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分类号：R932学校代码：10712UDC：581研究生学号：2016051990密级：公开2018届专业学位硕士研究生学位（毕业）论文氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响类型中药学硕士领域、方向植物营养研究生董天旺指导教师曹翠玲教授完成时间2018年5月中国陕西杨凌 Classificationcode:R932Universitycode:10712UDC:581Postgraduatenumber:2016051990Confidentialitylevel:PublicThesisforMaster’sDegreeNorthwestA＆FUniversityin2018THEEFFECTOFCOMBINEDAPPLICATIONOFNITROGENPHOSPHORUSFERTILIZERANDMICROBIALFERTILIZERONGROWTHANDQUALITYOFTWO-YEAR-OLDFRITILLARIATAIPAIENSISP.Y.LIMajor:ScienceofChinesePnarmacologyResearchfield:PlantnutritionNameofPostgraduate:DongTianwangAdviser:CaoCuilingDateofsubmission:May2018YanglingShaanxiChina 项目资助本研究论文是在陕西太白圣峰农林科技有限公司资助下完成横向课题：施肥对太白贝母生长及品质的影响 研宄生学位（毕业）论文的独创性声明（业）论文是人立进行的研究本人声明：所呈交的硕士学位毕我个在导师指导下独工作及取得的研究结果论文中的研究数据及结果的获得完全符合学校《关于规范西北；》一切后果与法律责任均由如果违反此规定，农林科技大学研究生学术道德的暂行规定，本人承担。加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表尽我所知，除了文中特别人己人已获得西北它教育或撰写过的研究结果，也不包含其他和自本农林科技大学或其一已机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同事对本研究所做的任何贡献均在论文的致谢中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年石月曰ｆ球导师指导研究生学位（毕业）论文的承诺本人承诺：我的硕士研究所呈交的硕士学位（毕业）论文是在我指导下独立开展研究工作及取得的研究结果，属于我现岗职务工作的结果，并严格按照》而获得的研究结果。如学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定果违反学校《关于规范西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定》，我愿接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任。月曰导师签名：时间：食锋＞｛年（Ｊ； 关于研究生学位（毕业北）农论林文科技使大用授权的说明本学位（毕业）论文的知识产送权交归论属文西学。本人同意西北农林科技大学保存或向国家有大关部门或机构的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；同意西北农林科技学将本学位（毕业）位论论文文的全全部文或数部据分内容授权汇编录入《中国优益秀颂士学位论文全文数据库》和《中国学库》进行出版，并享受相关权。本人保证位，在毕业离开工（或者工作调离）西北农林科技大学后，发表或者使用本学（毕业）论文及其相关的作权成法果时，将以西北农林科技大学为第一署名单位，否则，愿意任按何《收中存华人民共和国著文作各》等有关规定接受处理并承担法律责任。和保不得管本论种版本的其他单位和个人（包括研究生本人）未经本论文作者的导师同意，有对本人论文进行复制、修改、发行、出租、改编等侵犯著作权的行为，否则，按违背《中华民共和国著作权法以任》何等方有关规定处理并追究法律责任。（保密的学位论文在保密期限内，不得式发表、借阅、复印、缩印或扫描复制手段保存、汇编论文）、研《月Ｊ曰究生签签名：时间：７＊４年导师名：ｙ时间：年６月ｉ曰ｐ 氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响摘要太白贝母（FritillariataipaiensisP.Y.Li）为百合科（Liliaceae）贝母属（Fritillaria）多年生草本植物，是传统的常用中药材，药用历史悠久，是秦巴山脉太白山地区名贵的道地药材。然而在人工栽培中，出现化肥与农药的不合理施用，严重影响了太白贝母的产量和品质。微生物肥料作为一种环境友好型肥料已被广泛应用于中药材的生产，合理地与氮磷肥配施不但可以调节作物生长，提高药材品质，还能在改善土壤环境方面起到重要作用。本试验在大田条件下进行。对2年生太白贝母施用不同肥料，通过比较不同施肥条件下土壤微生物数量、酶活性、理化性质，贝母植株生长量、鳞茎生长量、鳞茎生物碱含量，以期比较氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响。主要研究结果如下：（1）不同形态与用量氮肥对土壤各项指标、贝母生长影响不同。施用尿素有利于提高土壤中微生物数量，施用硝酸钾有利于提高土壤细菌真菌比；尿素和硝酸钾都可以促进土壤几种主要酶活性的提高，而尿素对土壤脲酶、蛋白酶活性的影响比硝酸钾更明显；与尿素相比，硝酸钾更有利于土壤速效养分的提高，对土壤pH的降低作用更明显，有利于贝母的生长，特别是可以明显提高鳞茎生物碱含量。从硝酸钾用量开看，高水平硝酸钾更有利于贝母植株的生长和鳞茎生物碱的积累。综合来看，与尿素相比，硝酸钾2是太白贝母生长的最适氮肥形态。高水平的氮肥（71.50kg/hm）更有利于促进贝母植株的生长和鳞茎生物碱的积累。（2）微生物菌剂与氮磷肥配施对土壤微生物数量、群落结构改善效果明显，有利于土壤中几种主要酶活性的提高和土壤有机质、全氮含量的提高，对土壤速效磷、速效钾含量提高效果明显，土壤pH值降低，有利于贝母的生长；不同磷水平与微生物菌剂2配施对土壤各项指标、贝母生长影响不同，高水平的磷肥（214.40kg/hm）与微生物菌剂配施更有利于促进贝母植株的生长和鳞茎生物碱的积累。（3）生物有机肥与氮磷肥配施，对土壤微生物数量提升效果明显，土壤细菌真菌比提高；土壤酶活性有所提高，以脲酶、磷酸酶提升效果明显；土壤有机质含量持续上升，土壤全氮含量增加。促进了贝母的生长，对鳞茎生物碱积累效果明显。并且降低了22氮磷肥的用量（47.67kg/hm、142.93kg/hm）。关键词：太白贝母；微生物菌剂；生物有机肥；贝母品质；土壤指标 THEEFFECTOFCOMBINEDAPPLICATIONOFNITROGENPHOSPHORUSFERTILIZERANDMICROBIALFERTILIZERONGROWTHANDQUALITYOFTWO-YEAR-OLDFRITILLARIATAIPAIENSISP.Y.LIABSTRACTFritillariataipaiensisP.Y.LiisaperennialandmedicinalherbbelongstoFritillariaTenoreofLiliaceae.ItisoneofathetraditionalChinesemedicinalmaterialsandhasalonghistoryofmedicinalapplication,whichisoneoftheuniqueChineseherbalmedicinesinTaibaiMountainQinbaMountains.ButtheunreasonableuseoffertilizersandpesticidesseriouslyeffectedtheyieldandqualityintheartificialcultivationofFritillaria.MicrobialfertilizerhasbeenwidelyappliedintheproductionoftraditionalChinesemedicine.Microbialfertilizercannotonlyregulatethegrowthofcrops,improvethequalityofmedicinalmaterials,butalsoplayanimportantroleinsoilenvironmentalimprovement.Inthisexperiment,differentfertilizerwasappliedintothesoiloftwo-year-oldFritillariataipaiensisP.Y.Liunderfieldcondition.Bymeasuringplantindexes,soilenzymeactivities,thenumberofmicroorganisms,physicalandchemicalproperties,plantgrowth,bulbgrowth,alkaloidcontentofbulb,toexploretheeffectsofcombinedapplicationofnitrogen,phosphatefertilizerandmicrobialfertilizertheongrowthandqualityoftwo-year-oldFritillariataipaiensisP.Y.Li.themainresultsareasfollows:(1)DifferentformsandamountsofnitrogenfertilizerhaddifferenteffectsonsoilindexesandgrowthofFritillaria.CON2N4isbeneficialtoimprovethequantityofsoilmicroorganism,KNO3isconducivetoincreasingtheratioofbacteriatofungi;Boththetwonitrogenfertilizercanpromotesoilenzymeactivitiesincreased,butCON2N4ismoreconducivetoimprovetheactivityofureaseandprotease.;ComparedtotheCON2N4,KNO3ismoreconductivetotheimprovementofsoilavailablenutrients,reductionofsoilpH;HighdosageofKNO3ismoreconducivetothegrowthofFritillariaplants,especiallythealkaloidcontentwassignificantlyhigherthantheCON2N4treatment.Ingeneral,KNO3isthebetter2formofNitrogenfertilizer,highdoseofKNO3（71.50kg/hm）isbeneficialtoplantgrowthandalkaloidcontent.(2)Afterthecombinedapplicationofnitrogenphosphorusfertilizerandmicrochemicalfertilizer,thenumberandstructureofmicroorganismimproved.Soilenzymeactivitieswerealsoimproved.Theorganicmattercontent,totalnitrogencontent,soilavailablephosphorus andpotassiumincreasedsignificantly.SoilpHdecreasedeffectivelyandmoreconductivetothegrowthofFritillaria;TheeffectsofdifferentamountphosphorusandmicrochemicalagentonsoilindexesandgrowthofFritillariaweredifferent,combinedapplicationofhighdose2phosphorusfertilizer（214.40kg/hm）andmicrochemicalagentismoreconducivetopromotingthegrowthofFritillariaplantsandaccumulationofalkaloidsinbulbs.(3)Combinedapplicationofbioorganicfertilizer,nitrogenandphosphorusfertilizerhasasignificanteffectonimprovingthenumberofsoilmicroorganisms,theratioofbacteriatofungialsoincreased,andthereisaobviouslyincrementofsoilmicroorganism.Soilenzymeactivitieswereimproved,especiallyureaseandphosphatase.Theorganicmattercontent,totalnitrogencontentincreasedsignificantly.AllofthesepromotethegrowthofFritillaria,especially,thereisasignificanteffectontheaccumulationofalkaloid.Theapplicationof2bioorganicfertilizercanreducetheamountofNandPfertilizer（47.67kg/hm、142.932kg/hm）.KEYWORDS:FritillariataipaiensisP.Y.Li,microchemicalagent,microbialfertilizer,growthandqualityofFritillaria,soilindexes 目录第一章综述...........................................................11.1研究背景.......................................................11.1.1太白贝母的发展现状..........................................11.1.2贝母的人工栽培研究..........................................11.1.3肥料在可持续发展中的作用...................................21.1.4中药材施肥研究进展.........................................21.1.5太白贝母种植中出现的问题...................................21.2.氮肥形态与用量对植株生长的影响.................................31.3微生物肥料.....................................................31.3.1微生物菌剂..................................................31.3.1.1微生物菌剂作用特点........................................41.3.1.2微生物菌剂的应用..........................................41.3.2生物有机肥..................................................41.3.2.1生物有机肥作用特点........................................51.3.2.2生物有机肥在中药材上的应用................................51.3.3微生物肥料与化肥配施.......................................51.4研究目的及意义.................................................5第二章氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响.......................72.1材料与方法.....................................................72.1.1试验地概况.................................................72.1.2试验设计....................................................72.1.3样品采集...................................................72.1.4样品测定...................................................82.1.4.1贝母根围土壤微生物的测定..................................82.1.4.2贝母根围土壤酶活性的测定..................................82.1.4.3贝母根围土壤理化性质的测定................................82.1.4.4贝母植株生物性状的测定....................................82.1.4.5贝母主要生物碱含量的测定..................................82.1.5数据处理...................................................82.2结果与分析.....................................................82.2.1氮肥形态与用量对2年生太白贝母植株生长的影响................82.2.2氮肥形态与用量对2年生太白贝母鳞茎鲜重及生物碱含量的影响....92.2.3氮肥形态与用量对根围土壤微生物数量的影响...................112.2.4氮肥形态与用量对根围土壤酶活性的影响......................112.2.5氮肥形态与用量对根围土壤理化性质的影响....................132.2.5.1氮肥形态与用量对根围土壤pH的影响........................13 2.2.5.2氮肥形态与用量对根围土壤有机质含量的影响.................142.2.5.3氮肥形态与用量对根围土壤氮素含量的影响...................142.2.5.4氮肥形态与用量对根围土壤速效磷、速效钾含量的影响.........152.3小结..........................................................16第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响..............173.1材料与方法....................................................173.1.1试验地概况................................................173.1.2试验材料..................................................173.1.3试验设计...................................................183.1.4样品采集..................................................183.1.5样品测定..................................................183.1.5.1贝母根围土壤微生物的测定.................................183.1.5.2贝母根围土壤酶活性的测定.................................183.1.5.3贝母根围土壤理化性质的测定...............................183.1.5.4贝母植株生物性状的测定...................................193.1.5.5贝母主要生物碱含量的测定.................................193.1.6数据处理..................................................193.2结果与分析....................................................193.2.1氮、磷肥与微生物肥料配施对贝母植株生长的影响..............193.2.2氮、磷肥与微生物肥料配施对贝母鳞茎鲜重及生物碱含量的影响..203.2.3氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤微生物的影响............223.2.4氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤酶活性的影响............223.2.4.1氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤蔗糖酶活性的影响.......223.2.4.2氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤脲酶活性的影响.........233.2.4.3氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤蛋白酶活性的影响.......233.2.4.4氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤磷酸酶活性的影响.......243.2.4.5氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤多酚氧化酶活性的影响...243.2.5氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤理化性质的改良效果......253.2.5.1氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤pH的影响..............253.2.5.2氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤有机质含量的影响.......263.2.5.3氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤N素含量的影响.........263.2.5.4氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤速效磷、钾含量的影响...273.3小结..........................................................28第四章总结与展望....................................................304.1总结..........................................................304.2展望..........................................................30参考文献.............................................................31致谢...............................................................35作者简介.............................................................37 第一章综述1第一章综述1.1研究背景1.1.1太白贝母的发展现状贝母为百合科（Liliaceae）贝母属（Fritillaria）多种多年生草本植物干燥鳞茎的总称，入药历史悠久，是比较名贵的中药材，具有清热润肺、止咳化痰的功效(杨继祥1987)。现代研究也表明，贝母鳞茎含有的生物碱、萜类、甾体、脂肪酸、嘌呤等多种化合物，可以通过不同的药理学作用而起到镇咳、平喘等作用(于晓琳等.2000;Tanetal.2013;Wangetal.2012)。近年来随着新种与新变种的发表，国产贝母属的种名达到80个，变种名称52个，变型名称6个(肖培根等.2007)。其中，收入《中华人名共和国药典2010版一部》的有五种，分别是湖北贝母、川贝母、平贝母、伊贝母和平贝母。它们的基源均为百合科贝母属相关植物(赖宏武2014)。太白贝母与川贝母所含生物碱种类无差异(李萍等.1993)，2010版《中国药典》载入到川贝母项下(段宝忠等.2010a)。川贝母品质优良，是经济效益最好的贝母品种，近年来一般在每千克2000到5000元,已成为药材市场中重要的经济类药材。贝母产业的发展为实现农民增收和促进中医药产业现代化发挥了重要的作用。但由于川贝母野生资源趋于枯竭，人工低海拔引种难度较大，大规模栽培至今尚未成功(陈士林等.2003)，而太白贝母栽培已经较为广泛，且产量大，适宜低海拔栽培。但在实际生产中，缺乏规范化的种植质量控制标准的指导，对太白贝母的施肥，仅有吴宗展等(2016)人对其做了报道，在规范化施肥方面尚需进行深入的研究。1.1.2贝母的人工栽培研究对野生贝母的连续采挖导致野生资源的不断减少，从1957年川贝试种成功报道后(白風1957)，开始了贝母的大规模栽培，栽培技术也日益成熟。多年以来，众多的学者开展了对贝母分布的适宜群落类型、适宜产地的研究，对影响贝母生长的主要生态因子温度、空气相对湿度、光照强度、土壤条件等做了分析。蒋舜媛等(2016)通过GIS平台对贝母的生长进行适应性分析，得出了贝母的生产区划，可以在实际生产中进行指导。2001年，段宝忠等(2010b)通过《中药材产地适宜性分析地理信息系统》（TCMGIS-II）对太白贝母在全国的生态适宜区进行分析，得出了太白贝母的适宜产地；并且对太白贝母的资源学概况进行了论述(段宝忠等.2010a)。陈文年等(2012)报道暗紫贝母各物候期在低海拔时较早出现，鳞茎单粒重量随海拔的增高而降低，高海拔地区的单粒鳞茎重量比低海拔地区的减少23.1%。指出主要影响因子为无雪期的长度、气温、土壤含水量等。 2氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响光照、温度、湿度等生态因子对贝母的产量和质量有很大的影响。土壤养分条件、肥料施用也对贝母类药材的生长起到很大的作用，众多研究者对川贝母、浙贝母、平贝母等的施肥做了较为详尽的研究。张礼等(2017)研究发现不同生长发育期影响产量的主导因子不同，在树儿子时期主要影响因素为种植密度，而在灯笼花期施肥水平成为主要的影响因素。陈天德等(2009)人通过回归方程和边际产量等的计算，得出最适合浙贝母的每公顷施肥用量为N240kg、P2O5105kg、K2O135kg，并且在肥料中加入一定量的微量元素可以起到提高贝母产量的效果。1.1.3肥料在可持续发展中的作用现代农业生产中，肥料在作物生长发育中起到了不可或缺的作用，要提高作物的产量、质量，必须有高肥力土壤作为基础。合理的施肥可以给作物提供土壤中缺少的营养元素，补充和增加土壤元素库容。同时，合理的施肥可以保持土壤肥力的不断提高，长久使用。众多研究者认为作物产量的30%-50%要得益于肥料的施用(W.M.Stewartetal.2003)。而目前农业生产中肥料施用不足和施用不平衡仍是普遍存在的现象，增加土壤中养分的施入、改善肥料品种结构、调整各养分比例是农业生产中所要关注的重要问题(谢建昌1998)。1.1.4中药材施肥研究进展中药材施肥研究主要是研究氮、磷、钾等大量元素、微量元素、有机肥等对植株药用部位产量及药材品质的影响。近些年来，国内对药用植物的氮磷钾等大量元素的施肥做了大量的研究，通过采用田间试验法、生物模拟试验法、化学分析法等方法，综合药材生长、产量、有效成分、其他元素和对土壤营养条件等指标对三七、白芍、甘草等多种中药材的施肥技术给出了较为系统的方案(王丹等.2011)。曹昊等(2017)通过试验得出氮磷钾肥对半夏产量的影响程度依次是氮肥、钾肥、磷肥，每亩施用化肥共45kg，氮、磷、钾比为3:1:1.8时，半夏的产量最高；微量元素与维生素、蛋白质、核酸、多种酶的关系密切，在土壤大量元素充足的条件下，施用微量元素的作用更为明显。汪斌等(2009)的研究表明，丹参根重和3种丹参酮的含量及积累量均随着铜、锌处理水平的提高而增加。并且，丹参酮含量随时间的推移而增大。微生物肥料在中药材的栽培中应用较少，但也有报道，微生物肥料在提高中药材产量、有效成分含量等方面作用显著(张会会等.2016)，对改善土壤营养状况有较好的作用，并且当与化学肥料配合施用可以使肥料的效用达到最大。赵栋(2012)的研究结果表明，微生物肥料的施用可以明显提高枸杞的抗性，减缓枸杞种植中常见病害根腐病、叶斑病等的发生率，同时可以提高土壤有机质含量、土壤酶活性，提高土壤肥力水平。1.1.5太白贝母种植中出现的问题半个世纪以来，我国化肥施用量大幅度增长，到2007年我国的化肥使用量已经占到了全球用量的35%，并且仍然处于上升阶段。虽然化肥的施用保证了我国的粮食食 第一章综述3品安全。但随着人们对生态环境保护、可持续发展的日益重视，人们越来越意识到化肥、农用杀虫剂、杀菌剂等的长期使用会造成生态环境破坏、作物品质下降甚至有毒物质残留等严重问题，不利于农业生产环境的保护与改善。并且考虑到中药材的特殊性，肥料如果使用不当，会直接造成药材品质下降、土壤性质恶化等问题。很多中药材生长年限长，其重金属和有害元素的安全性控制尤为重要。例如陈佳等(2012)报道，施用正常浓度化肥时，人生总皂苷含量高于高浓度施肥的人参总皂苷含量，而人参产量随施肥浓度的增加而递增，因此在施用化肥时不应该仅仅关注人参的产量，更应该考虑到人参总皂苷的含量。同时施肥时应该考虑到土壤本身的肥力、理化性质、气候等因素及植株对养分的需求。生物碱是贝母的主要药效成分，而氮是组成生物碱的重要元素(李霞等.2005)，因此氮肥的合理施用对贝母鳞茎生物碱的积累尤为重要。1.2.氮肥形态与用量对植株生长的影响N素是所有作物健康生长不可或缺的元素，它是植物体内很多物质像蛋白质等的组成成分。同时，也是某些植物激素、叶绿素的成分(周洪华2006)。在氮肥供应充足的情况下，植株高大、枝叶茂盛、分枝能力强；而缺氮时，细胞中各种物质合成受阻，严重影响叶绿素的合成，进而影响植株的生长。20世纪30年代，国外科学家开始研究不同氮肥对作物的影响，我国对不同氮肥对作物生长的影响的研究开始于20世纪60年代。不同氮肥对作物产量、品质影响不同。尿素是高浓度的速效氮肥，施入土壤后，经脲酶水解后被作物吸收利用。硝酸钾是生理中性盐，是一种缓释肥料，可以在施肥后长期发挥肥效。所含的硝态氮和钾均是作物生长所必需的大量元素，可相互协调促进吸收。崔权仁等(2002)发现高水平硝态氮处理使得烟草早发，施肥中，硝态氮含量达到总施氮量的50%以上可以有效促进烟草产值的提高。郑冬梅(2015)研究发现，与铵态氮相比，硝态氮有利于三七抗倒伏，通过吸收曲线表明，三七幼苗吸收硝态氮较多。1.3微生物肥料1.3.1微生物菌剂目前，微生物菌剂的发展十分迅速，在农业生产中已经取得了广泛的应用。微生物菌剂从开始研究、使用到生产已经有200多年的历史。目前，已经研究的微生物包括芽孢杆菌、枯草杆菌等二十多个种属。所研究的微生物多具有改善土壤微生物群落结构，提高土壤肥力及生物防治的作用。微生物菌剂种类以固氮菌、解磷解钾细菌和复合微生物肥料等几大种类为主。微生物菌剂的合理施用可以提高作物产量，有研究表明菌剂的施用可以使作物增产十到百分之二十左右(张岩2010)。 4氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响1.3.1.1微生物菌剂作用特点微生物菌剂对植株的作用主要体现在两个方面，一方面，微生物菌剂可以通过固氮、解磷、解钾、产生植物激素等作用改善土壤营养条件，起到促进植株生长的作用。另一方面，微生物菌剂多是有益菌，施入土壤后，可以改善土壤微生物群落结构，可以防止有害真菌、细菌、病毒等引起的多种病害。微生物菌剂生物防治机制主要是以下四种：抗生作用、竞争作用、寄生作用和胞外酶的产生及诱导抗性(马成涛等.2007)。通过分泌抗菌代谢物起到杀菌作用。目标菌的代谢物在低水平就能够对病原微生物的生理代谢产生影响，起到抑制病原微生物的作用；益生菌可以竞争营养物质，有些微生物像荧光假单胞菌CSl21(陈双雅等.2003)可以分泌嗜铁素，同病原微生物竞争利用土壤中的铁元素，从而限制了病原微生物对铁离子的吸收；微生物菌剂中存在的益生菌可以作为拮抗菌，拮抗菌起到寄生和降解植株病原真菌的作用(Whipps2001)，拮抗菌从病原真菌吸收营养，可以抑制病原真菌的生长，例如在木霉的重寄生研究中，木霉寄生病原菌后，病原菌菌丝逐渐失活、解体、气生菌丝逐渐消失，最后被木霉的孢子所覆盖(王芊2001)；植株产生的诱导抗性主要是由植株所产生的抵抗挑战菌的分泌物起作用，Yedidia等(1999)发现T.harzia-numT203菌株就是通过系统抗病性引起系统抗性的。并且通过提高抗病虫害能力缓解植株的连作障碍(Ramamoorthyetal.2001)。1.3.1.2微生物菌剂的应用从上世纪五六十年代开始，国内开始进行微生物菌剂的研究，通过将根瘤菌制剂应用于豆科作物的生产，使大豆产量得到明显的增长(梅汝鸿1998)。随后，我国的微生物菌剂飞速发展，众多的科研工作者相继研究出多种微生物制剂。目前，微生物菌剂在我国应用广泛。周莹(2015)报道，以多重优点的海藻渣作为载体，以筛选出的芽孢杆菌为菌种，研制成的海藻菌剂对丹参根腐病起到很好的抑制作用，并且提高丹参实际产量；高峰等(2014)研究发现，将微生物菌剂施用于连作5年的植烟土壤中，可以提高土壤微生物的功能多样性，改善植烟土壤的根际微环境，有利于烟草的生长，一定程度上提高烟草的产量和品质。1.3.2生物有机肥生物有机肥是多种有益微生物菌群与有机肥结合形成的新型复合肥料(赵小蓉等.2001;周莉华等.2005)。它具有有机肥和复合微生物肥料的优点，可以为植株提供必需的营养元素，促进土壤有机质含量的提高，为土壤微生物的繁殖代谢提供更适合的环境，从而改善土壤营养条件，促进植株的生长，有利于作物产量和品质的提高(Lee2010)，所以，生物有机肥在作物施肥管理中更具优势。当前生物有机肥的使用已经涉及到农业、园艺、林业、中药材产业等各个领域，Giotis(2009)等利用生物有机肥成功控制了西红柿在温室中的连作病害。投入到生产中的肥料品牌众多，像德沃多、丽科、农富康等。 第一章综述51.3.2.1生物有机肥作用特点生物有机肥作用机理主要是：发酵菌和功能菌的作用。生物有机肥施用后，其中的有益菌大量繁殖，成为优势菌群，抑制了有害微生物的繁殖，降低病害发生率，起到生物防治的作用(Hofflandetal.1996;Jetiyanonetal.2002;Kilicekicietal.2004)。同时有益菌活动改变土壤的营养条件，促进土壤有机质的循环过程，降低土壤容重，增加土壤通气性，促进作物根系的生长；肥料本身包含多种微生物代谢产物,像IAA等生长素和氨基酸等生理活动物质，同时产生多种酸及酶类，可以使有效养分含量提高(王琦2008)。Hussein等(1987)的研究发现，固氮菌的施用提高了玉米作物的产量，并且将此效果归因于所施加菌产生的植物激素。1.3.2.2生物有机肥在中药材上的应用中药材多为多年生植物，在种植生产中常会遇到病虫害、连作障碍等问题。并且，考虑到药材的特殊性，对植株不同部位的生产要求不同。同时，需要考虑植株药用部位有效成分的积累。因此，对中药材的施肥不能照搬农业生产，应进行更为详尽的研究。目前，生物有机肥在中药材生产上的研究也较多。姜兴民等(2013)研究了板蓝根的专用生物有机肥，通过食用菌菌渣、油渣、烟渣及微生物菌剂等的合理配比，制备出符合板蓝根吸肥规律，满足作物吸收利用的肥料。丁平等(2003)研究表明，生物有机肥可以降低巴戟天病害发生率，同时可以提高有效成分含量。1.3.3微生物肥料与化肥配施微生物肥料能够通过本身所有特定微生物的作用提高土壤养分的转化，增加植物的营养或产生植物生长物质，促进植物生长。但微生物肥料不能完全替代化学肥料，它需要与化学肥料联合使用，才能达到最大的潜力(牛治宇等.1997)，李隆云(1996)筛选2郁金的有机和无机肥配合施用方案为人畜粪47000—5300Kg／104m．油饼8400—9600222Kg—104m，过磷酸钙1100—1400Kg／104m，氯化钾157—232Kg／104m，采用这个方案对提高郁金块根的产量有明显的效果。马红红等(2017)研究发现，单独使用微生物菌剂对贝母产量影响无明显规律，而与磷肥、生物有机肥联合使用，可以提高贝母的产量。刘国顺等(2005)研究发现，在施用化肥的基础上配施生物有机肥，可以改善土壤各项性状，使速效养分含量与烟株的生长发育趋于协调，促进了烤烟根、茎、叶干物质积累。1.4研究目的及意义目前，在太白贝母的生产中，施肥研究尚未全面，特别在微生物菌剂和生物有机肥的应用上出现空白，太白贝母配方施肥的研究对促进太白贝母产业的发展具有重要意义。本研究在前人研究的基础上，进一步研究氮肥形态与用量及氮磷肥与微生物肥料配施对太白贝母生长及品质的影响。 6氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响将实验室所分离的有益菌按照国家标准制成微生物肥料，通过与氮磷肥配合施用于2年生的太白贝母。以贝母植株生长状况、鳞茎生长状况、主要生物碱含量为主要指标，结合土壤微生物群落结构、土壤中几种主要酶活性、土壤理化性质的改变，对微生物肥料的作用进行评价，制定出2年生太白贝母最佳的施肥方案，为生产提供指导。 第二章氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响7第二章氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响氮素是植物生长发育所必须的营养元素，是作物产量和品质形成的重要影响因子，+-植物可以直接吸收的氮素形态包括无机氮源铵态氮（NH4-N）和硝态氮（NO3-N），而有机态的酰胺态和氨基态氮素很少被植株吸收利用。尿素是较为常用的氮肥，在土壤中首先在脲酶的作用下水解成铵根，铵根在硝化作用下氧化为硝酸根，被作物吸收(雷锡琼2014)。但存在利用率低、损失严重等问题。并且尿素中常含缩二脲，会对种子、幼苗产生毒害作用，不能盲目使用。硝酸钾是一种纯净高效的氮、钾肥料，具有水溶性、易被吸收、适用性广等特点。本试验通过贝母生长植株、鳞茎生长状况等指标，结合土壤微生物群落结构、土壤中几种主要酶活性、土壤理化性质的改变，探究氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响。2.1材料与方法2.1.1试验地概况试验地位于太白县咀头镇塘口村陕西太白圣峰农林科技有限公司贝母生产基地，地理位置34°N，107°E。海拔1640米，年平均气温7.6℃，降雨量788毫米，无霜期158天，气候中温湿润，带有大陆性季风气候与高山气候交汇的特征，适合太白贝母的生长。土壤基础理化性质：pH值6.87，有机质46.67g/kg，土壤全氮0.79g/kg，硝态氮33.54mg/kg，速效磷84.91mg/kg，速效钾251.00mg/kg。2.1.2试验设计2试验在大田条件下进行，每个小区面积为2m（2m×1m），重复3次。试验设3个处2理：尿素U、高水平硝酸钾HN、低水平硝酸钾LN。各小区随机分布。每m分别施加16g尿素（纯氮7.20g）、55g硝酸钾(纯氮7.20g)、37g硝酸钾(纯氮4.80g)。各小区统2一施加粒状过磷酸钙（含P2O516%）134g/m。每个小区种植贝母4行，每行10株，共40株。所用鳞茎由陕西太白圣峰农林科技有限公司提供，鳞茎均重35.0mg/粒。试验于2017年3～7月进行。3月26日种植，种植前将肥料均匀撒施于地表后翻耕于地下。其余管理措施同一般大田栽培。2.1.3样品采集试验于2017年3月27日、4月26日、5月26日、6月16日取样。采集植株根围土壤，测定土壤微生物数量、主要酶活性、理化性质等指标。于2017年5月26日采集贝母植株，测定植株生物量等生理指标，贝母倒苗1个月后即7月12日采集贝母鳞茎，测定鳞茎各项生理指标。 8氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响2.1.4样品测定2.1.4.1贝母根围土壤微生物的测定微生物数量测定参考程丽娟(2012)《微生物学实验技术》中的方法。2.1.4.2贝母根围土壤酶活性的测定蔗糖酶（invertase，Inv）活性：3,5-二硝基水杨酸比色法；脲酶（SoilUreaseInvertaseUase）活性：苯酚钠比色法；蛋白酶（Protease,Pase）活性：茚三酮比色法；多酚氧化酶（Polyphenoloxidase,PPO）：焦性没食子酸比色法；磷酸酶(Phosphatase)活性：磷酸苯二钠法测定(周礼恺等.1980)。2.1.4.3贝母根围土壤理化性质的测定土壤理化性质测定及方法：将采集的根际土壤，风干后过100目筛，参考土壤农化常规分析法(鲍士旦2000)测定土壤全氮、有机质、硝态氮、速效磷、速效钾的含量，土壤pH用pH计测定。2.1.4.4贝母植株生物性状的测定贝母植株测定植株全重、叶长、根长等指标，贝母鳞茎测定鲜重等指标。各组之间进行对比。2.1.4.5贝母主要生物碱含量的测定贝母倒苗一个月后采集各组贝母鳞茎，测定鲜重及干重（于40℃烘干）。取烘干后的鳞茎研磨成粉，称取粉末0.500—1.200g，置于10ml试管中，加入混合溶剂（无水乙醇：二氯甲烷（1:1））2ml，摇匀,2h之后用0.22um微孔滤膜过滤到1.5ml进样瓶中；同时用贝母辛、西贝母碱、贝母碱甲、贝母碱乙四种生物碱的标准品进行标准曲线的绘制，色谱条件同样品测定条件。用气相色谱仪Agilent7890A对太白贝母所含贝母辛、西贝母碱、贝母碱甲、贝母碱乙四种主要生物碱含量含量测定。色谱条件：流动相氢气，流量40ml/min，空气流量200ml/min，FID检测器，进样口温度315℃，柱温295℃，检测器温度320℃，柱内载气压强8psi，样品分流比30:1。2.1.5数据处理试验数据经MicrosoftExcel2007处理，用SPSS20.0分析，MicrosoftExcel2007及OrginPro8制作图表。2.2结果与分析2.2.1氮肥形态与用量对2年生太白贝母植株生长的影响不同形态、用量的氮肥处理结果（如表2-1）表明施用硝酸钾效果优于尿素，硝酸钾处理组在植株叶长、根长方面较尿素处理组都有提高，尤其是植株全重比尿素组高出 第二章氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响932.40%。但当降低硝酸钾肥料的用量，植株性状又不及尿素组。各组贝母植株对比如图2-1。表2-1不同处理组贝母植株生物性状Table2-1Biologicalcharacteristicsofplantsindifferentfertilizations贝母植株生物性状Biologicalcharacteristicsofplants处理叶长根长植株全重TreatmentLengthofleavesLengthofrootsFreshplantweight(cm)(cm)(mg/plant)U4.800±0.141a2.300±0.141a89.500±9.192bHN6.817±1.209a2.675±0.035a118.500±10.607aLN4.8000±0.141a2.650±0.000a70.000±0.000b图2-1不同处理组贝母植株Fig2-1Plantsindifferentfertilizations2.2.2氮肥形态与用量对2年生太白贝母鳞茎鲜重及生物碱含量的影响本试验以贝母鳞茎单粒鲜重为分级指标，用SPSS（23.0）K值聚类分析对贝母鳞茎单粒鲜重进行分类，将贝母鳞茎分为3级，聚类分析结果如表2-2所示，根据聚类中心将贝母鳞茎鲜重分为I级，鳞茎鲜重≤70mg；II，鳞茎鲜重介于70-120mg；III级，鳞茎鲜重≥120mg。不同形态、用量氮肥对太白贝母鳞茎生长影响如表2-3所示。氮肥形态与用量对太白贝母生长影响显著，施用硝酸钾提高了单粒贝母鳞茎的鲜重，比尿素组高出12.12%。同时，硝酸钾处理组的III级鳞茎所占比例更大。而低硝酸钾处理组的贝母鳞茎鲜重不及尿素组，仅为65.83mg/粒，I级鳞茎比例也达到最大，为69.57%。 10氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响表2-22年生太白贝母鳞茎鲜重聚类中心Table2-2Thefinalclustercentersoftwo-year-oldFritillariataipaiensisiP.Y.Libulb聚类中心指数ClusterCenterIndex123鳞茎鲜重51.8492.61130.33Freshbulbweight（mg/plant）在贝母所含的4种主要的生物碱中，仅检测出贝母辛。贝母辛标准品色谱图如2-2，高水平硝酸钾处理组贝母鳞茎样品色谱图如图2-3所示。段宝忠等(2011)研究发现太白贝母中贝母辛含量较高，是总生物碱的主要组成成分，贝母素甲和贝母素乙含量都较低，未检测到西贝母碱。这和本试验研究结果类似。本试验中，高水平硝酸钾处理组的贝母辛含量明显高于尿素组，为尿素组的11.02倍，而当降低硝酸钾的用量，贝母辛含量仅为尿素组的3.20倍，说明硝酸钾比尿素更有利于贝母鳞茎生物碱的积累。并且，高水平硝酸钾是生物碱积累的保证。表2-3不同处理组太白贝母鳞茎生物性状和鲜重分布Table2-3Biologicalcharacteristicsandweightdistributionofbulbsindifferentfertilizations.贝母辛含量鳞茎鲜重鳞茎鲜重分布区间处理PeimisinecontentFreshweightofbulbDistributionsoffreshbulbweight（%）Treatment（ug/g）(mg/plant)IIIIIIU0.6670.6050.0045.005.00HN7.2779.1647.0042.1110.89LN2.1165.8369.5726.094.34图2-2贝母辛标准品GC色谱图Fig2-2GCchromatogramsofstandardpeimisine 第二章氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响11图2-3HN组鳞茎样品GC色谱图Fig2-3GCchromatogramsofHNsample2.2.3氮肥形态与用量对根围土壤微生物数量的影响氮素对作物的生长发育有着重要的影响，可以通过促进植株的生长发育促进植株根系的分泌，而根系分泌物可以为土壤微生物供应碳源和能源，从而促进土壤微生物的繁殖代谢(Heetal.2006;Knightetal.1997)。本试验结果（表2-4）表明，与硝酸钾相比，尿素可以提高土壤中细菌、放线菌的数量，但细菌真菌比低于高水平硝酸钾组，高水平硝酸钾处理的土壤细菌真菌比更高，土壤的生态系统稳定程度更高，提高了土壤抑制病害的能力。而当降低硝酸钾的用量时，土壤中细菌减少，真菌、放线菌数量增多，细菌真菌比降低。表2-4土壤微生物数量测定结果Table2-4Surveydateofmicroorganisminsoil土壤微生物指标Signsofmicroorganisminsoil处理细菌真菌放线菌细菌真菌比TreatmentBanteriaFungusActinomycetesTheratioofbacteria7-15-16-12/10cfu·g/10cfu·g/10cfu·gandfungus/（10）U1.80±0.00a1.35±0.21a1.95±0.35b1.33HN1.45±0.21a0.80±0.14a1.54±0.27b1.81LN1.25±0.07a1.05±0.07a3.85±0.50a1.192.2.4氮肥形态与用量对根围土壤酶活性的影响土壤酶是土壤中最为活跃的有机成分之一，可以将土壤中植株难以吸收利用的大分子营养物质转化为小分子物质，土壤酶活性的高低反映了土壤中各种物质转化反应的活跃状态，是评价土壤肥力的重要指标(刘善江等.2011)。农业生产中常进行以下几种酶活性的测量。 12氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响土壤脲酶是土壤中唯一可以水解尿素的酶(和文祥等.1997)，可作为土壤肥力指标，而不同氮肥对植物根围土壤酶活性及氮营养状况影响很大(王光华等.2003)。本文测定结果（表2-5）表明，与硝酸钾相比，尿素处理组的土壤脲酶活性更高，较施肥前增长10.78%。这与直接施用尿素有关，说明尿素在一定程度上有利于脲酶活性的提高(孔令刚等.2006)。磷素与植物生长关系密切，土壤磷酸酶是土壤中非常重要的转化磷素的酶，可以将土壤中大量的植物不可利用的有机磷化合物矿化(于群英2001)。如表2-5所示，施肥后，各组的土壤磷酸酶活性都有提高，并且在6月份提高明显，这可能是在6月份，贝母地上部分倒苗，而地下部分进入生长更加活跃的时期，植物根系分泌的磷酸酶在整个系统中起到更大的作用，促进了土壤磷酸酶活性的提高。土壤蛋白酶活性是土壤中广泛存在一大酶类，与土壤中氮素营养的转化关系密切(郑洪元等.1981)。如表2-5所示，施肥后，所有处理的土壤蛋白酶活性在4月份有小幅下降，在5月份呈上升趋势，而在6月份，酶活性下降明显。土壤酶活性与贝母生长时期有关：在5月份贝母生长旺盛期，植株对养分的响应强烈，植株根系代谢旺盛，根系分泌物增多，土壤中的微生物的活动也增强，蛋白酶活性提高，达到最大值。而到了6月份，植株地上部分倒苗，对养分需求迅速减少，代谢物减少，酶活性下降。各组之间不同的是在快速增长的5月份，各处理之间土壤蛋白酶活性表现为尿素处理组、高水平硝酸钾处理组酶活性显著高于低水平硝酸钾组，各组分别比施肥前提高U为101.05%、HN为81.21%、LN为41.42%。土壤蔗糖酶广泛存在于土壤中，大量研究表明，土壤蔗糖酶活性与土壤中很多因子有相关性(李东坡等.2005)。一般情况下，土壤肥力越高，蔗糖酶活性越强(严昶升1988)，田应兵等(1995)报道，施用无机肥料能极大地影响土壤酶活性，用蔗糖酶活性确定无机肥的适宜用量、指导合理施肥是可行的。本文测定结果（表2-5）表明，所有处理组的土壤蔗糖酶活性在4月份小幅下降，5月份上升，6月份下降，与蛋白酶活性变化趋势基本一致。各组之间不同的是在快速增长的5月份，各处理组土壤酶活性分别比施肥前提高U为19.51%、HN为19.13%、LN为0.88%。这表明，氮肥用量与土壤蔗糖酶活性之间关系密切，足量的氮肥可以促进土壤蔗糖酶活性的提高。土壤多酚氧化酶可以降解土壤中的酚酸类物质，减缓植株间的化感作用。由表2-5可以看出，施肥后土壤多酚氧化酶活性变化与蛋白酶、蔗糖酶活性变化趋势一致，表现为4月份下降，5月份上升，6月份下降。在酶活性增长的5月份，以高水平硝酸钾组的酶活性最高，各组之间差异不明显。综上所述，尿素和硝酸钾都对几种主要酶活性的提高起作用，而尿素对脲酶、蛋白酶活性的促进作用更为明显。 第二章氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响13表2-5土壤酶活性测定结果Table2-5Surveydateofenzymaticactivityoftestedplantsrhizospheresoil土壤酶处理2017/3/272017/4/272017/5/272017/6/16SoilenzymesTreatmentsU0.288a0.270a0.442a脲酶UreaseHN0.3990.316a0.124b0.217bmg/g/24hLN0.274a0.256a0.264cU0.124a0.142a0.256a磷酸酶PhosphataseHN0.1140.118a0.131b0.247amg/g/hLN0.103b0.133b0.267aU2.108a5.179a0.599a蛋白酶ProteaseHN2.5762.262a4.668a0.315bμmol/g/24hLN1.485b3.643b0.243bU20.292a28.129a25.540a蔗糖酶SucraseHN23.53718.364a28.040a23.872amg/g/24hLN19.198a23.744b25.159a多酚氧化酶U0.329b0.574a0.244aPolyphenolOxidaseHN0.5960.343b0.584a0.244amg/g/3hLN0.470a0.537a0.255a2.2.5氮肥形态与用量对根围土壤理化性质的影响2.2.5.1氮肥形态与用量对根围土壤pH的影响土壤pH对土壤中营养物质的形态、有效性和作物对养分的吸收都具有十分重要的作用。王娟娟(2014)等人应用最大熵模型（Maxent）和地理信息系统（ArcGIS9.3）综合分析了川贝适宜生长的土壤pH为偏酸性（pH=6.66）。王媛华(2014)等报道，可溶性盐的存在使土壤pH显著下降。由图2-2可知，施肥后3个月，施用硝酸钾的HN和LN两组土壤pH表现为持续下降，HN组下降更明显，在6月份，与施肥前相比下降了8.73%，达到了6.27，这与王媛华的研究结果一致。而尿素组的土壤pH在4、5月份持续下降，在6月份有所上升，这可能是一开始施入尿素，在脲酶的作用下水解，生成不稳定的碳铵，碳铵先进行水解，后硝化，而硝态氮不能很快被植物吸收利用而在土壤中积累，同+时硝酸根与土壤中游离的H结合，形成硝酸而使土壤周围环境的酸碱度发生变化，pH降低(张喜林等.2008)。而随着植株的生长，对硝态氮的吸收利用不断加大，使尿素对土壤的酸化作用减小。 14氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响图2-4土壤pH变化图2-5土壤有机质含量变化Fig2-4ThechangeofsoilpHFig2-5ThechangeofsoilOrganicmatter2.2.5.2氮肥形态与用量对根围土壤有机质含量的影响土壤有机质的含量是一个评价土壤肥力的重要指标，可以很大程度上影响作物的生长。潘根兴(2006)等的研究表明，施用化肥并不会直接提高土壤中有机质的含量，而是在施肥后一定时间段内提高了土壤中的营养物质含量，这些营养物质被植株吸收利用，植株生长代谢旺盛，根系分泌物也增多，增加了土壤中微生物营养物质的供应，促进了土壤中微生物的代谢，导致了土壤中有机物质含量的提高。本文的研究结果（图2-3）表明，施肥后的4、5月份，土壤有机质含量持续上升，以4月份上升明显，这与潘根兴的研究结果一致。而到了6月份，土壤有机质含量下降，这可能是由于6月份植株倒苗，根系活力降低，进入土壤的根系分泌物减少，同时，6月份降雨增多，土壤中有机质含量流失较多，这与石淑芹(2014)等人的研究结果一致。2.2.5.3氮肥形态与用量对根围土壤氮素含量的影响由图2-4可以看出，各组土壤全氮含量均在5月份有所下降，这与5月份为贝母的快速生长期有关。各组土壤全氮含量表现为尿素组高于硝酸钾组，有研究表明，土壤微生物数量与全氮含量具有相关性(姬兴杰等.2008)。本试验的研究结果也表明尿素组的土壤微生物数量最多。众多研究表明，土壤全氮含量与所施入的氮肥用量呈正相关(汪军等.2010)，而在本试验中，高水平硝酸钾处理组土壤全氮含量在5、6月份低于低水平硝酸钾处理组，这可能与采样条件有关，需要进行进一步的研究。土壤速效氮可以直接被植物根系吸收，在土壤中含量虽然很少，仅占1%—10%，但具有十分重要的农学意义。土壤速效氮主要为硝态氮、铵态氮，而在一般的农业生产环境中，土壤中的硝态氮含量要显著高于铵态氮的含量，因此，硝态氮在植物的生育周期内发挥着更为重要的作用(吴巍等.2010)。本文的研究结果（图2-5）表明，施肥后4、5月份，HN组的土壤硝态氮含量持续上升，而U组和LN组的含量下降。表明，土壤 第二章氮肥形态与用量对2年生太白贝母生长的影响15硝态氮的含量与施入的氮肥量呈正相关，与尿素相比，硝酸钾更有利于土壤中硝态氮的积累，到了6月份，各组土壤硝态氮含量下降，且HN组下降显著，这与贝母在5、6月份的旺盛生长期有关，对氮素的吸收利用较大，HN组贝母植株生物量高于其余两组也说明了HN组贝母植株对氮素需求更大。图2-6土壤全氮含量变化图2-7土壤有机质含量变化Fig2-6ThechangeofTotalnitrogenFig2-7ThechangeofsoilNitratenitrogen2.2.5.4氮肥形态与用量对根围土壤速效磷、速效钾含量的影响磷钾是植物生长所必需的营养元素，土壤中磷素养分大多以难溶性的有机磷化合物存在，钾养分也主要以固定态的形态存在，速效钾仅占1%-10%左右，而植株主要从土壤中吸收速效磷、钾营养资源，因此，土壤中速效磷、速效钾的含量是评价土壤肥力的重要指标之一(卢俊宇等.2011)。本文测定的土壤速效磷含量变化如图2-6所示，施肥后4、5月份，各组土壤速效磷含量均持续上升，以HN组在5月份上升明显，这可能是硝酸钾肥料的酸化作用促进了土壤中磷的释放，这与所测得的土壤pH以HN组的pH最低的结果一致，6月份，HN组的土壤速效磷含量下降，但仍高于其余两组。土壤速效钾含量测定结果如图2-7所示，施肥后HN、LN组土壤速效钾含量表现为在4月份下降，5月份上升，6月份又下降，这与土壤中的蔗糖酶、蛋白酶等的变化趋势一致。说明在5月份是植株快速生长的时期。两组速效钾含量在4、5、6月均以HN组高，说明氮肥的施用增加了土壤中速效钾的含量，这与张锡洲(2010)等人的研究结果一致。施用尿素的土壤速效钾含量持续下降，说明酰胺态氮不利于土壤速效钾的积累。 16氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响图2-8土壤速效磷含量变化图2-9土壤速效钾含量变化Fig2-8ThechangeofsoilavailablePFig2-9ThechangeofsoilavailableK2.3小结本试验主要通过对贝母植株生物量、贝母鳞茎鲜重、鳞茎中主要生物碱贝母辛含量等指标的测量，来探究尿素、硝酸钾不同氮肥形态及不同用量硝酸钾对贝母生长的影响。试验结果显示，与尿素相比，硝酸钾更有利于贝母植株的生长，而当降低硝酸钾的用量，施肥效果不如尿素，特别是从贝母辛的测量结果来看，高水平的硝酸钾是保证贝母辛积累的重要条件。同时也测量了土壤中微生物数量、几种主要土壤酶活性及土壤pH、有机质、全氮、硝态氮、速效磷、速效钾等指标来探究氮肥的形态和用量对土壤的影响。测量结果表明，施用尿素更有利于提高土壤中微生物的数量的提高，从土壤微生物群落结构来看，硝酸钾可以使土壤细菌真菌比更优。土壤理化性质与土壤微生物数量、结构和土壤酶活力等方面有密切的联系，土壤酶对土壤养分的稳定性和可持续利用起着重要的作用，从酶活性测定结果来看，尿素和硝酸钾都对土壤中几种主要土壤酶活性的提高起作用，而尿素对土壤脲酶、蛋白酶活性的促进作用比硝酸钾更明显。从土壤理化性质来看，足量的硝酸钾肥料更有利于土壤速效养分的提高。对土壤pH的降低作用更明显，使土壤pH偏酸性，有利于贝母的生长。 第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响17第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响通过不同形态和用量的氮肥试验，得出了如果单施氮、磷肥，高水平的硝酸钾更有利于贝母植株的生长和生物碱的积累，本章将探究P肥用量对贝母生长的影响及氮、磷肥与微生物菌剂、生物有机肥两种微生物肥料配施对土壤微生物、主要酶活性、理化性质及贝母生长的影响。磷肥是植物生长所需的重要营养元素之一，可以促进碳水化合物的合成转运，是作物生产力主要的限制因子。大量的研究表明，磷肥的施用可以促进土壤中磷素的积累，有利于土壤中速效磷含量的提高，不施磷肥则会导致土壤磷素的亏缺(Ottoetal.2001)，严重阻碍植株的生长，甚至引起死亡(Richardsetal.1993)。朱再标等(2006)人的研究表明大量的施用磷肥可以降低柴胡根腐病的病情指数。在当前无公害中药材生产中，微生物肥料的应用越来越广泛。微生物肥料无毒、无害、对环境不造成污染，肥料中所具有的的特定微生物可以促进土壤中营养物质的转化，增加植物的营养供应，产生植物生长物质，促进植物的生长(王丹等.2011)。同时，可以使土壤微生物群落结构得以改善。像贝母等大多数中药材是多年生植物，长年的单一药材种植会产生连作障碍，会造成作物发育迟缓、植株病虫害频发、严重减产等问题。我国栽培中药材中60%的中药材连作障碍尤为突出，像贝母、人参、地黄等(高微微等.2006)。而微生物菌剂可以改变连作土壤根际微生物的种群密度和群落结构，使土壤中细菌和放线菌的数量提高，真菌数量降低，并且可以通过促进植株的生长、提高植株根系活力来缓解连作障碍(耿士均2012)。微生物肥料可以通过所特有的微生物的作用促进土壤中营养物质的转化，提高植物的营养条件或产生利于利于植物生长的物质，但微生物肥料不能完全替代化学肥料，微生物肥料需要与化肥配合施用，如果在实际生产中大量使用微生物肥料，不但可以减少化肥的用量，降低因生产化肥所需要的大量能源，减少对环境造成的污染，还可以达到农业废弃物循环再利用的效果，提高资源的利用率。本试验旨在探究氮、磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响。3.1材料与方法3.1.1试验地概况同2.1.13.1.2试验材料太白贝母2年生鲜鳞茎由太白圣峰农科有限公司提供，鳞茎均重35.0mg/个。微 18氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响生物菌剂（MA）购自市场，生物有机肥(BO)由西北农林科技大学生命学院曹翠玲实验室制备：用实验室分离所得菌株C3、WY4,分别摇菌，各自按10%添加量将菌液添加到麸皮中，含水量控制在50%，30℃条件下充分发酵72h，晾干，按1:1将2种生物有机肥混合。牛粪(CM)为充分腐熟牛粪：用实验室所分离菌株C3，摇菌，按10%添加量，含水量控制在50%充分发酵5-7天，晾干。3.1.3试验设计2试验在大田条件下进行，每个小区面积为2m（2m×1m），重复3次，各小区随机分22222布。N肥设55g/m、37g/m2个水平，记作HN、LN。磷肥设134g/m、89g/m、45g/m23个水平，记作HP、MP、LP，微生物菌剂（MA）施用量为200g/m，生物有机肥(BO)22施用量为200g/m，腐熟牛粪(CM)用量为250g/m。试验设5个处理：1）HN+HP；2）HN+HP+MA；3）HN+MP+MA；4）HN+LP+MA；5）LN+MP+BO，各组肥料添加量如表3-1所示。以不施菌肥的HN+HP为对照。每个小区种植贝母4行，每行10株，共40株。试验于2017年3～7月进行。3月26日种植，种植前将肥料均匀撒施于地表后翻耕于地下。其余管理措施同一般大田栽培。表3-1不同处理肥料添加量Table3-1Fertilizationquantityofeverytreatment微生物肥料处理硝酸钾粒状过磷酸钙肥2腐熟牛粪g/m222Treatmentg/mg/mg/m微生物菌剂生物有机肥HN+HP55.00134.00HN+HP+MA55.00134.00200.00HN+MP+MA55.0089.00200.00HN+LP+MA55.0045.00200.00LN+MP+BO36.6789.00200.00250.003.1.4样品采集同2.1.33.1.5样品测定3.1.5.1贝母根围土壤微生物的测定同2.1.4.13.1.5.2贝母根围土壤酶活性的测定同2.1.4.23.1.5.3贝母根围土壤理化性质的测定同2.1.4.3 第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响193.1.5.4贝母植株生物性状的测定同2.1.4.43.1.5.5贝母主要生物碱含量的测定同2.1.4.53.1.6数据处理同2.1.53.2结果与分析3.2.1氮、磷肥与微生物肥料配施对贝母植株生长的影响植株生长量可以直接反映植物的营养生长状况及施肥效果，氮、磷肥与微生物肥料配施对贝母植株生物性状影响如表3-2所示。由表中数据可以看出，在氮、磷肥的基础上添加微生物菌剂，对植株根长、植株全重的提升有一定的作用，植株全重提高了16.88%。当降低磷肥用量时，植株叶长、根长减小，植株全重也表现为明显下降，并且低于对照组，中等水平磷肥处理组和低水平磷肥处理组植株全重分别下降51.26%、44.27%。说明在施加微生物菌剂的条件下，高水平磷肥对贝母植株生长的促进效果最好；生物有机肥处理对贝母植株生长促进效果最为显著，优于微生物菌剂，在叶长、植株全重方面均为最高，对植株全重提升效果明显，相较于对照组提高了29.96%。各组贝母植株对比如图3-1。表3-2不同处理组贝母植株生物性状Table3-2Biologicalcharacteristicsofplantsindifferentfertilizations贝母植株生物性状Biologicalcharacteristicsofplants处理叶长根长植株全重TreatmentLengthofleavesLengthofrootsFreshplantweight(cm)(cm)(mg/plant)HN+HP6.817±1.209ab2.675±0.035a118.500±10.607aHP+HP+MA5.575±0.247bc2.775±0.530a138.500±21.920aHN+MP+MA5.233±0.451c2.150±0.071a67.500±6.364aHN+LP+MA4.900±0.849bc2.700±0.300a96.000±4.243aLN+MP+BO7.167±0.252a2.700±0.283a154.000±0.000a 20氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响图3-1不同处理组贝母植株Fig3-1Plantsindifferentfertilizations3.2.2氮、磷肥与微生物肥料配施对贝母鳞茎鲜重及生物碱含量的影响本试验以贝母鳞茎单粒鲜重为分级指标，用SPSS（23.0）K值聚类对贝母鳞茎单粒鲜重进行分类，将贝母鳞茎分为3级，聚类分析结果如表3-3所示，根据聚类中心将贝母鳞茎鲜重分为I级，鳞茎鲜重≤77mg；II，鳞茎鲜重介于77-118mg；III级，鳞茎鲜重≥118mg。氮、磷肥与微生物肥料配施对太白贝母鳞茎生长效果如表3-4所示。微生物菌剂对太白贝母生长影响显著，施用微生物菌剂提高了贝母鳞茎鲜重，比对照组高出5.40%。并且III级鳞茎所占比例也增大。而当降低磷肥的用量时，贝母鳞茎鲜重下降，不及对照组，中水平磷肥和低水平磷肥处理组的贝母鳞茎鲜重仅为79.85mg/粒、69.89mg/粒，鳞茎I级鳞茎所占比例也较大，分别为63%、74%。施用生物有机肥明显促进了贝母鳞茎的生长，效果优于微生物菌剂组，鳞茎鲜重达到98.31mg/粒，同时，生物有机肥处理组的III级鳞茎所占比例最大，达到了29%。表3-32年生太白贝母鳞茎鲜重聚类中心Table3-3Thefinalclustercentersoftwo-year-oldFritillariataipaiensisiP.Y.Libulb聚类中心指数ClusterCenterIndex123鳞茎鲜重59.4296.92137.25Freshbulbweight（mg/plant） 第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响21表3-4不同处理组太白贝母鳞茎生物性状和鲜重分布Table3-4Biologicalcharacteristicsandweightdistributionofbulbsindifferentfertilizations.鳞茎鲜重分布区间贝母辛含量鳞茎鲜重处理DistributionsoffreshbulbweightPeimisinecontentFreshweightofbulbTreatment（%）（ug/g）(mg/plant)IIIIIIHN+HP7.2783.790.470.440.09HN+HP+MA7.9488.310.460.330.21HN+MP+MA4.1779.850.630.210.16HN+LP+MA0.4869.890.740.210.05LN+MP+BO11.0798.310.500.210.29图3-2LN+MP+BO组鳞茎样品GC色谱图Fig3-2GCchromatogramsofLN+MP+BOsample在所检测的4中主要生物碱中，仅有贝母辛被检测出来，这与段宝忠等(2011)的研究结果一致。生物有机肥处理组鳞茎样品色谱图如图3-2所示。N元素是组成生物碱的必要元素，氮、磷肥的施用可以不同程度的提高生物碱在贝母体内的含量(陈中坚等.2006;王文杰等.1989)。而合理的无机肥、微生物菌肥、生物有机肥、有机物料配施，有利于贝母的增产增效(马红红等.2017)。各组贝母鳞茎贝母辛含量如表3-4所示，施加微生物菌剂使贝母鳞茎贝母辛含量提高9.16%，提高不明显。而从施用微生物菌剂的3个不同磷肥用量处理组的贝母辛含量可以看出，贝母辛含量与磷肥含量关系显著，当降低磷肥用量时，贝母鳞茎贝母辛含量明显降低，当磷肥用量为中等磷肥用量时，贝母辛含量降低42.71%，当磷肥用量为低磷肥用量时，贝母辛含量降低93.47%，仅为0.475ug/g。有随磷肥用量减少而减少的趋势，这和陈中坚等的研究结果基本相同(陈中坚等.2006;王文杰等.1989)。施用生物有机肥对鳞茎贝母辛含量提高作用明显，使贝母辛含量提高52.32%，达到11.074ug/g，明显高于其余各组。综上所述，微生物菌剂可以在一定程度上提高贝母鳞茎鲜重，提高III级鳞茎所占 22氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响比例，并且可以提高鳞茎主要生物碱贝母辛的含量，但配施足量的磷肥是贝母鳞茎生长、贝母辛积累的保证。而生物有机肥对贝母鳞茎的促生效果最为明显，对贝母辛积累的促进作用也优于微生物菌剂，并且可以一定程度上减少氮、磷肥的肥料用量。3.2.3氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤微生物的影响如表3-5所示，微生物菌剂提高了土壤中细菌数量和放线菌数量，比对照组分别提高了41.38%、68.18%，而对真菌数量影响不明显，这与施用微生物菌剂使作物根际微生物的类群发生改变有关(Chenetal.2011)；3组不同磷肥用量处理的微生物菌剂处理组，土壤细菌、放线菌数量与磷肥用量表现为正相关，有随磷肥用量减少而减少的趋势，李霞等(2014)报道，磷肥的施入提高了土壤中速效磷的含量，并且可以加速土壤中有机碳的矿化，提高了土壤中微生物对有机碳的利用效率，为微生物生长提供碳源。从细菌真菌比来看，高磷和低磷的两组微生物菌剂处理组都对土壤细菌真菌比的提高有一定的效果，可以提高土壤微生物群落结构的稳定性；施用生物有机肥后，土壤中细菌、放线菌数量均有所上升，且在各个处理组中表现最高，分别比对照组提高148.28%、98.52%。真菌数量也有明显的提高。这与施用生物有机肥改善了土壤营养条件、使微生物利用营养物质的能力提高有关(胡可等.2010)。从细菌真菌比来看，细菌真菌比达2到了2.18×10，仍优于对照组，说明生物有机肥一定程度上可以改善土壤微生物群落结构，提高土壤微生物群落的稳定性(胡可等.2010)。表3-5根围土壤微生物测定结果Table3-5Surveydateofmicroorganismintestedplantsrhizospheresoil土壤微生物指标Signsofmicroorganisminsoil处理细菌真菌放线菌细菌真菌比TreatmentBanteriaFungusActinomycetesTheratioofbacteriaand7-15-16-12/10cfu·g/10cfu·g/10cfu·gfungus/（10）HN+HP1.45±0.21c0.80±0.14b1.54±0.27b1.81HN+HP+MA2.05±0.21b0.90±0.14b2.59±0.19a2.28HN+MP+MA1.90±0.14bc0.95±0.78b1.55±0.21b2.00HN+LP+MA0.34±0.02d2.05±0.35a0.73±0.06c0.16LN+MP+BO3.60±0.42a1.65±0.21ab3.05±0.50a2.183.2.4氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤酶活性的影响3.2.4.1氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤蔗糖酶活性的影响如图3-3所示，施肥1个月后，生物有机肥处理组的土壤蔗糖酶活性最高，施用微生物菌剂相比于单独施用氮、磷肥也会一定程度上增加蔗糖酶活性，但不如加生物有机 第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响23肥效果明显；在5月份，各组土壤蔗糖酶活性均有所增加，仍以生物有机肥处理组土壤蔗糖酶活性最高，3个不同磷肥用量处理组之间土壤蔗糖酶活性表现出用量差异，并且在6月份高磷肥用量组提高明显，明显高于中磷肥和低磷肥用量组，说明磷肥用量对土壤蔗糖酶活性增加有显著的促进作用，这与赵靓(2014)的研究结果一致；生物有机肥处理组土壤蔗糖酶活性在6月份仍表现为上升趋势，但不及高磷肥微生物菌剂组，对照组土壤蔗糖酶活性下降明显。图3-3土壤蔗糖酶活性变化图3-4土壤脲酶活性变化Fig3-3ThechangeofsoilsucraseactivityFig3-4Thechangeofsoilureaseactivity3.2.4.2氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤脲酶活性的影响如图3-4所示，生物有机肥对土壤脲酶活性提升效果明显，在4、5、6月份，脲酶活性均表现为最高，在6月份明显高于其余各组，比对照组高出192.85%；与对照组相比，施用微生物菌剂也可以提高土壤脲酶活性，且低磷肥处理组土壤脲酶活性更高，施用高磷肥和中等磷肥时，反而会抑制脲酶的活性，在6月份，高磷肥和中等磷肥组土壤脲酶活性比低磷肥组分别降低了44.71%、37.02%，赵靓(2014)的研究也表明施用磷肥可以促进土壤脲酶活性的提高，但随着磷肥用量的增加酶活性呈降低趋势，也与路磊等(2006)人的研究结果相同。3.2.4.3氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤蛋白酶活性的影响如图3-5所示，施肥后，所有处理的土壤蛋白酶活性在4月份有小幅下降，在5月份呈上升趋势，而在6月份，酶活性下降明显。这是由于5月份是贝母生长的旺盛期，植株根系活力、土壤微生物活力都增强，对土壤养分需求量大，促进了酶活性的提高。而到了6月份，植株地上部分倒苗，对养分需求迅速减少，代谢物减少，酶活性下降。各组之间蛋白酶活性差异不明显，在酶活性最高的5月份，微生物菌剂组与生物有机肥组的酶活性均高于对照组，以低磷肥微生物菌剂组的酶活性最高，达到了6.21umol/g/24h，比对照组高出31.13%。 24氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响图3-5土壤蛋白酶活性变化图3-6土壤磷酸酶活性变化Fig3-5ThechangeofsoilproteaseactivityFig3-6Thechangeofsoilphophaseactivity3.2.4.4氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤磷酸酶活性的影响由图3-6可知，土壤磷酸酶活性在4、5月份略有增长，到了6月份，各组土壤磷酸酶活性均有显著增加，这可能是由于前期土壤施肥量较高而抑制了土壤酶活性，而到了贝母生长后期，降雨量增加，土壤中肥料减少，各组土壤酶活性相应增高。而各组土壤磷酸酶活性以生物有机肥处理组增加最快，到6月份已经明显高于各组，比对照组高出31.58%，孟娜(2006)等研究结果表明施用有机肥显著增加了土壤磷酸酶活性和土壤有机磷含量。3组施用微生物菌剂的处理组以高磷肥组的酶活性最高，说明磷肥一定程度上可以促进土壤磷酸酶活性的提高，磷肥用量增加，土壤酸性磷酸酶活性增加。这与陈波浪等(2014)的研究结果一致。3.2.4.5氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤多酚氧化酶活性的影响如图3-7所示，施肥后土壤多酚氧化酶活性呈现出先下降、后上升、再下降的趋势，与蛋白酶活性变化趋势一致。与对照组相比，微生物肥料处理组并未表现出酶活性增加的趋势，这可能是微生物菌剂施入土壤时间短，还并未表现出可以提高多酚氧化酶的作用，需要进行进一步的研究。 第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响25图3-7土壤多酚氧化酶活性变化Fig3-7Thechangeofsoilpolyphenoloxidaseactivity3.2.5氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤理化性质的改良效果3.2.5.1氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤pH的影响由图3-8可知，施肥后3个月，各组土壤pH整体上均表现为下降。与对照组相比，3个微生物菌剂处理组中，高磷肥处理降低了土壤pH，中磷肥处理对土壤pH影响不大，而低磷肥处理表现为增加土壤pH值，这可能是施用的过磷酸钙肥料溶液本身显酸性，施入土壤后降低了肥粒周围的土壤pH(曹志洪等.1987)。而结合贝母植株生物量、生物碱含量等指标，高磷肥组对贝母鳞茎的促生效果最好，说明高磷肥组的土壤pH仍在适宜贝母生长的偏酸性范围内。生物有机肥处理组，土壤pH波动较大，施肥1个月后，土壤pH表现为上升，这可能是由于生物有机肥中有一定量的未腐熟牛粪，未腐熟的牛粪施入土壤后继续发酵，释放出氨气，造成一定的碱性环境，影响了土壤pH，而在5、6月份，牛粪释放出的氨气的碱化作用减小，而生物有机肥中的有益微生物产酸菌大量代谢产生有机酸等酸性分泌物，引起了土壤pH值的下降。并且由于生物有机肥中含有大量的有机质，可以对土壤的酸碱度起到一定的缓冲作用，使土壤pH值不会引起大幅度的波动。 26氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响图3-8土壤pH变化图3-9土壤有机质含量变化Fig3-8ThechangeofsoilpHFig3-9Thechangeofsoilorganicmatter3.2.5.2氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤有机质含量的影响土壤有机质含量可以反映植株生长的活力和根围土壤的适植性。由图3-9可知，施肥1个月后4月份，各组土壤有机质含量均显著增加，但在5、6月份，生物有机肥处理组的土壤有机质含量仍呈上升趋势，6月份明显高于其余各组，比对照组高出26.41%，其余各组土壤有机质含量均表现为持续下降，大量的研究报道指出生物有机肥的施用可以提高土壤有机质的含量，这是由于两方面的原因：一方面是生物有机肥中的有机质直接补充到土壤中，提高了土壤中有机质的含量，另一方面，生物有机肥中存在大量的有益微生物，在这些微生物的代谢过程中合成了大量的有机化合物，促进了了土壤中有机质的合成。这些原因使得土壤有机质含量增加。3.2.5.3氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤N素含量的影响由图3-10可以看出，施肥1个月后，生物有机肥处理组的土壤全氮含量明显上升，比对照组高出123.19%，高磷肥微生物菌剂处理组的土壤全氮含量也有所上升，比对照组高出33.86%。在随后的2次测量中，各组土壤全氮含量变化趋于平稳，且各组之间差异缩小，但总体上微生物菌剂和生物有机肥处理的各组土壤全氮含量仍高于不施加微生物肥料的对照组，可以说明微生物肥料可以有效维持土壤全氮的含量。由图3-11可以看出，施肥后4、5月份，各组土壤硝态氮含量均呈上升趋势，6月份，HN+HP+MA组的土壤硝态氮含量继续上升，其余各组下降，这与土壤速效磷、速效钾变化趋势一致，这可能是氮、磷肥与微生物肥料的施肥使土壤微生物群落达到了一个最优的状态，促进了土壤中各营养物质的转化。而生物有机肥处理组土壤硝态氮含量变化平缓。 第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响27图3-10土壤全氮变化图3-11土壤硝态氮含量变化Fig3-10ThechangeofsoiltotalnitrogenFig3-11Thechangeofsoilnitratenitrogen3.2.5.4氮、磷肥与微生物肥料配施对根围土壤速效磷、钾含量的影响由图3-12可知，施肥1个月后，施用高磷肥的HN+HP和HN+HP+MA组土壤速效磷含量上升较快，反映了施肥初期土壤速效磷含量随施入土壤的磷肥用量增大而增大。施肥2个月后，各组土壤速效磷含量均有所上升。施肥3个月后，HN+HP+MA和LN+MP+BO处理组的土壤速效磷含量仍表现为持续的上升，以施用微生物菌剂组的增长最为明显，生物有机肥处理组表现为土壤速效磷增加延迟，这可能是由于土壤中的磷素养分大多以难溶性的有机磷化合物形态存在，而土壤中将难溶性的磷转化为可溶性磷的土壤磷酸酶主要是由土壤微生物和植物根系分泌，在植株生长后期，植株根系分泌磷酸酶减少，土壤中微生物的作用更为重要。微生物菌剂与高磷肥配施、生物有机肥的施用可以有效的提高土壤中细菌、放线菌数量，这与6月份测得的各组土壤微生物数量一致。虽然土壤中含有大量的钾，但在植物生长期间，植物可利用的有效钾含量比例却不大，大量的钾元素被固定。而钾元素和磷元素一样，也需要土壤中存在的微生物将土壤中难溶性的钾溶解出来。由图3-13可知，在贝母生长的全过程中，土壤速效钾含量的变化趋势与土壤速效磷含量变化趋势相似。施肥1个月后，各组土壤速效钾含量有所下降，各组之间差异不大；施肥2个月后，各组间速效钾含量变化与速效磷含量趋势基本一致，施用高磷肥组的HN+HP和HN+HP+MA组土壤速效钾含量上升较快，反映了土壤速效磷和速效钾之间存在一定的相关性；施肥3个月后，HN+HP+MA和HN+LP+BO处理组的土壤速效钾含量仍表现为持续的上升，以微生物菌剂组的增长最为明显，生物有机肥处理组表现为土壤速效钾增加延迟，这可能是这两组氮、磷肥与微生物肥料的施肥组合使土壤微生物群落达到了一个最优化的状态，促进了土壤中各营养物质的转化。其余各组土壤速效钾含量下降明显，可能与土壤微生物的固定有关。 28氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响图3-12土壤速效磷变化图3-13土壤硝态氮含量变化Fig3-12ThechangeofsoilavailablephosphorusFig3-13Thechangeofsoilavailablepotassium3.3小结土壤是作物吸收养分的重要来源，是作物的养分库，化肥施入土壤后，可以迅速、及时地提供速效养分，微生物肥料施入土壤后，需要借助肥料中所特有的微生物和各种酶经过一系列的矿化分解作用才可以释放出作物可以吸收利用的有效养分，化肥与微生物肥料配合施用可以达到“长效增效缓释”的作用(林治安等.2009)。微生物肥料施入土壤后，肥料中所含的微生物可以在土壤大量生存繁殖，特别是生物有机肥中含量大量的有机质，可以促进土壤物理性状的改善，使土壤疏松、团粒结构增加，并且可以减少板结。为微生物的生长提供了更好的环境质量，促使微生物大量繁殖。土壤酶有很大一部分直接来源于土壤微生物的分泌，其次，微生物肥料通过改善土壤理化性质促进了植物的生长，提高了作物根系的代谢，促进了根系分泌物的增多，再加上微生物肥料中本身所含有的多种生物酶，共同促进了土壤酶活性的提高。土壤各种酶活性的提高直接促进了土壤中各种营养物质的转化，使土壤中可供给植株吸收的养分增多。此外，土壤中微生物的大量代谢以及肥料中有机质的分解可以产生多种有机酸、无机酸和生物酶等活性物质，促使一些复杂的有机物分解(周陈2008)，并且进一步溶解、转化多种矿物质，促进了土壤中营养物质和微量元素转化为有效态，增加了土壤的有效养分，有利于植物的吸收利用，表现为促进作物的生长发育，提高作物的生长量和根系活力(毕军等.2005)。试验结果表明，在高水平的氮、磷肥与微生物菌剂配施后，2年生太白贝母根围土壤细菌、放线菌数量明显增多，细菌真菌比明显升高，更有利于微生物的生长繁殖和土壤微生物群落结构改善。并且可以明显提高土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶的 第三章氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长的影响29活性，土壤酶活性的提高促进了土壤中所进行的多种生物学和化学过程，对土壤养分的稳定性和可持续利用起着重要作用，从土壤营养成分来看，土壤有机质、全氮有一定程度的提高，土壤速效磷、速效钾提高明显。土壤pH降低明显，满足贝母生长对偏酸性土壤的需求；低用量的氮、磷肥与生物有机肥配施，明显提升土壤细菌、放线菌数量，效果优于微生物菌剂组，对各种土壤酶活性均有提高，特别是对脲酶、磷酸酶提升效果明显。生物有机肥对土壤有机质、全氮含量提升作用明显，可以促进土壤有机质的持续上升，对土壤速效磷、速效钾含量效果不明显，这可能与生物有机肥的长效缓释效果有关。从试验测定的贝母植株与鳞茎指标来看，氮、磷肥与微生物菌剂和生物有机肥配施均可以促进太白贝母的生长发育，对植株全重、鳞茎鲜重提升效果明显，特别是对生物碱含量，微生物菌剂可以一定程度上提高贝母辛含量，而生物有机肥对贝母辛含量提升效果明显优于微生物菌剂，促进了生物碱的积累。因此，向土壤中施入微生物菌剂可以全面提高土壤的各项指标，促进贝母生长发育，但需要与高量的氮、磷肥配施；而生物有机肥施入土壤后，效果更优，并且可以减少氮、磷肥的用量。二者都是发展中药材绿色种植的重要措施。 30氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响第四章总结与展望4.1总结试验结果表明：（1）不同形态与用量氮肥对土壤各项指标、贝母生长影响不同。施用尿素有利于提高土壤中微生物数量，施用硝酸钾有利于提高土壤细菌真菌比；尿素和硝酸钾都可以促进土壤几种主要酶活性的提高，而尿素对脲酶、蛋白酶活性的影响比硝酸钾更明显；与尿素相比，硝酸钾更有利于土壤速效养分的提高，对土壤pH的降低作用更明显，有利于贝母的生长，特别是可以明显提高鳞茎生物碱含量。从硝酸钾用量开看，高水平硝酸钾更有利于贝母植株的生长和鳞茎生物碱的积累。综合来看，与尿素相比，硝酸钾是2太白贝母生长的最适氮肥形态。高水平的氮肥（71.50kg/hm）更有利于促进贝母植株的生长和鳞茎生物碱的积累。（2）微生物菌剂与氮磷肥配施对土壤微生物数量、群落结构改善效果明显，有利于土壤中几种主要酶活性提高和土壤有机质、全氮含量的提高，对土壤速效磷、速效钾含量提高效果明显，土壤pH值降低，更有利于贝母的生长；不同磷水平与微生物菌剂2配施对土壤各项指标、贝母生长影响不同，高水平的磷肥（214.40kg/hm）与微生物菌剂配施更有利于促进贝母植株的生长和鳞茎生物碱的积累。（3）生物有机肥与氮磷肥配施，对土壤微生物数量提升效果明显，土壤细菌真菌比提高；土壤酶活性有所提高，以脲酶、磷酸酶提升效果明显；土壤有机质含量持续上升，土壤全氮含量增加。促进了贝母的生长，对鳞茎生物碱积累效果明显。并且降低了氮磷22肥的用量（47.67kg/hm、142.93kg/hm）。4.2展望化学肥料与微生物肥料配施具有长效、增效、缓释的效果，本试验在2年生太白贝母上的施肥试验已经表明微生物菌剂、生物有机肥对贝母生长具有很好的促进效果，为了进一步明确微生物肥料的施肥效果，应该继续探究微生物肥料对不同年限太白贝母生长的促进效果，并且跟踪测定肥效持续时间。贝母为多年生中药材，收获周期一般在5到6年，在贝母的生长发育过程中，会不可避免的产生化感自毒作用和连作障碍，严重影响到贝母的产量和品质。已有研究证明，微生物菌剂的施用可以缓解植株的连作障碍。本文的研究证实微生物菌剂和生物有机肥的施用可以改善土壤微生物群落结构，优化土壤环境，但并未做贝母的自毒物质、微生物肥料抗连作障碍机理及对土壤相关因子等的研究。应该进行进一步的研究。 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致谢35致谢本论文的工作是在我的导师曹翠玲教授的悉心指导下完成。从确定研究方向、设计与实施试验、直到论文的完成都凝结着导师大量的心血。曹老师严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，时刻感染和激励着我。同时曹老师在思想、生活上给我以无微不至的关怀，这些不仅让我研究生阶段获益匪浅，更对我以后的人生具有重要的影响。在此谨向曹老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。感谢蒲鹏老师、舒志明老师在研究生工作期间给予的工作上的帮助，感谢工作过程中给我帮助的师兄徐国益、师姐库永丽、同级谢惠琴、王雪菲、师妹杨楠、梅雪丽等给予的帮助。最后感谢陕西太白圣峰农林科技有限公司对本试验的资助。两年研究生生活，离不开亲朋好友的关怀与鼓励。再次向所有帮助过我的老师、同学、亲人和朋友致以最诚挚的感谢和美好的祝福！董天旺2018年5月于陕西杨陵 36氮磷肥与微生物肥料配施对2年生太白贝母生长及品质的影响 作者简介37作者简介董天旺，男，汉族，1994年9月生，山西乡宁人。2012年09月至2016年07月就读于山西农业大学，中药资源与开发专业，获理学学位。2016年09月进入西北农林科技大学化学与药学院攻读中药学硕士学位，师从曹翠玲教授，研究方向为植物营养。发表论文：一作：氮肥与微生物菌剂配施对2年生太白贝母生长及品质的影响。（投稿中）三作：微生物肥料对猕猴桃高龄果园土壤改良及果实品质的影响。（已接收）
