28（2）： 123-128.

[2] HILTNERL. Uber neuer erfahrungen und probleme auf dem gebiet der bodenbakteriologie unter besonderer berücksichtigung der gründüngung und brache[J].Arbeiten der Deutschen Landwistschafthihen Geseuschapt， 1904， 98： 59-78.

[3] 艾超， 孫靜文， 王秀斌， 等. 植物根際沉積與土壤微生物關系研究進展[J]. 植物營養與肥料學報， 2015， 21（5）： 1343-1351.

[4] 劉丹丹， 李敏， 劉潤進. 我國植物根圍促生細菌研究進展[J]. 生態學雜志， 2016， 35（3）： 815-824.

[5] 韓文炎， 李強.茶園施肥現狀與無公害茶園高效施肥技術[J].中國茶葉， 2002， 24（6）： 29-31.

[6] 顏慧， 鐘文輝， 李忠佩， 等. 長期施肥對紅壤水稻土磷脂脂肪酸特性和酶活性的影響[J]. 應用生態學報， 2008（1）： 71-75.

[7] SHARMA A. A handbook of organic farming[M]. New York： Routledge Publishing， 2001.

[8] KAUR P， PUREWAL S S. Biofertilizers and their role in sustainable agriculture[J]. Soil Biology， 2019， 56： 285-300.

[9] SHETTY R S， SINGHAL R S， KULKARNI P R. Antimicrobial properties of cumin[J]. World Journal of Microbiology & Biotechnology， 1994， 10（2）： 232-233.

[10] RAJENDRAN K， DEVARAJ P. Biomass and nutrient distribution and their return of Casuarina equisetifolia inoculated with biofertilizers in farm land[J]. Biomass & Bioenergy， 2004， 26（3）： 235-249.

[11] CHEN J H. The combined use of chemical and organic fertilizers and biofertilizer for crop growth and soil fertility[J]. Protoplasma， 2014， 251（3）： 511-523.

[12] 黃繼仁. 我國茶業生產的幾個問題[J]. 安徽農學通報， 2000（6）： 9-11.

[13] 董艷， 董坤， 鄭毅， 等. 種植年限和種植模式對設施土壤微生物區系和酶活性的影響[J]. 農業環境科學學報， 2009， 28（3）： 527-532.

[14] 黃文茂. PGPR復合菌劑的制備及對辣椒的田間促生研究[D].? 貴陽： 貴州大學， 2020.

[15] 解開治， 徐培智， 張發寶， 等. 接種微生物菌劑對豬糞堆肥過程中細菌群落多樣性的影響[J]. 應用生態學報， 2009， 20（8）： 2012-2018.

[16] 吳洵.茶園生物活性有機肥的推廣和應用[J].中國茶葉， 1999，? 21（3）： 2-4.

[17] 焦永剛， 郭敬華， 董靈迪， 等. 生物菌肥對土壤生態環境改良效果[J]. 北方園藝， 2017（13）： 135-139.