EM菌生物有機肥對魯梅克斯農(nóng)藝特性及品質(zhì)的影響

蔡振學，赫蘭保，徐永清，周 晶，李 飛，李延琪，苗 宇，胡寶忠,2,李風蘭

(1.東北農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，黑龍江 哈爾濱150030； 2.哈爾濱學院，黑龍江 哈爾濱 150086)

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EM菌生物有機肥對魯梅克斯農(nóng)藝特性及品質(zhì)的影響

蔡振學1，赫蘭保1，徐永清1，周 晶1，李 飛1，李延琪1，苗 宇1，胡寶忠1,2,李風蘭1

(1.東北農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，黑龍江 哈爾濱150030； 2.哈爾濱學院，黑龍江 哈爾濱 150086)

魯梅克斯(Rumexpatientia×Rumextianschanicuscv. Rumex)具有抗寒、耐鹽堿、營養(yǎng)價值高等特點，是畜牧業(yè)上廣泛應用的牧草，而EM菌生物有機肥可以提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，改良土壤，因此，施用EM菌生物有機肥對魯梅克斯種植的推廣具有重要的意義。本研究以從俄羅斯引進的魯梅克斯品種(Щавель Чемпион)和國內(nèi)的魯梅克斯K-1雜交酸模品種為材料，在魯梅克斯種植過程中施用EM菌生物有機肥，研究此有機肥對牧草的農(nóng)藝特性及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，EM菌生物有機肥的施加，能夠有效地促進魯梅克斯的生長發(fā)育，明顯地增加引進和國內(nèi)品種的產(chǎn)量，顯著地提高牧草的經(jīng)濟效益(P<0.05)，并且可以顯著地提高魯梅克斯葉簇期葉片中葉綠素的含量(P<0.05)，但對單寧含量影響不顯著(P>0.05)。對引進品種施用EM菌有機肥時，發(fā)現(xiàn)其品質(zhì)也顯著地提高(P<0.05)。綜上研究可知，在魯梅克斯的種植過程中施加EM菌生物有機肥，不僅能夠顯著提高牧草的農(nóng)藝特性，同時也能有效提高其品質(zhì)。

魯梅克斯；品質(zhì)；EM菌生物有機肥；農(nóng)藝特性

魯梅克斯(Rumexpatientia×Rumextianschanicuscv. Rumex)為蓼科(Polygonaceae)酸模屬(Rumex)多年生宿根草本植物[1]，其主產(chǎn)區(qū)主要分布在北溫帶，在我國各地區(qū)分布較廣[2]。其中我國以魯梅克斯K-1雜交酸模的種植最為廣泛，它是以巴天酸模(R.patientia)為母本，天山酸模(R.tianschanicus)為父本，經(jīng)過雜交培育而成的品種[3-7]。

魯梅克斯營養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量較高，同時還含有豐富的胡蘿卜素和維生素及多種礦物質(zhì)等，莖葉鮮嫩且適口性好，適于飼喂畜、禽和魚等[8-10]。魯梅克斯具有根系發(fā)達、抗寒、抗旱、耐鹽堿、生長速度快且產(chǎn)量高等優(yōu)點，可以在不同的氣候條件下生長，也可在多種土質(zhì)中栽培且長勢良好，特別是其具有較強的抗旱、耐鹽堿能力[11]。赫蘭保等[12]對從俄羅斯引進的6個魯梅克斯品種(Щавель Широколистный、Щавель Чемпион、Щавель Изумрудный Снег、Щавель Бельвильиский、Щавель Крупнолистный和Русский Размер)的適應性進行了評價，確定Щавель Чемпион為適合黑龍江種植的品種，具有抗鹽堿、品質(zhì)好及產(chǎn)量高等優(yōu)點。本研究采用的引進品種即為該品種。

EM菌生物有機肥，是EM復合微生物菌對各種有機物原料進行發(fā)酵而制成的微生物有機肥。該肥料養(yǎng)分豐富，除了含有植物生長所必需的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素外，同時，還含有大量對植物生長有益的微生物菌群。EM菌生物有機肥集無機肥、有機肥和生物肥的速效、長效和增效的特點于一體，EM菌生物有機肥中高活性的EM菌能夠活化土壤，促進植物生長，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，同時還能改善土壤環(huán)境，修復受污染的土壤，是生產(chǎn)綠色有機農(nóng)作物的理想肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已被廣泛使用[13-19]。近年來，我國大部分土地由于化肥的大量施用，隨之帶來的是土壤生態(tài)環(huán)境惡化、鹽堿、板結(jié)等一系列的農(nóng)業(yè)生態(tài)問題[20-21]。因此，為了解決化肥的施用對土壤污染的問題，迫切需要一種新型的環(huán)保肥料來替代無機化肥，而EM菌生物有機肥是可以被高效利用的微生物有機復合型肥料[22]。因此，在牧草生產(chǎn)中研究和開發(fā)EM菌生物有機肥料是可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢[23]。

目前，健康無公害、綠色、有機食品已越來越受到社會的關(guān)注，而種植綠色、有機牧草，提高牧草品質(zhì)，可以為家畜提供綠色安全的飼料，是生產(chǎn)安全肉、蛋、奶的基礎(chǔ)和保障，是提高有機牧業(yè)的重要前提。孫啟忠等[24]在甘肅的河西走廊、內(nèi)蒙古境內(nèi)的庫布齊沙地和科爾沁沙地3個地區(qū)的研究表明，施用EM菌生物有機肥，不僅能夠大幅度地提高牧草的產(chǎn)量和品質(zhì)，而且能夠有效降低土壤及牧草中有害物質(zhì)的殘留量，從而減少了畜禽等對有毒物質(zhì)的采食量，為生產(chǎn)安全綠色的畜禽產(chǎn)品提供了安全保障；在紫花苜蓿(Medicagosativa)種植過程中施用EM菌生物有機肥，可以顯著地改良其株高、莖粗、葉面積、分枝數(shù)和莖葉(P<0.05)等農(nóng)藝特性。與未施肥相比，施用污泥有機肥后，紫花苜蓿葉中營養(yǎng)元素和微量元素(N、P、K、Zn、Fe、Cu、Mn)含量均有所提高，且未對作物產(chǎn)生毒害作用[25]。目前，有關(guān)生物有機肥在魯梅克斯中的應用鮮見報道。

EM菌生物有機肥對農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)起到了至關(guān)重要的作用，而且篩選出的優(yōu)質(zhì)魯梅克斯牧草能夠解決我國牧草品種單一的問題，因此，本研究以國外引進的魯梅克斯和國內(nèi)品種魯梅克斯K-1雜交酸模為材料，在種植過程中施用EM菌生物有機肥，研究有機肥對牧草的農(nóng)藝特性及品質(zhì)的影響，旨為EM菌生物有機肥的推廣和對魯梅克斯的有機種植推廣提供理論依據(jù)，為我國的畜牧業(yè)的發(fā)展奠定良好的試驗基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本研究中供試植物為俄羅斯引進品種Щавель Чемпион，記為L，購買于俄羅斯莫斯科；國內(nèi)對照品種為魯梅克斯K-1雜交酸模，記為CK，購買于山東曹縣農(nóng)牧科技研究所。以上供試種子均為2013年新收獲的新種子。

本研究中所使用的肥料為EM菌生物有機肥，由黑龍江省農(nóng)科院提供，其中干物質(zhì)含量89.8%，粗蛋白28.8%，粗纖維12.7%，可消化蛋白14.4%，無氮浸出物28.8%，磷2.6%，鈣8.7%。牧草種植地為黑龍江省肇州縣新府鄉(xiāng)，土壤養(yǎng)分中速效磷含量為25.15 mg·kg-1，速效鉀為64.3 mg·kg-1，堿解氮108.27 mg·kg-1，有機質(zhì)9.63 g·kg-1，pH為8.75。

1.2 試驗方法

1.2.1 區(qū)域種植試驗設計 對種植區(qū)域的地塊進行兩種處理，一種為不施肥，另一種為施加EM菌生物有機肥，采用小區(qū)隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)面積為35 m2，3次重復，試驗區(qū)面積為300 m2，于2013年6月施加有機肥，施肥量為210 g·m-2，施肥7 d后，在兩種處理區(qū)域以條播種植方式種植俄羅斯引進品種(L)及國內(nèi)對照品種(CK)，壟寬大約35 cm，播種深度1～2 cm，播種量為0.75～1 g·m-2。種植后及時進行田間調(diào)查，做好田間調(diào)查記錄，正常進行田間管理，在葉簇期取樣測定品質(zhì)。

1.2.2 EM菌生物有機肥對魯梅克斯農(nóng)藝特性影響的研究 在魯梅克斯展葉后期(葉簇期)對進行不同處理的兩種魯梅克斯牧草的農(nóng)藝性狀進行測定，分別測定株高、葉寬、單株葉片數(shù)、分枝數(shù)、單株葉面積及生物產(chǎn)量。增產(chǎn)率的計算公式如下：

增產(chǎn)率=(施加有機肥年總產(chǎn)量-未施肥的年總產(chǎn)量)/未施肥年總產(chǎn)量×100%。

1.2.3 EM菌生物有機肥對魯梅克斯葉綠素及單寧含量影響的研究 在葉簇期對不同處理的引進和國內(nèi)魯梅克斯牧草品種的葉綠素及單寧含量進行測定，測定方法采用分光光度法[26-27]。

1.2.4 EM菌生物有機肥對引進魯梅克斯品種營養(yǎng)品質(zhì)影響的研究 在魯梅克斯展葉后期(葉簇期)對不同處理的引進品種(L)進行取樣，測定葉片中營養(yǎng)指標，主要包括粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、粗纖維(CF)、粗灰分(Ash)、鹽分、維生素D、維生素E、胡蘿卜素、維生素K1、維生素B2、維生素B6、煙酸和泛酸。

營養(yǎng)品質(zhì)測定依照楊勝[28]的方法，其中粗蛋白(CP)采用凱氏定氮法測定，主要儀器為FOSS全自動凱氏定氮儀；粗脂肪(EE)采用索氏浸提法測定，主要儀器為索氏脂肪提取器；粗纖維(CF)采用酸堿分次水解法測定，主要儀器為ANKOMA200i型半自動纖維分析儀；粗灰分(Ash)采用灼燒法測定；鹽分、維生素D、維生素E、胡蘿卜素、維生素K1、維生素B2、維生素B6、煙酸和泛酸采用高效液相色譜法測定。

1.2.5 施用EM菌生物有機肥的經(jīng)濟效益 經(jīng)濟效益根據(jù)增收公式計算所得。

增收=[(施加EM菌生物有機肥的干草產(chǎn)量-未施肥的干草產(chǎn)量)×單價]-有機肥成本。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所得數(shù)據(jù)及分析結(jié)果均采用Microsoft Excel錄入，并作圖。對魯梅克斯的農(nóng)藝特性、經(jīng)濟效益、葉綠素含量以及單寧含量的影響采用SPSS 17.0軟件進行單因素方差分析，對魯梅克斯營養(yǎng)品質(zhì)的影響采用Excel獨立樣本T檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 EM菌生物有機肥對魯梅克斯農(nóng)藝特性的影響

2.1.1 EM菌生物有機肥對魯梅克斯營養(yǎng)生長的影響 在不施EM菌生物有機肥的情況下，引進品種(L)的株高、葉寬、單株葉片數(shù)、分枝數(shù)和單株葉面積均顯著高于(P<0.05)國內(nèi)品種(CK)的(表1)。在施用了EM菌生物有機肥后，引進品種(L)的株高、單株葉片數(shù)、分枝數(shù)和單株葉面積均顯著高于(P<0.05)未施EM菌生物有機肥處理的，但葉寬差異不顯著(P>0.05)；國內(nèi)品種(CK)株高、葉寬、單株葉片數(shù)、分枝數(shù)和單株葉面積也均顯著高于(P<0.05)未施EM菌生物有機肥處理。對植株的葉片形態(tài)觀察表明，在EM菌生物有機肥處理的魯梅克斯植株的葉片比較完整，而未施加EM菌生物有機肥的植株葉片有破損現(xiàn)象。這些結(jié)果說明，EM菌生物有機肥對魯梅克斯的生長有較大的促進作用。

2.1.2 EM菌生物有機肥對魯梅克斯產(chǎn)量的影響 施EM菌生物有機肥可以顯著提高引進品種(L)和國內(nèi)品種(CK)生物產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量，引進品種(L)增產(chǎn)率為24.51%，CK增產(chǎn)率為16.15%(表2)。同一處理下，引進品種(L)在葉簇期的生物產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量顯著(P<0.05)高于國內(nèi)品種(CK)的。對魯梅克斯種植地施加EM菌生物有機肥，能夠明顯提高兩個品種的生物產(chǎn)量和干物質(zhì)產(chǎn)量。

2.2 施用EM菌生物有機肥的經(jīng)濟效益

施EM菌生物有機肥均提高了兩個魯梅克斯品種的經(jīng)濟效益(表3)。肥料、干草均以市場價(EM菌生物有機肥1.5元·kg-1，引進魯梅克斯干草3.05元·kg-1，國內(nèi)魯梅克斯干草1.95元·kg-1)計，與未施EM菌生物有機肥相比，施用EM菌生物有機肥后的引進品種(L)每公頃可以增產(chǎn)干草重5 253.2 kg，國內(nèi)品種(CK)每畝可以增產(chǎn)干草重3 059.7 kg，引進品種(L)經(jīng)濟效益比未施加EM菌生物有機肥每公頃增收了12 873.2元，經(jīng)濟效益十分明顯，而國內(nèi)品種(CK)經(jīng)濟效益比未施加EM菌生物有機肥每公頃增收了2 815.2元。

表1 施用EM菌生物有機肥對魯梅克斯生長的影響Table 1 Effect of applying EM biological organic fertilizer on growth of Rumex

注：L和CK分別為俄羅斯引進品種Щавель Чемпион和魯梅克斯K-1雜交酸模；“-”和“+”分別表示未施肥和施EM菌生物有機肥；同列不同小寫字母表差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：L and CK are imported cultivar of Щавель Чемпион and domesticRumexK-1; - and + are no fertilization and applying EM bacteria biological organic fertilizer; Different lower case letters within the same column represent significant difference at 0.05 level. The same below.

表2 施用EM菌生物有機肥對魯梅克斯產(chǎn)量的影響Table 2 Effect of applying EM biological organic fertilizer on yield of Rumex

表3 施用EM菌生物有機肥的經(jīng)濟效益Table 3 Effect of applying EM biological organic fertilizer on economic benefit of Rumex

2.3 EM菌生物有機肥對魯梅克斯葉綠素和單寧含量的影響

在不施EM菌生物有機肥的情況下，引進品種(L)在葉簇期的葉綠素含量與國內(nèi)品種(CK)相比無顯著差異(P>0.05)；在施EM菌生物有機肥的情況下，引進品種(L)和國內(nèi)品種(CK)的葉綠素含量為顯著增加(P<0.05)(表4)。這些結(jié)果表明，施EM菌生物有機肥能夠促進魯梅克斯葉綠素的生成。

單寧是普遍存在于大多數(shù)植物中的一種抗營養(yǎng)因子，飼草中單寧含量的高低直接影響著動物對飼草的適口性[29]。同一供試魯梅克斯品種施用EM菌生物有機肥前后，葉簇期的單寧含量差異不顯著(P>0.05)；不同品種之間單寧含量存在顯著差異，在同一處理下，引進品種(L)在葉簇期的單寧含量顯著低于(P<0.05)國內(nèi)品種(CK)的(表4)。說明，EM菌生物有機肥對魯梅克斯葉簇期的單寧含量無影響，引進品種(L)的適口性強于國內(nèi)品種(CK)的。

表4 施用EM菌生物有機肥對魯梅克斯 葉綠素和單寧含量的影響Table 4 Effect of applying EM biological organic fertilizer on on chlorophyll content and tannin content of Rumex

2.4 EM菌生物有機肥對魯梅克斯營養(yǎng)成分的影響

施用EM菌生物有機肥的引進品種(L)在葉簇期的粗蛋白、粗脂肪和粗灰分的含量均高于未施EM菌生物有機肥的含量；粗纖維、鹽分及維生素K1含量均低于未施EM生物有機肥的含量，其它維生素及煙酸的含量均高于未施EM菌生物有機肥的含量，其中維生素E、維生素B2、維生素B6及煙酸的含量顯著增加(P<0.05)，分別為未施EM菌生物有機肥的2.10、1.78、5.32和2.63倍。泛酸的含量顯著降低(P<0.05)，為未施EM菌生物有機肥的0.52倍。這些結(jié)果表明，施EM菌生物有機肥能夠提高魯梅克斯的營養(yǎng)品質(zhì)。

表5 EM菌生物有機肥對引進魯梅克斯(L) 營養(yǎng)成分影響(以干物質(zhì)計)Table 5 EM biological organic fertilizer effect on nutrients of Rumex (L) (DM basis)

注：“*”表示同一營養(yǎng)指標施EM生物有機肥與未施肥之間差異顯著(P<0.05)。

Note：“*”means significant difference between applying and no applying treatment at 0.05 level.

3 討論

施用EM生物有機肥可有效促進甜玉米(Zeamays)葉片的生長，明顯提高甜玉米葉面積生長速度，增加植株葉面積，提高作物光合面積，促進植株光合作用，進而達到增產(chǎn)增收的目的[30]。在本研究中，通過在魯梅克斯種植區(qū)域內(nèi)施加EM菌生物有機肥，其株高、單株葉片數(shù)、分枝數(shù)和單株葉面積、生物產(chǎn)量以及葉綠素含量均顯著高于未加EM菌生物有機肥，這些結(jié)果表明，施加EM菌生物有機肥可以有效提高魯梅克斯的生長特性。

施用生物有機肥后，水稻(Oryzasativa)、荔浦芋(Colocasiasp.)、黑皮果蔗(Saccharumofficinarum)、白菜(Brassicapekinensis)和西瓜(Citrulluslanatus)產(chǎn)量增加明顯，品質(zhì)大有改觀，果實甜度增加，口感變好[13]。施入酵素菌生物有機肥的寒富蘋果(Maluspumila)，樹勢有所增強，蘋果樹粗皮病有所緩解，產(chǎn)量高于對照(不施)30%；對果實品質(zhì)影響明顯，果實總糖、可溶性固形物含量、硬度均高于對照(不施)，維生素C含量大部分高于對照(不施)[31]；施用EM生物肥可促進茶(Camelliasinensis)樹芽頭早發(fā)，可提高茶葉產(chǎn)量，改善茶葉品質(zhì),促進茶樹根系發(fā)育等[32]。本研究發(fā)現(xiàn)，施EM菌生物有機肥后，魯梅克斯引進品種葉片中粗纖維、鹽分、維生素K1及泛酸含量低于未施EM生物有機肥的含量，其它營養(yǎng)品質(zhì)的含量均高于未施EM菌生物有機肥的含量，且其中維生素E、維生素B2、維生素B6以及煙酸含量達到顯著水平(P<0.05)。

牧草的營養(yǎng)價值主要取決于所含營養(yǎng)成分的種類和數(shù)量[33]。牧草飼用營養(yǎng)物質(zhì)主要包括粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維及無氮浸出物等,提高牧草蛋白質(zhì)含量,降低纖維素含量是優(yōu)良牧草選育的一種重要方面[34]，本研究發(fā)現(xiàn)，在魯梅克斯種植過程中，施EM菌生物有機肥可以有效提高粗蛋白的含量，并且降低粗纖維的含量，這些結(jié)果表明，EM菌生物有機肥可以提高魯梅克斯的營養(yǎng)價值。

植物的生長發(fā)育離不開肥的作用，一份新的種質(zhì)資源能否在當?shù)氐玫酵茝V和種植，產(chǎn)量的高低和品質(zhì)的好壞是決定其推廣成功與否的保證，牧草資源也不例外，好的肥料能夠更好地促進植物的生長及品質(zhì)的提升[35-36]。本研究中所使用的肥料為EM菌生物有機肥，EM菌生物有機肥中的有益微生物菌群能夠分泌與合成各種有機酸、氨基酸、活性激素、酶及抗氧化酵素等[37]，這些物質(zhì)能夠促進植物的生長。并且魯梅克斯種植中施EM菌生物有機肥可以顯著提高牧草的生物產(chǎn)量，特別是對于引進品種，每公頃增收達到12 873.2元，經(jīng)濟效益非?？捎^。這些結(jié)果表明，在魯梅克斯種植中合理使用EM菌生物有機肥對于牧草的種植和推廣具有重要的應用價值。

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(責任編輯 武艷培)

Effects of EM biological organic fertilizer on growth characteristics and quality ofRumex

Cai Zhen-xue1, He Lan-bao1, Xu Yong-qing1, Zhou Jing1, Li Fei1,Li Yan-qi1, Miao Yu1, Hu Bao-zhong1,2, Li Feng-lan1

(1.Life Science College, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China;2.Harbin University, Harbin 150086, China)

Rumexhas the characteristics of higher cold resistance, salt tolerance and nutritional value, it's widely used in animal husbandry. The EM bio-organic fertilizer can increase the yield and quality of crops, andimprove soil. Therefore, the promotion of EM biological organic fertilizer onRumexplanting iseconomically important. We used the RussianRumexspecies(Щавель Чемпион)and domestic varietiesRumexK-1 as material, spraying EM biological organic fertilizer inRumexplanting area to investigate the effects of organic manure on forage agronomic characteristics and quality. The results indicated that EM microbial bio-organic fertilizer can effectively promote the growth and development ofRumex, It significantly improved the economic benefit of forage grass. EM biological organic fertilizer applied can significantly improve the chlorophyll content of the leaves inRumexleaf cluster period, but effect on tannin content was not significant. The quality of imported EM bacteria could be improved significantly by using the organic fertilizer. These results indicated that the biological organic fertilizer could not only improve the agronomic characteristics of the pasture, but also improve the quality of the EM during the cultivation ofRumex.

Rumex; quality; EM bio-organic fertilizer; agronomic characteristics

Hu Zhong-bao E-mail:bzhu@neau.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0674

2015-12-01 接受日期：2016-04-05

國家國際科技合作專項(2013DFR30270)；黑龍江省應用技術(shù)研究與開發(fā)技術(shù)新創(chuàng)辦企業(yè)項目(GC15F010)第一作者：蔡振學(1989-)，男，黑龍江牡丹江人，在讀碩士生，主要從事植物學研究。E-mail：595885284@qq.com

胡寶忠(1962-)，男，吉林省吉林人，教授，博士，主要從事植物生物學研究。E-mail:bzhu@neau.edu.cn李風蘭(1973-)，女，黑龍江哈爾濱人，副教授，博士，主要從事植物生物學研究。E-mail:lifenglan@neau.edu.cn

S816.11

A

1001-0629(2016)10-2054-08*

Li Feng-lan E-mail:lifenglan@neau.edu.cn

蔡振學,赫蘭保,徐永清,周晶,李飛,李延琪,苗宇,胡寶忠,李風蘭.EM菌生物有機肥對魯梅克斯農(nóng)藝特性及品質(zhì)的影響.草業(yè)科學,2016,33(10)：2054-2061.

Cai Z X,He L B,Xu Y Q,Zhou J,Li F,Li Y Q,Miao Y,Hu B Z,Li F L,Li YQ,Miao Y,Hu B Z,Li F L.Effects of EM biological organic fertilizer on growth characteristics and quality ofRumex.Pratacultural Science，2016,33(10)：2054-2061.