白菜是十字花科芸薹属蔓菁的一个变种植物，是东北及华北地区冬季和春季种植的主要蔬菜之一。其叶片松软、口感鲜嫩和营养丰富，具有通利肠胃、养胃和中、利小便等功能，受到广大消费者喜爱[1-2]。山东省是我国主要的蔬菜种植区域之一，宁阳县隶属于山东省泰安市，位于鲁中偏西，泰安市南部，属暖温带湿润季风性气候区，四季分明，是蔬菜作物的主要种植区，该地区生产的大白菜个头匀称、菜薹厚实，菜叶鲜嫩，脆而无丝，富含多种维生素和矿物质[3-4]。实际白菜生产中，可能存在肥料投入过量等问题，易导致白菜产量和品质下降。陈财志等[5]研究表明，在白菜种植生产中，施肥不合理不仅会导致肥料利用率下降，还会加重白菜植株内硝酸盐的积累。蒲移秋等[6]研究表明，不合理施肥会导致土壤中养分失衡，出现土壤功能退化和土壤板结等情况，对作物高产稳产产生影响。常规施肥方式能在短期内提高产量，但从长期来看，可能会对白菜的品质和其生长的土壤环境造成不良影响[7]。为此，在保证白菜产量的基础上探索减肥增效提质策略具有重要的现实意义。
微生物菌剂是一类含有有益微生物的生物制剂，主要包括固氮菌、磷溶解菌、钾溶解菌、乳酸菌、酵母菌和芽孢杆菌等，具有改善土壤环境、活磷解钾和促进作物生长等作用[7-10]。谢春晖等[8]研究表明，微生物菌剂配施可促进马铃薯生长，显著提升其产量和品质。王青青等[9]研究发现，微生物菌剂替代化肥可明显提高日光温室番茄产量和品质。高宇等[10]研究发现，与不施加微生物菌剂处理相比，微生物菌剂配施处理的青菜产量有所增加，说明微生物菌剂在蔬菜种植生产中具有较好的应用前景。其在改善土壤环境、提高白菜产量和品质、减少环境污染等方面具有重要作用。通过科学合理地配施微生物菌剂，可实现白菜种植的可持续发展，提高农民收益，同时保障消费者的食品安全。因此，进一步深入研究微生物菌剂的作用机制及其最佳施用方式，对推动农业绿色发展具有重要意义。基于此，本研究以当地主要种植白菜品种黄洋白为研究对象，设置5个处理，分析了在微生物菌剂配施下大白菜产量和品质的变化特征，并对比了不同处理下的经济效益，为微生物菌剂的推广应用提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验地基本情况
本研究试验点位于山东省泰安市宁阳县泗店乡许家桥村白菜种植田内。该地区属暖温带湿润季风性气候区，四季分明，年平均气温13.2 ℃，年平均降水量691.35 mm，年平均日照时数2 678.6 h，年无霜期198 d。试验点位土地肥沃平整，0～30 cm土层土壤碱解氮含量1.53 g/kg，全磷含量0.86 g/kg，有效磷含量24.67 mg/kg，速效钾含量139.69 mg/kg，适宜白菜等蔬菜作物种植。
1.2 试验材料
供试白菜品种为黄洋白，是当地主要栽培品种之一。
供试氮肥为尿素（N≥46%），由山东润银生物化工股份有限公司生产；磷肥为过磷酸钙（P2O5≥12%），由山东光远化工有限公司生产；钾肥为硫酸钾（K2O≥52%），由唐山三孚硅业股份有限公司生产；微生物菌剂为枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌的复合菌剂，有效活菌数为5.0亿CFU/g，由青岛雷沃生物科技有限公司生产。
1.3 试验设计
采用单因素随机区组试验设计，设置了5个微生物菌剂配施处理，分别为常规施肥处理（CK）、常规施肥+微生物菌剂（T1）、常规施肥减施10%+微生物菌剂（T2）、常规施肥减施20%+微生物菌剂（T3）和常规施肥减施30%+微生物菌剂（T4），每个处理3次重复，共计15个处理小区。于2024年8月9日进行田间整地和施肥，采用条播法进行种植，种植株距40 cm，行距80 cm，种植密度为3.12×104株/hm2。各处理小区的施肥量和施肥情况如表1所示。施肥时期及施肥比例为采用基施+追施的施肥模式。播前整地时一次性基施全部微生物菌剂和磷、钾肥，基施40%氮肥，剩余氮肥于9月28日和10月25日分别追施30%。各处理小区面积为32 m2（4 m×8 m），各处理田间施肥时期和病虫害防治等措施均保持一致。
表1 不同处理小区施肥情况 |
| 处理 | 施肥量/（kg/hm2） | 微生物菌剂/（g/株） | ||
|---|---|---|---|---|
| 尿素 | 过磷酸钙 | 硫酸钾 | ||
| CK | 750 | 375.0 | 375.0 | 0 |
| T1 | 750 | 375.0 | 375.0 | 10 |
| T2 | 675 | 337.5 | 337.5 | 10 |
| T3 | 600 | 300.0 | 300.0 | 10 |
| T4 | 525 | 262.5 | 262.5 | 10 |
1.4 测定项目及方法
1.4.1 大白菜产量
在大白菜收获期（2024年12月18日）进行田间产量测定，每处理小区随机选取5株白菜，测定单株重，然后计算产量。
1.4.2 大白菜品质指标
在大白菜收获期，每个处理选取5株大白菜带回实验室后立刻测定品质指标，具体包括可溶性蛋白、纤维素、可溶性糖和维生素C（VC）含量，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝法进行测定，纤维素含量利用酸性洗涤剂法进行测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法进行测定，VC含量采用液相色谱法进行测定。
1.4.3 经济效益
在大白菜采收期，依据市场价格计算当年总收益（黄洋白大白菜田间收购价为0.78元/kg），依据当年试验投入（微生物菌剂投入为1 500元/hm2，尿素价格2.75元/kg，过磷酸钙价格4.65元/kg，硫酸钾价格5.46元/kg，管理成本45 000元/hm2，种子成本25 000元/hm2）计算总投入，随后计算净收益。
1.5 数据整理与分析
采用Excel 2017软件进行数据整理，SPSS 23.0软件进行方差分析，采用LSD法进行处理间多重比较。
2 结果与分析
2.1 对大白菜产量的影响
由图1可知，与常规施肥处理（CK）相比，微生物菌剂配施下黄洋白大白菜产量均明显增加（P<0.05）。微生物菌剂配施处理中，大白菜产量随着施肥量的减少呈先上升后下降的趋势，在常规施肥减施20%+微生物菌剂（T3）处理下产量最高，为2.42×105 kg/hm2，较CK、T1、T2、T4处理分别增产0.24×105、0.12×105、0.05×105和0.13×105 kg/hm2，增幅分别为11.01%、5.22%、2.11%和5.68%。
2.2 对大白菜品质的影响
微生物菌剂配施下的黄洋白大白菜品质指标如表2所示。与CK相比，除T1外，其余处理微生物菌剂配施对于大白菜的VC含量、可溶性蛋白含量、纤维素含量和可溶性糖含量均有明显提升作用（P<0.05）。各处理大白菜的VC含量在473.26～517.69 μg/g、可溶性蛋白含量在6.35～9.25 mg/g、纤维素含量在85.57～101.38 mg/g，可溶性糖含量在79.36～99.52 mg/g。各品质指标均以T3处理最高，较CK处理的大白菜品质明显提升。
表2 微生物菌剂配施对黄洋白大白菜品质指标的影响 |
| 处理 | VC含量/ （μg/g） | 可溶性蛋白含量/（mg/g） | 纤维素含量/（mg/g） | 可溶性糖含量/（mg/g） |
|---|---|---|---|---|
| CK | 473.26±5.53 d | 6.35±0.11 d | 85.57±0.59 d | 79.36±0.76 d |
| T1 | 495.57±2.26 c | 7.26±0.13 c | 90.34±0.82 c | 86.65±0.39 c |
| T2 | 508.53±1.32 b | 8.33±0.15 b | 95.43±0.37 b | 91.64±0.88 b |
| T3 | 517.69±1.15 a | 9.25±0.09 a | 101.38±0.92 a | 99.52±0.75 a |
| T4 | 499.15±1.68 c | 7.62±0.13 c | 91.46±0.55 c | 87.12±0.82 c |
2.3 对大白菜经济效益的影响
由表3可知，不同处理下的黄洋白大白菜总产值在170 040.00～188 760.00元/hm2、总投入在75 853.75～77 353.75元/hm2，净收益在94 186.25～112 577.00元/hm2，以T3处理的总产值和净收益最高，T1处理的总投入最高。与CK处理相比，T1、T2、T3和T4处理下的净收益增幅分别为8.35%、14.76%、19.53%和9.38%。
表3 不同微生物菌剂配施处理下的经济效益 |
| 处理 | 总产值/ （元/hm2） | 总投入/ （元/hm2） | 净收益/ （元/hm2） | 收益较CK±/% |
|---|---|---|---|---|
| CK | 170 040.00 | 75 853.75 | 94 186.25 | |
| T1 | 179 400.00 | 77 353.75 | 102 046.25 | 8.35 |
| T2 | 184 860.00 | 76 768.38 | 108 091.62 | 14.76 |
| T3 | 188 760.00 | 76 183.00 | 112 577.00 | 19.53 |
| T4 | 178 620.00 | 75 597.63 | 103 022.37 | 9.38 |
3 结论与讨论
适宜的施肥方法和施肥措施对于作物产量和品质的提升有明显的促进作用[10-11]。侯松峰等[11]研究表明，微生物菌剂配施能够改善井岗蜜柚园区土壤理化性状，提高土壤肥力并改善蜜柚品质，本研究结果与此基本一致。与常规施肥处理相比，微生物菌剂配施处理的黄洋白大白菜产量和品质均有明显提升。作物生长受到其生长环境的影响，长期施用化肥可能导致土壤理化性状发生变化，出现土壤板结和养分流失等情况，导致作物生长发育受阻。微生物菌剂是一类含有有益微生物的生物制剂，具有改善土壤环境、活磷解钾和促进作物生长等作用[12-15]。本试验中施用的微生物菌剂中含有枯草芽孢杆菌和胶冻样芽孢杆菌，前者具有阻止病原微生物繁殖，干扰植物病原微生物对植物侵染，破坏病原微生物在植物上的定殖等作用，从而达到抑菌控病效果[16]；后者可在土壤中繁殖生长并产生有机酸、荚膜多糖等代谢产物，破坏硅铝酸盐和难溶性磷化合物的结构，进而分解释放出可溶的磷、钾、钙、硫、镁等中微量元素，既提高了土壤肥力，又为作物提供了可吸收利用的营养元素[17-18]，二者具有协同作用，为蔬菜生长提供了更加适宜的环境，有利于产量的形成。
本研究还发现，微生物菌剂配施处理中，随着施肥量的减少，大白菜产量和品质均表现出先上升后下降的趋势，在常规施肥减施20%+微生物菌剂（T3）处理下达到最大值，该处理的大白菜产量、VC含量、可溶性蛋白含量、纤维素含量和可溶性糖含量分别为2.42×105 kg/hm2、517.69 μg/g、9.25 mg/g、101.38 mg/g和99.52 mg/g。实际生产中，蔬菜作物对于养分的吸收具有一定限度，过量施肥可能会引起土壤中的氮、磷、钾等化学物质与土壤结合，形成有害的化学盐分，长期积累会破坏土壤结构，使其物理性状变差；同时还会造成土壤中微量元素的流失，导致作物产量和品质下降。施肥量过低会导致作物生长所需的养分不足，进而不利于产量和品质的形成[19-20]。同时本研究还对微生物菌剂配施下的经济效益进行分析，结果表明，T3处理下的总产值和净收益最高，净收益较CK增加19.53%。
综上，在宁阳许家桥黄洋白大白菜种植生产中，微生物菌剂配施对于大白菜产量和品质均有明显提升作用，其中以常规施肥减施20%+微生物菌剂处理下的大白菜产量、VC含量、可溶性蛋白含量、纤维素含量、可溶性糖含量和净收益最高。因此，在该地区黄洋白大白菜种植中推荐采用常规施肥减施20%+微生物菌剂的施肥措施。