环保酵素对当归种苗质量性状及产量的影响
李丽 尚虎山 文殷花 刘莉莉 魏玉杰 王富胜
摘要：环保酵素是以废弃果蔬、植物、厨余垃圾等为原料发酵制得的含有特定生物活性成分的产品，富含各种酶、有机酸、矿物质和微生物，是一种环保高效的土壤改良材料。为了探明酵素改良土壤和供肥作用对当归生长的影响，给当归种苗绿色标准化繁育提供参考。以岷归5号为指示品种，采用单因素随机区组法设计，以田园土和含环保酵素的营养土按体积比2 ∶ 1、1 ∶ 1的基质培育种苗，以不施酵素为对照，研究了不同用量环保酵素对当归种苗质量性状及产量的影响。结果表明，以田园土和含环保酵素营养土体积比为2 ∶ 1的基质更有利于提高当归种苗质量性状和产量，有利于增加当归一级种苗数。其中百苗鲜重和根冠比分别较不施酵素增加14.13%、29.13%；
当归折合产量最高，为1 520.82 kg/hm2，较不施酵素增产13.06%。
关键词：当归；
环保酵素；
质量性状；
产量
中图分类号：S567.23 文献标志码：A 文章编号：2097-2172（2023）05-0449-04
doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2023.05.011
Abstract：
Environmental protection enzyme is a product containing specific bioactive ingredients， which is fermented from waste fruits and vegetables， plants， kitchen waste， etc. It is rich in various enzymes， organic acids， minerals and microorganisms， and is an environmentally friendly and efficient soil improvement material. In order to explore the soil improvement and fertilization effects of environmental protection enzymes on the growth of Angelica sinensis so as to provide references for the green and standardized breeding of Angelica sinensis seedlings， Mingui 5 was used as the experiment material and single factor random block design was adopted， seedlings were cultivated in nutritive soil with the ratios of garden soil to environmental protection enzymes of 2∶1 and 1∶1， respectively with no enzyme application as the control， and effects of different amounts of environmental protection enzymes on quality traits and yields of Angelica sinensis seedlings were studied. The results showed that the ratio of garden soil to enzyme at 2∶1 was more conducive to improving the quality and yield of Angelica sinensis seedlings and increasing the number of first-class Angelica sinensis seedlings. The 100-seedling fresh weight and root to shoot ratio were increased by 14.13% and 29.13%， respectively compared to that of the contrl. The average yield of Angelica sinensis was the highest， i.e.， 1 520.82 kg/ha， which was 13.06% higher than that of the control.
Key words：
Angelica sinensis （Oliv.） Diels; Environmental protection enzyme; Quality trait; Yield
基金項目：甘肃省重大科技专项（20ZD7NA007）；
定西市重点技术攻关专项（DX2022BZ98）；
现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-21）。
作者简介：李 丽（1990 — ），女，甘肃陇西人，助理研究员，硕士，主要从事中药材新品种选育及研究工作。Email：
1007807015@qq.com。
通信作者：王富胜（1973 — ），男，甘肃定西人，研究员，主要从事中药材新品种选育及规范化栽培技术研究与推广工作。Email：
wangfs1974@163.com。
目前我国在中草药栽培生产中存在化肥施用过量和化肥种类单一等现象，造成土壤养分失衡、水质富营养化、药材品质拙劣和温室效应等实际问题［1 ］。有研究认为，酵素具有提高土壤肥力、降解田间残留污染物和促进作物生长等作用［2 ］。环保酵素是将厨余垃圾和红糖、水以一定的比例混合后，在一定的密闭空间中经微生物发酵制得的含有特定生物活性的产物，其在发酵过程中会产生大量的厌氧菌，施入土壤后能为土壤提供部分微生物分解者［3 - 4 ］，从而降解土壤中动、植物残体及其他有机物，为植物提供有机碳、有机氮以及二氧化碳等生长发育必需的营养物质。另外，环保酵素具有生产、使用方便和经济实惠等优点，可达到将厨余废弃物资源化利用和无害化处理的目的。
当归［Angelica sinensis （Oliv.）Diels］以干燥根入药，具有调经止痛、补血活血及润肠通便等功效，为常用大宗中药材之一［5 ］。但传统的当归育苗采用开垦生荒地育苗的方式［6 ］，造成地表植被破坏、水土流失严重等环境问题。当归幼苗的繁育对土壤要求较为严格，熟地育苗因茬口和轮作增加了当归根系的自毒作用［7 ］，减施农药化肥和土壤消毒剂对当归种苗乃至成药的生产具有重要意义。酵素具改良土壤和供肥等作用［4 ］，有望应用于当归的熟地育苗中。为此，我们进行了不同用量的环保酵素对当归种苗质量性状及产量的影响研究，以期为当归种苗绿色标准化繁育技术的完善提供參考。
1 材料与方法
1.1 材料
供试环保酵素自制，制作方法：将红糖、水果皮和菜叶等厨余垃圾、水按体积比1∶3∶10的比例混合于容器内，容器中预留20%的空间用来贮存发酵产生的气体（前30 d每天做放气处理），密封并发酵90 d后与适量田园土充分混合（直接在育苗地中混合发酵），继续发酵60 d，即制成含环保酵素的营养土。指示当归品种为岷归5号，由定西市农业科学研究院中药材研究所提供。
1.2 试验区概况
试验设在甘肃省定西市农业科学研究院具有防雨设施的试验基地（东经104° 59′，北纬35° 56′）。试验区位于甘肃中部地区，四季分明，日照充足。平均海拔1 900 m，年平均降水量400 mm，日照时数2 200 h，年均气温7.2 ℃，无霜期150 d。试验地土质为耕种黑垆土，0～30 cm耕作层土壤含有机质21.6 g/kg、碱解氮13 mg/kg、速效氮173 mg/kg、全氮3.97 g/kg、全磷5.4 g/kg、全钾12.2 g/kg、pH 7.41。前茬马铃薯。
1.3 试验设计
试验设田园土和含环保酵素营养土体积比分别为1∶0（处理T1，不施用酵素CK）、2∶1（处理T2）、1∶1（处理T3）3个处理。试验单因素随机区组排列，重复3次，小区面积6 m2（3 m×2 m）。育苗前每小区施入有机肥（主要成分为羊粪）750 g，并将田园土和含环保酵素营养土按试验设计的比例混合，继续发酵5～6 d后覆盖于各小区土壤表层（厚8～10 cm）。2021年7月12 — 13日撒播育苗，每小区播种量为12 g。整个幼苗期田间管理一致，其他管理同大田。
1.4 观测指标及方法
当归幼苗3叶期（2021年8月8 — 10日）时在每小区中央划取0.4 m×0.5 m的小样方，统计出苗数，随机抽取10株生长旺盛的当归幼苗测定苗高、茎粗、冠幅和单株叶片数，标号并分别于8月9日 、 9月10日、10月12日各测定1次，共测3次。采挖期（2021年11月27日）用农用三齿叉采挖种苗，将各小区幼苗整理齐后用电子秤（型号：PTS-117）测定种苗总鲜重，并随机抽取10株测定主根长、芦头径粗、侧根数、百苗鲜重和根冠比等主要性状，折算小区产量。随机抽取100株当归种苗按甘肃省中药材当归种苗标准（DB 62/T 2549 — 2014）统计种苗等级［8 ］。
根冠比=根鲜重/（单株鲜重-根鲜重）。
1.5 数据处理与分析
采用 Excel 2010和SPSS 21.0进行统计分析，用LSD法检验差异显著性。
2 结果与分析
2.1 不同用量环保酵素对当归出苗率的影响
由图1可知，施用环保酵素后，当归出苗率随生长时间的延长差异明显。当归幼苗3叶期（8月9日），出苗率以处理T1（CK）最高，为84.30%，处理间差异不显著。因茬口和根际自毒作用的影响，9月10日各处理的出苗率以处理T2最高，较CK提高4.10个百分点；
其次是处理T3，较CK提高2.33个百分点；
处理间差异不显著。处理T2的出苗率较处理T1下降的原因可能与酵素的用量有关，酵素用量越大，土壤酸性越强。10月12日各处理的出苗率以处理T2最高，较CK提高5.99个百分点；
其次是处理T3，较CK提高4.24个百分点；
处理T2与处理T3差异不显著，均与CK差异显著（P ＜ 0.05）。处理T2 9月10日和10月12日的出苗率与8月9日的出苗率差异不显著。
2.2 不同用量环保酵素对当归幼苗地上部生长动态的影响
从表1可以看出，8月9日，施用环保酵素对当归种苗的苗高、茎粗和冠幅的影响差异不显著，但对当归幼苗单株叶片数有影响，施用酵素的处理均高于CK，且与CK达差异显著水平（P ＜ 0.05）。9月10日，当归种苗进入旺盛生长阶段，当归幼苗各生长状态评价指标施用环保酵素处理均显著高于CK，其中处理T2的苗高和冠幅显著高于其他处理，说明田园土与含环保酵素营养土比例为2∶1更有利于当归地上部分的生长。至10月12日，种苗慢慢衰弱，苗高、冠幅和单株叶片数明显下降，施用酵素处理的生长评价指标仍均高于CK，说明环保酵素对当归地上部的生长具有明显促进作用。
2.3 不同用量环保酵素对当归种苗地下部主要性状和产量的影响
由表2可知，施用环保酵素后，当归种苗地下部主要性状差异明显。芦头径粗处理T2和处理T3均高于CK。主根长处理T3显著高于CK，与处理T2差异不显著。侧根数处理T3显著高于CK和处理T2。百苗鲜重和根冠比处理T2和处理T3的均高于CK，其中以处理T2最高，分别较CK增加14.13%、29.13%；
处理T3次之，百苗鲜重和根冠比较CK增加10.72%、18.16%。处理T2与处理T3差异不显著，与CK差异达显著水平（P ＜ 0.05）。施用环保酵素均能提高当归一级种苗数，当归折合产量处理T2和处理T3均高于CK，且差异达显著水平（P ＜ 0.05），其中以处理T2最高，为1 520.82 kg/hm2，较CK增产13.06%；
处理T3次之，为 1 490.73 kg/hm2，较CK增产10.82%。说明施用酵素可显著改善当归种苗质量性状和提高产量。
如表 3所示，当归种苗的百苗鲜重和折合产量呈显著正相关（r=0.997；
P ＜ 0.05），表明当归种苗的百苗鲜重与产量是一致的，芦头径粗、根冠比与折合产量也呈现一致性（r=0.927，r=0.976）。
3 讨论与结论
环保酵素在制备发酵过程中会产生酒精、醋酸等杀菌物质，以及厌氧菌及兼性厌氧菌等土壤微生物分解者，具有抑制病原菌繁殖、降解土壤污染物和改善土壤通气状况等作用［2 - 3 ］。种子出苗率受其活力和外界土壤环境条件的影响［2 - 3 ］，当归种子在萌发过程中若受到根腐病菌的感染其萌發会受到抑制［9 ］，而环保酵素在发酵过程中会产生超氧化物歧化酶、酵母、生物表面活性剂、脂肪酶等多种活性成分，可有效地抑制作物地下病虫害的发生和传播［10 ］，有助于提高作物的抗病能力。本试验中，施入环保酵素对当归幼苗的苗高、茎粗和冠幅等地上部分及主根长、芦头径粗、百苗鲜重等质量性状及产量的影响显著，这与其在菠菜、辣椒、铜钱草等植物上的效应一致［2， 11 - 12 ］。施用酵素可促进当归幼苗的生长，这与李金枝等［12 ］的研究一致，原因可能与酵素在发酵过程中会产生糖分和矿质营养元素等作用有关［13 - 14 ］，酵素在发酵过程中还会产生土壤微生物，而土壤微生物是植物有效的养料储备源头［15 ］。
本研究表明，在育苗阶段施用环保酵素对提高当归的种苗产量和产量性状均具有显著影响，说明环保酵素对促进当归生长具有重要意义。经依据种苗标准（DB 62/T 2549 — 2014）统计，施用酵素可增加当归一级种苗的数量，但二级种苗有所减少。综合不同用量环保酵素对当归种苗生长的影响，以田园土和含环保酵素营养土体积比为2∶1施入土壤后更有利于提高当归种苗质量性状和产量，增加当归一级种苗数。该处理下百苗鲜重和根冠比分别较不施酵素增加14.13%、29.13%；
当归折合产量最高，为1 520.82 kg/hm2，较不施酵素增产13.06%。
酵素菌肥一方面具有环保节能和绿色无公害等优点，可达到将厨余废弃物二次利用的目的；
另一方面酵素施入土壤可提高土壤肥力和作物产量。但酵素的应用效果与自制环节、发酵环境和施用方法等多种因素有关，今后需进一步研究和评估酵素对当归的生长效应，以期酵素肥在当归生产上大面积推广，并后续研发的基础上，将其应用于土壤改良剂、新型复合酵素菌肥、植物生长调节剂以及生物源农药等多个领域。
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