贺国祥，张 杰，孟会生，洪坚平

（山西农业大学 资源环境学院，山西 太谷 030801）

微生物菌剂作为一种现代农业科学技术的产物，利用微生物的生命活动可以提高农产品产量、改善农产品品质、减少化肥用量、降低成本、改良土壤、保护生态环境[1-5]，已经有较多的事例。学者们对荧光假单胞菌对植物生长的有益影响较为关注。研究表明，荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）[6]是一类重要的植物根际促生菌（PGPR），通过产生生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯和脱落酸等植物激素来实现刺激植物生长；还可以通过产生抗生素、水解酶和诱导系统抗性，提高植物抗病性，防止植物病原微生物的有害影响[7]；通过产生铁载体并作为解钾菌和解磷菌，促进寄主植物对环境中不溶性铁、钾、磷元素的吸收和利用，增加土壤中的养分，提高养分利用率，这在农业生产方面具有巨大的应用价值[8-9]。目前，微生物菌剂配施有机肥已在复垦土壤培肥改良技术上倍受关注[10-14]。假单胞菌作为根际促生菌的研究已有较多成果，但针对利用假单胞菌配施有机肥在生产实践方面的研究还需要丰富，特别是针对荧光假单胞菌配施有机肥在复垦土壤方面的研究。

本研究通过盆栽试验，利用已有的具有促生效果的荧光假单胞菌配施鸡粪，在复垦土壤上盆栽小白菜，研究不同处理对小白菜产量、品质、养分利用率的影响，并通过隶属函数法[15]进行综合评价，探讨复垦土壤假单胞菌配施鸡粪对小白菜的促生作用，确定在复垦土壤上菌剂配施鸡粪的最佳方案，旨在为菌肥的合理有效施用和复垦土壤培肥改良提供一定的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试作物为青梗小白菜（Brassica rapavar.chinensis'Communis'），由山西大丰种业集团有限公司提供。

供试有机肥为完全腐熟的鸡粪，含有机质54.8%、N 1.65%、P2O53.09%、K2O 2.59%，由太谷县鸿昊养殖专业合作社提供。鸡Ⅰ为盆施腐熟鸡粪6.25 g/kg，鸡Ⅱ为盆施腐熟鸡粪12.5 g/kg。

供试菌剂为山西农业大学资源环境学院微生物课题组筛选并且保藏的有促生能力的N64、W137这2株荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens），经检验菌种间无拮抗作用。菌株用LB液体培养基（蛋白胨10 g/L，酵母提取物5 g/L，NaCl 10 g/L）培养至对数生长期（OD600=1），制成荧光假单胞菌菌0、菌Ⅰ与菌Ⅱ。其中，菌0为10 mL无菌的培养基；菌Ⅰ为10 mL有效活菌数≥0.5×108cfu/g；菌Ⅱ为10 mL有效活菌数≥1.0×108cfu/g。

供试土壤取自山西省晋中市榆次区后沟村复垦当年土壤，土壤类型为石灰性褐土，质地为沙壤土。土壤取回后风干，充分过筛混匀备用。供试土壤化学性质为：全氮0.142 g/kg，碱解氮9.58 mg/kg，全磷0.25 g/kg，有效磷2.51 mg/kg，全钾1.97 g/kg，速效钾55.17 mg/kg，有机质3.45 g/kg，pH值8.5。

1.2 试验设计

试验于2021年2—6月在山西农业大学实验站进行。试验采用完全随机设计，利用盆栽试验研究不同处理对白菜产量、品质的影响。试验盆26 cm×26 cm×23 cm，内装土2.5 kg。试验共设置10个处理，分别为：CK、菌0、菌Ⅰ、菌Ⅱ、鸡Ⅰ+菌0、鸡Ⅰ+菌Ⅰ、鸡Ⅰ+菌Ⅱ、鸡Ⅱ+菌0、鸡Ⅱ+菌Ⅰ、鸡Ⅱ+菌Ⅱ。每个处理设置4个重复，共40盆。

本试验按照每盆土底肥等量施肥的原则进行设计，每个处理中所施底肥为N 0.15 g/kg、P2O50.10 g/kg、K2O 0.10 g/kg，底肥分别由尿素（N 46%）、过磷酸钙（P2O516%）、硫酸钾（K2O 45%）提供，腐熟的鸡粪与底肥在装盆时一起施入土壤中。

2021年2月11日在山西大丰种业集团有限公司开始小白菜的育苗，3月3日选用长势大体均匀一致的小白菜幼苗移栽至盆内，每盆移苗2株，后期每盆定植1株。根据小白菜生长情况进行室内通风、浇水等管理。4月15—16日进行小白菜采样、收获，测其产量。

1.3 测定指标及方法

样品分析在山西农业大学资源环境学院实验室进行。4月17日采集植株同一部位的新鲜叶片进行品质指标的测定。维生素C含量的测定采用2,6-二氯靛酚滴定法[16]；硝态氮含量的测定采用硝基水杨酸比色法[16]；叶绿素含量的测定采用乙醇丙酮浸提比色法[16]；还原糖含量的测定采用蒽酮比色法[16]。4月24日对烘干处理以后的植株样品研磨，之后进行H2SO4-H2O2消煮，采用奈氏比色法测定全氮含量[17]；采用钒钼黄比色法测定全磷含量[17]；采用火焰光度计法测定全钾含量[17]。

本试验为了分析哪种处理更优异，对试验结果通过隶属函数法[15]进行综合评价。

1.4 数据处理与分析

试验结果采用Excel统计平均值，用SPSS 18.0进行邓肯显著性分析，采用Originpro 2018作图。

2 结果与分析

2.1 假单胞菌配施鸡粪对小白菜产量的影响

从图1可以看出，菌0、菌Ⅰ处理的小白菜产量与CK间差异不显著；其他处理与CK相比均有不同程度的增加，并且差异显著。其中，鸡Ⅱ+菌0、鸡Ⅱ+菌Ⅰ、鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理均显著高于鸡Ⅰ+菌Ⅰ、鸡Ⅰ+菌Ⅱ处理，又显著高于菌Ⅱ、鸡Ⅰ+菌0处理，鸡Ⅱ+菌Ⅱ的小白菜产量最高，较CK显著高65.97%（P＜0.05）。不施用鸡粪的处理中，菌Ⅱ与菌0间差异显著。在施用鸡粪的处理中，鸡Ⅰ+菌0与其他处理间差异显著。对比分析，菌剂配施鸡粪对增加小白菜产量的影响要大于单施菌剂处理，单施用菌剂大于不施用菌剂处理。

图1 假单胞菌配施鸡粪对小白菜产量的影响Fig.1 The effect of combined application of Pseudomonas and chicken manure on the yield of bok choy

2.2 假单胞菌配施鸡粪对小白菜品质的影响

2.2.1 假单胞菌配施鸡粪对小白菜维生素C含量的影响 从图2可以看出，鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理与其他处理间差异显著，小白菜维生素C含量最高，较CK显著高40.5%（P＜0.05）；其他处理与CK相比虽然均有不同程度的增加，但差异不显著。在不施用鸡粪的处理中，菌Ⅱ与其他处理相比，维生素C含量较高。在施用鸡粪的处理中，鸡Ⅱ+菌Ⅱ与其他处理间差异显著。对比分析，菌剂配施鸡粪对增加小白菜维生素C含量的影响要大于单施菌剂处理，单施用菌剂与不施用菌剂处理间差异不显著。

图2 假单胞菌配施鸡粪对小白菜维生素C含量的影响Fig.2 The effect of combined application of Pseudomonas and chicken manure on the vitamin C content of bok choy

2.2.2 假单胞菌配施鸡粪对小白菜叶绿素含量的影响 假单胞菌配施鸡粪对小白菜叶绿素含量的影响如图3所示。

图3 假单胞菌配施鸡粪对小白菜叶绿素含量的影响Fig.3 The effect of combined application of Pseudomonas and chicken manure on the chlorophyll content of bok choy

由图3可知，菌0、菌Ⅰ、菌Ⅱ、鸡Ⅰ+菌Ⅰ处理与CK相比，差异不显著；其他处理与CK相比均显著增加。鸡Ⅱ+菌Ⅰ与鸡Ⅰ+菌0间差异显著，小白菜叶绿素含量最高，较CK显著高50.6%（P＜0.05）。在不施用鸡粪的处理中，菌Ⅱ与菌0、菌Ⅰ间差异显著，叶绿素含量最高；在施用鸡粪的处理中，鸡Ⅱ+菌Ⅰ与其他处理相比，叶绿素含量最高。对比分析，菌剂配施鸡粪对增加小白菜叶绿素含量的影响要大于单施菌剂处理，单施用菌剂与不施用菌剂处理间差异不显著。

2.2.3 假单胞菌配施鸡粪对小白菜还原糖含量的影响 由图4可知，鸡Ⅰ+菌Ⅱ、鸡Ⅱ+菌0、鸡Ⅱ+菌Ⅰ、鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理较CK的小白菜还原糖含量均显著增加，鸡Ⅱ+菌Ⅰ、鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理显著高于鸡Ⅰ+菌Ⅱ、鸡Ⅱ+菌0，鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理的小白菜还原糖含量最高，较CK显著高33.71%（P＜0.05）；其他处理与CK间差异不显著。在不施用鸡粪的处理中，菌Ⅱ处理的还原糖含量高于菌0、菌Ⅰ。在施用鸡粪的处理中，鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理还原糖含量高于其他处理，与鸡Ⅰ+菌0处理间差异最显著。对比分析，菌剂配施鸡粪处理对增加小白菜还原糖含量要大于单施菌剂处理，单施用菌剂处理与不施用菌剂处理间差异不显著。

图4 假单胞菌配施鸡粪对小白菜还原糖含量的影响Fig.4 Effects of combined application of Pseudomonas and chicken manure on reducing sugar content of bok choy

2.2.4 假单胞菌配施鸡粪对小白菜硝态氮含量的影响 由图5可知，鸡Ⅰ+菌Ⅱ、鸡Ⅱ+菌Ⅱ与CK相比差异显著，鸡Ⅱ+菌Ⅱ的小白菜硝态氮含量最高，较CK显著高78.41%（P＜0.05）；其他处理与CK相比虽有不同程度的增加，但差异不显著。在不施用鸡粪的处理中，随着施用菌剂浓度增加，硝态氮含量逐渐提高，菌Ⅱ处理硝态氮含量最高；在施用鸡粪的处理中，鸡Ⅱ+菌Ⅱ与鸡Ⅰ+菌0、鸡Ⅰ+菌Ⅰ、鸡Ⅱ+菌0处理间差异显著。对比分析，菌剂配施鸡粪处理对增加小白菜硝态氮含量的影响要大于单施菌剂处理，单施用菌剂大于不施用菌剂处理。

图5 假单胞菌配施鸡粪对小白菜硝态氮含量的影响Fig.5 The effect of combined application of Pseudomonas and chicken manure on the nitrate nitrogen content of bok choy

2.3 假单胞菌配施鸡粪对小白菜养分含量的影响

2.3.1 假单胞菌配施鸡粪对小白菜全氮含量的影响 由图6可知，鸡Ⅱ+菌0、鸡Ⅱ+菌Ⅰ、鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理与CK相比均显著增加，鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理的小白菜全氮含量最高，较CK显著高62.69%（P＜0.05）；其处理与CK相比差异不显著。在不施用鸡粪的处理中，菌Ⅰ的全氮含量高于其他处理。在施用鸡粪的处理中，鸡Ⅱ+菌Ⅱ的全氮含量高于其他处理，与鸡Ⅰ+菌0处理间差异显著。对比分析，菌剂配施鸡粪处理对增加小白菜全氮含量要大于单施菌剂处理，单施用菌剂处理与不施用菌剂处理全氮含量间差异不显著。

图6 假单胞菌配施鸡粪对小白菜全氮含量的影响Fig.6 The effects of combined application of Pseudomonas and chicken manure on the total nitrogen content of bok choy

2.3.2 假单胞菌配施鸡粪对小白菜全磷含量的影响 从图7可以看出，各处理与CK相比，尽管不同处理在含量上有差异，但是差异均不显著，可能由于土壤中的磷在一定范围内，能够满足小白菜对磷的需求。

图7 假单胞菌配施鸡粪对小白菜全磷含量的影响Fig.7 Effects of combined application of Pseudomonas and chicken manure on the total phosphorus content of bok choy

2.3.3 不同处理对小白菜全钾含量的影响 由图8可知，鸡Ⅱ+菌0、鸡Ⅱ+菌Ⅰ、鸡Ⅱ+菌Ⅱ与CK相比均有不同程度的增加，且差异显著，鸡Ⅱ+菌0处理的小白菜全钾含量最高，较CK显著高86.69%（P＜0.05）；其他处理与CK相比差异不显著。在不施用鸡粪的处理中，各处理之间差异不显著。在施用鸡粪的处理中，鸡Ⅱ+菌0与其他处理（除鸡Ⅱ+菌Ⅰ外）全钾含量差异均显著。对比分析，菌剂配施鸡粪处理对增加小白菜全钾含量要大于单施菌剂处理，单施用菌剂处理与不施用菌剂处理全钾含量间差异不显著。

图8 假单胞菌配施鸡粪对小白菜全钾含量的影响Fig.8 The effect of combined application of Pseudomonas and chicken manure on the total potassium content of bok choy

2.4 假单胞菌配施鸡粪对小白菜施用效果的综合评价

不同处理施用对小白菜的反映表现在生理、产量、品质、表观形态等诸多方面。不同处理水平各个指标的反映不同；同一作物不同指标的反映趋势又缺乏一致性。因而,不能采用单一指标来评价对作物的施用效果，只有通过对多项指标的综合评价，才能客观地反映对作物的施用效果。因此，本研究采用应用最广泛的隶属函数法对不同处理对小白菜影响的综合效果进行评定。

如果某一指标的测定结果平均值与作物生长状况及品质呈正相关，可用公式（1）计算。

如果某一指标的综合测定结果平均值与作物生长状况及品质呈负相关，可用公式（2）计算。

式中，X表示各处理水平下某一指标测定结果的平均值；Xmax表示各处理水平下某一指标测定结果的最大值；Xmin表示各处理水平下某一指标测定结果中的最小值。

先计算出各个处理下某一指标的隶属数值，再将同一处理下各个指标数值之和平均，得到各处理的小白菜隶属度。假单胞菌配施鸡粪对小白菜影响的综合效果评价指数如表1所示。

表1 假单胞菌配施鸡粪对小白菜施用效果的综合评价指数Tab.1 Comprehensive evaluation index of the application effect of different treatments on buk choy

由表1可知，与CK相比，鸡Ⅱ+菌Ⅰ处理对小白菜影响的综合效果最佳，隶属度为0.559 3。

3 讨论

3.1 假单胞菌配施鸡粪对小白菜产量的影响

产量是作物经过光合器官、吸收器官及产品器官的建成及内容物的形成、运输和积累的直观体现，是评价作物的标准之一。通过对比分析，假单胞菌配施鸡粪能够提高小白菜的产量，鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理的小白菜产量最高。在单施菌剂的处理中，菌Ⅱ处理的产量最高，说明假单胞菌能够促进小白菜的物质积累。孙淑荣等[18]研究表明，假单胞菌能够产生吲哚乙酸，赤霉素和细胞分裂素处理玉米种子能够达到增产的效果；潘凡等[19]研究表明，荧光假单胞菌剂处理可提高2个青贮玉米品种产量；在配施鸡粪的处理中，随着施用鸡粪用量的增大，小白菜产量增加，鸡Ⅰ+菌Ⅱ处理产量小于鸡Ⅱ+菌0处理，表明鸡粪的施用增产效果大于菌剂。可见鸡粪对产量的增加起主导作用。

3.2 假单胞菌配施鸡粪对小白菜生长的影响

维生素C是一种抗氧化剂，能帮助植物抵抗干旱、臭氧和紫外线，保护植物免受光合作用中有害副作用的侵害，同时也是人体必需的营养物质[20-22]。它既是抗性指标也是品质指标。通过对比分析，假单胞菌配施鸡粪能够增加小白菜维生素C含量，鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理的小白菜维生素C含量最高。在单施菌剂的处理中，菌Ⅱ的维生素C含量最高，说明假单胞菌能够促进小白菜维生素C的合成转化，提高了小白菜的抗逆性。这与李潇潇等[6]的研究结果相似“荧光假单胞菌可以通过产生抗生素、水解酶和诱导系统抗性，提高植物抗病性”。在配施鸡粪的处理中，随着施用鸡粪用量的增大，小白菜维生素C含量增加，鸡Ⅰ+菌Ⅱ的维生素C含量大于鸡Ⅱ+菌0，表明菌剂的施用对维生素C含量的影响起主导作用。

叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，很不稳定，有提供维生素、解毒、抗病等多种用途；光、酸、碱、氧、氧化剂等都会使其分解[23-26]。通过对比分析，假单胞菌配施鸡粪能够增加小白菜叶绿素含量，鸡Ⅱ+菌Ⅰ处理的小白菜叶绿素含量最高。在单施菌剂的处理中，菌Ⅱ处理的叶绿素含量最高，说明假单胞菌能够促进小白菜叶绿素的合成转化，提高了小白菜的化能合成作用。高鹤等[27]研究表明，荧光假单胞菌剂能够提高东北山樱幼苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和饱和水汽压差。在配施鸡粪的处理中，随着施用鸡粪用量的增大，小白菜叶绿素含量增加，鸡Ⅱ+菌Ⅱ叶绿素含量小于鸡Ⅱ+菌Ⅰ处理，猜测可能丰富的有机养分导致假单胞菌大量繁殖，过高的菌落分泌物对小白菜中叶绿素合成产生了抑制作用。

还原糖是指具有还原性的糖类。还原性糖包括葡萄糖、果糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖等，还原糖含量的高低是对小白菜产量变化的内在体现[28-29]。通过对比分析，假单胞菌配施鸡粪能够增加小白菜的干物质积累，鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理的小白菜还原糖含量最高。

3.3 假单胞菌配施鸡粪对小白菜养分的影响

氮、磷、钾能够反映小白菜的养分吸收状况。通过对比分析，高用量的鸡粪配施菌剂处理下小白菜的全钾、全氮与硝态氮含量明显增加。从施用不同浓度菌剂水平上看，在土壤中有机肥料较少的情况下，施用不同浓度的菌剂对小白菜中全氮含量的影响不大，但有利于硝态氮的吸收，当土壤中含氮有机养分较多时，全氮含量与硝态氮含量都显著提高。可见，土壤氮素的丰富对菌剂促生有很大的影响。这与王晋宇等[30]的研究结果相似：假单胞菌能进行氧化NH3-N产能代谢生长以及将NO2--N和NO3--N还原为NH3-N。此外，铵根离子与钾离子会产生拮抗作用[31]，由于假单胞菌的生物作用，提高了土壤中的铵根离子，这可能对小白菜根系钾素的吸收产生胁迫，导致其在单施鸡粪与培养基的处理下，小白菜中全钾含量高于菌剂浓度较高处理的现象。小白菜的全磷含量差异不显著可能与土壤有效磷达到了小白菜的生长需求。梁林洲等[32]研究表明，高磷土壤随着磷肥施用量的增加,小白菜体内磷利用效率下降。对于小白菜中的养分变化还需要结合土壤中的养分变化进行统一分析。假单胞菌对小白菜的作用机制还需要进一步明确。

4 结论

本研究结果表明，假单胞菌配施鸡粪能够提高小白菜的产量，菌剂配施鸡粪对增加小白菜产量要大于单施菌剂，单施用菌剂强于不施用菌剂。鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理的小白菜产量最高。

假单胞菌配施鸡粪能够提高小白菜品质，随着施用菌剂浓度的增大及鸡粪用量的增多，小白菜的Vc、叶绿素、硝态氮与还原糖的含量逐渐增加，菌剂配施鸡粪对增加小白菜Vc、叶绿素与还原糖的含量大于单施菌剂，单施用菌剂与不施用菌剂差异不显著。菌剂与鸡粪配施对增加小白菜硝态氮含量要大于单施菌剂，单施用菌剂大于不施用菌剂。鸡Ⅱ+菌Ⅱ处理的小白菜Vc含量、硝态氮含量与还原糖含量最高。鸡Ⅱ+菌Ⅰ处理小白菜叶绿素含量最高。

假单胞菌配施鸡粪能够提高小白菜对氮、钾元素的吸收，且菌剂与鸡粪配施对提高小白菜全氮、全钾含量要大于单施菌剂，单施用菌剂与不施用菌剂差异不显著。小白菜全氮含量最高，鸡Ⅱ+菌0处理的小白菜全钾含量最高。

参考隶属函数法对假单胞菌配施鸡粪对小白菜产量及品质的影响的综合效果进行评定，结果表明，鸡Ⅱ+菌Ⅰ对小白菜影响的综合效果最佳，隶属度为0.559 3。