有效微生物可通过改善土壤微生态结构、促进养分循环与活化、提高植物光合效率和抗逆性等途径作用于植物生长,已在多种蔬菜作物上展现出显著的增产提质效果,且环境友好、无化学残留,契合可持续农业的发展方向。硼作为植物生长必需的微量元素,参与细胞壁形成、碳水化合物代谢和蛋白质合成等核心生理过程,而西兰花作为十字花科中对硼需求极高的蔬菜品种,缺硼会直接导致花球发育畸形、产量大幅下降和营养品质劣变。
研究目的
评估 5 种不同 EM 施用方式及硼肥追施对夏季收获西兰花生长、产量及营养品质的影响,筛选最优施肥与微生物处理组合,为西兰花优质高产栽培提供科学依据。
1. 试验地点与时间
地点:波兰中东部西德尔切自然科学与人文大学试验站(52°03′N,22°33′E)
时间:2014-2015 年连续两年开展试验
土壤条件:淋溶土(Luvisol),有机碳含量 0.97%,pHₖCl 6.0,有效硼含量仅 0.11mg/kg(严重不足)
2. 试验设计
采用裂区设计,3 次重复,设置两个试验因子:
主区因子(矿质施肥):
MF1:基础 NPK(206kg N、146kg P₂O₅、273kg K₂O/ha)+ 追施硝酸铵(62kg N/ha)
MF2:基础 NPK + 追施 Nitrabor 硼肥(400kg/ha,含 0.3% B,提供 1.2kg B/ha)
副区因子(EM 处理):
EM0:空白对照,不施用 EM
EM1:育苗基质添加 EM(1L 10% EM 水溶液 /m³ 基质)
EM2:育苗基质添加 EM + 定植后叶面喷施 10% EM 溶液
EM3:定植时每株浇灌 1L 10% EM 溶液
EM4:定植时浇灌 EM + 定植后叶面喷施 10% EM 溶液
3. 栽培管理
供试品种:西兰花(Brassica oleracea L. var. italica)品种 Wiarus
育苗:3 月中下旬播种于 54 孔穴盘,基质为脱酸高位泥炭,添加 NPK 复合肥
定植:4 月中下旬定植,株行距 50×50cm,定植后覆盖聚丙烯纤维地膜 3 周
田间管理:常规中耕除草,病虫害防治,EM 叶面喷施在硼肥追施后进行
生长与产量指标:收获期测定商品花球产量、单花球重、花球弧长、茎粗;收获前测定叶片 SPAD 值(叶绿素相对含量)
品质指标:干物质(105℃烘干法)、L - 抗坏血酸(Tillmans 法)、单糖(Luff-Schoorl 法)、蛋白质(凯氏定氮法,系数 6.25)
矿质元素:磷(比色法)、钾 / 钙(火焰光度法)、镁(原子吸收光谱法)
统计分析:使用 Statistica 10.0 软件进行方差分析,Tukey 法多重比较(p≤0.05)
| 处理 | 商品产量(t/ha) | 较对照增幅 | 单花球重(g) | 较对照增幅 |
|---|---|---|---|---|
| EM0(对照) | 9.9a | - | 253.1a | - |
| EM1 | 11.6b | 17.2% | 360.6b | 42.5% |
| EM2 | 13.8c | 39.4% | 416.6d | 64.6% |
| EM3 | 11.4b | 15.2% | 395.9c | 56.4% |
| EM4 | 11.4b | 15.2% | 399.0c | 57.6% |
| MF1(无硼) | 10.6A | - | 351.3A | - |
| MF2(加硼) | 12.6B | 18.9% | 378.8B | 7.8% |
核心发现:
1.所有 EM 处理均显著提高西兰花商品产量和单花球重,EM2 处理效果最优,产量增幅达 39.4%,单花球重增加 64.6%
2.硼肥追施(MF2)使西兰花平均增产 18.9%,单花球重增加 7.8%,且与 EM 处理存在协同增效作用
3.2015 年气候条件更适宜西兰花生长,产量较 2014 年高 6.5%
叶片 SPAD 值:所有 EM 处理均显著高于对照(76.8),EM2 最高(83.2),EM1(82.8)、EM4(82.1)、EM3(81.3)次之;硼肥对 SPAD 值无显著影响
花球弧长:EM2 处理最长(238mm),较对照(210mm)增加 13.3%;硼肥使花球弧长平均增加 3.7%
茎粗:各处理间无显著差异,平均为 29mm
| 指标 | EM0 | EM1 | EM2 | EM3 | EM4 | MF1 | MF2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 干物质(%) | 11.68 | 11.60 | 12.29 | 11.45 | 12.26 | 11.20A | 12.51B |
| 蛋白质(g/kg FM) | 40.5 | 40.2 | 40.4 | 40.5 | 40.6 | 40.4 | 40.5 |
| 单糖(g/kg FM) | 16.4ab | 16.6ab | 16.1ab | 15.4a | 16.8b | 16.3 | 16.2 |
| 抗坏血酸(mg/kg FM) | 650.1a | 665.5ab | 697.2b | 671.2ab | 667.6ab | 669.7 | 670.9 |
核心发现:
1.EM 处理对干物质、蛋白质和单糖含量无显著影响;硼肥显著提高干物质含量(+1.31%)
2.EM2 处理显著提高抗坏血酸含量(+7.2%),其他 EM 处理有提升趋势但未达显著水平
3.EM4 处理单糖含量显著高于 EM3 处理,其他处理间无差异
| 元素(g/kg DM) | EM0 | EM1 | EM2 | EM3 | EM4 | MF1 | MF2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 磷 | 5.46 | 5.60 | 5.67 | 5.68 | 4.78 | 5.08A | 5.80B |
| 钾 | 22.1a | 23.1b | 24.0c | 23.9bc | 22.8ab | 22.9A | 23.5B |
| 钙 | 3.21a | 3.26ab | 3.32b | 3.30b | 3.22a | 3.29 | 3.24 |
| 镁 | 1.94 | 1.97 | 2.01 | 1.99 | 1.98 | 2.01 | 1.94 |
核心发现:
EM1、EM2、EM3 处理显著提高西兰花钾和钙含量,其中 EM2 处理钾含量最高(+8.6%)
硼肥显著提高磷(+14.2%)和钾(+2.6%)含量,对钙、镁含量无显著影响
EM4 处理磷含量显著低于其他处理,原因尚不明确
EM 增产机制:EM 通过提高叶片叶绿素含量(SPAD 值)增强光合作用,同时活化土壤养分、促进根系吸收,从而显著提高产量,这与大白菜、甘蓝等十字花科蔬菜的研究结果一致。
硼肥作用:硼参与碳水化合物运输和细胞壁合成,追施硼肥可缓解土壤缺硼胁迫,促进花球发育,提高干物质和矿质元素积累。
施用方式差异:育苗基质添加 EM 结合叶面喷施(EM2)效果最优,说明 EM 在苗期和生长期持续施用能更好地发挥作用。
主要结论
1.所有 EM 施用方式均能显著提高西兰花商品产量和单花球重,育苗基质添加 EM + 定植后叶面喷施(EM2)效果最佳,产量增幅达 39.4%,同时显著提高抗坏血酸、钾和钙含量。
2.硼肥追施可显著提高西兰花产量(+18.9%)、单花球重(+7.8%)、干物质含量及磷、钾含量,是缺硼土壤西兰花栽培的必要措施。
3.EM 处理对西兰花干物质、蛋白质和单糖含量无显著影响。
实践启示
1.推荐栽培方案:西兰花育苗时在基质中添加 1L 10% EM 水溶液 /m³,定植后叶面喷施 10% EM 溶液,同时配合追施 Nitrabor 硼肥 400kg/ha,可实现优质高产。
2.应用价值:EM 与硼肥配施技术操作简便、成本低廉,无需改变现有栽培流程,适合在沙质缺硼土壤地区推广应用。
本文内容整理自《Journal of Elementology》
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。