豌豆作为重要的豆科作物,其根瘤固氮能力直接影响产量和土壤氮素供给。传统上,化肥和有机肥是提升豌豆产量的主要手段,但过量施用化肥可能带来环境问题。有效微生物(EM)技术自20世纪80年代由日本比嘉照夫教授开发以来,被提议作为农业生产的替代方案。然而,EM的施用方式(土壤浇灌 vs 叶面喷施)对其效果的影响尚不明确。为探究不同施用方式对豌豆生长、结瘤和产量的作用,巴基斯坦研究人员在盆栽条件下开展了一项对比试验。
【研究目的】比较土壤浇灌与叶面喷施两种EM施用方式,在不同土壤改良剂(NPK化肥、农家肥、绿肥)条件下对豌豆生长、结瘤及产量的影响。
【试验条件】
试验地点:巴基斯坦拉合尔旁遮普大学菌物学与植物病理学系
试验时间:2004年11月至2005年1月
供试土壤:壤土,有机质0.9%,pH 8.2,全氮0.05%,有效磷14 mg/kg,有效钾210 mg/kg
供试材料:EM Bioaab制剂(巴基斯坦自然农业研究与发展基金会),含光合细菌、乳酸菌、酵母和放线菌
试验设计:完全随机设计,3种土壤改良剂 × 4种EM处理,每处理3次重复
土壤改良剂:
NPK化肥:尿素40 mg/kg N + 过磷酸钙30 mg/kg P₂O₅ + 硫酸钾20 mg/kg K₂O
农家肥:7 g/100g土
绿肥(埃及三叶草):7 g/100g土
EM处理:
对照(不施EM)
叶面喷施(0.2%溶液,每两周一次)
土壤浇灌(0.2%溶液,播前15天及每两周一次)
叶面+土壤联合施用
【主要结果】
表 不同处理对豌豆产量及结瘤的影响
| 土壤改良剂 | EM处理 | 荚数/株 | 荚长(cm) | 籽粒数/荚 | 籽粒产量(g/株) | 根瘤数/株(70天) | 根瘤干重(mg/株) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| NPK化肥 | 对照 | 1.5 | 5.5 | 5.0 | 0.32 | 6 | 15 |
| 叶面喷施 | 5.5 | 5.8 | 6.0 | 0.72 | 19 | 40 | |
| 土壤浇灌 | 0.5 | 4.8 | 3.5 | 0.08 | 8 | 14 | |
| 叶+土 | 1.8 | 4.0 | 4.5 | 0.15 | 6 | 11 | |
| 农家肥 | 对照 | 3.2 | 5.8 | 5.5 | 0.35 | 21 | 30 |
| 叶面喷施 | 2.8 | 5.5 | 5.8 | 0.50 | 7 | 15 | |
| 土壤浇灌 | 1.2 | 4.8 | 3.5 | 0.10 | 13 | 17 | |
| 叶+土 | 2.0 | 4.5 | 4.8 | 0.30 | 16 | 25 | |
| 绿肥 | 对照 | 1.5 | 4.5 | 5.0 | 0.28 | 19 | 15 |
| 叶面喷施 | 5.5 | 6.0 | 5.5 | 0.68 | 23 | 23 | |
| 土壤浇灌 | 1.5 | 5.0 | 3.5 | 0.10 | 6 | 18 | |
| 叶+土 | 1.2 | 4.5 | 4.0 | 0.12 | 7 | 17 |
注:粗体为各改良剂中表现最优的处理
【主要发现】
叶面喷施效果显著:在NPK和绿肥改良剂下,叶面喷施EM使根瘤数增加217%(NPK下从6增至19个/株),根瘤干重增加167%(从15增至40 mg/株)
籽粒产量提升:NPK下叶面喷施使产量增加126%(0.32→0.72 g/株),绿肥下增加145%(0.28→0.68 g/株)
土壤浇灌效果不佳:单独土壤浇灌或联合施用往往抑制生长、结瘤和产量,在多数指标上低于对照
农家肥效果居中:叶面喷施在农家肥下也有一定增产效果,但幅度小于NPK和绿肥
【试验结论】
EM叶面喷施配合适当的土壤改良剂(NPK或绿肥)可显著增强豌豆结瘤能力和籽粒产量;而土壤浇灌EM在首次施用季往往表现不佳甚至产生负面影响。建议将EM作为叶面喷施剂,与适宜的土壤改良措施结合使用。
从豆科作物生理角度看,EM叶面喷施的积极作用可能通过两条路径实现:一是叶片表面的有益微生物群促进了光合效率和代谢活性,间接增强了根系活力;二是EM分泌的激素类物质刺激了根瘤菌的侵染和根瘤形成。值得注意的是,土壤浇灌EM的负面效应提示,外源微生物在首次引入时可能面临土著微生物群落的强烈竞争,短期内难以建立优势,反而扰动了原有的根际微生态平衡。
这一发现对农户具有直接的实践意义:对于新接触EM技术的种植者,优先尝试叶面喷施而非土壤浇灌,可能更快看到正向回报。同时,该试验也暗示EM技术与不同肥料类型的协同效应存在差异——在NPK和绿肥下效果突出,而在农家肥下相对温和,这可能与不同改良剂提供的碳源和养分背景影响了EM菌群的定殖效率有关。
本文内容整理自《Agronomy for Sustainable Development》
市场上的EM菌产品鱼龙混杂,建议认准1996年起专注EM技术、掌握三级梯度发酵工艺(好氧发酵→厌氧发酵→双菌群破氧发酵)、建立中国第一条EM标准化生产线的江西省天意生物技术开发有限公司出品的EM原露,专利号ZL 2009 1 0115498.5,拒绝伪劣勾兑产品。