茶菊是指用于茶饮的菊花，多为小型菊科植物的花朵或者花蕾^[1]。北京茶菊种植历史不长，但发展迅速，已和浙江杭白菊、安徽黄山贡菊一起成为国内茶菊的三大代表^[2]。与浙江、安徽相比，北京具备昼夜温差大、花期降雨少、日照时间长、阳光充足等气候条件，更加适合茶菊的生长。北京茶菊产业逐步做强做大，尤以延庆四海地区发展最具代表性^[3-4]，2018 年延庆四海镇前山村（京水源菊花茶）被农业农村部认定为第八批全国一村一品示范村^[5]。近年来，四海镇着力打造“菊花山谷”，积极发展高山胎菊，菊花产业已成为强村富民的重要支柱产业^[6]。由于茶菊产区相对集中和常年连作，随着茶菊种植年限增加，连作障碍日益严重，造成茶菊生长状况变差、产量下降、品质退化^[7]，限制了“一村一品”茶菊产业健康可持续发展。

研究表明，土壤生物环境恶化、植物化感自毒作用、土壤养分亏缺或失衡是产生连作障碍的主要原因，且 3 个因素之间存在协同作用^[8]。刘晓珍等^[9]以连作 1、3、7、15 年的菊花田土壤和菊花为研究对象发现，随着连作年限增加，香豆酸含量逐渐增加，土壤真菌化日益严重，土壤中硼元素含量逐渐减少，其中连作 15 年处理菊花产量仅为初茬菊花产量的 19.80%，菊花植株中的氮、磷、钾、铁、锰、铜、锌、硼 8 种元素含量大幅降低，真菌数量显著增加，细菌和放线菌数量显著降低，表明酚酸物质积累、土壤微生物区系改变、土壤微量元素硼的减少可能是菊花连作障碍的主要原因。王天佑等^[10]研究表明，人参栽培过程中土壤微生态失衡及病原物生物量增加是人参连作障碍形成的主要原因之一。马海燕等^[11]研究表明，非洲菊连作后土壤 pH 降低，土壤总含盐量逐渐增加，有次生盐渍化的趋势，土壤中氮、磷、钾比例失调。连作 5～7 年，土壤真菌数量上升，细菌和放线菌数量和土壤酶活性下降，连作障碍明显。

微生物肥料是含有特定微生物活体的制品，通过其中所含微生物的生命活动，增加植物养分的供应量或促进植物生长，提高产量，改善农产品品质及农业生态环境^[12]，被广泛应用于蔬菜^[13]、粮食^[14]、牧草^[15-16]、中药材^[17]和果树^[18]生产中。目前微生物肥料包括生物有机肥、微生物菌剂和复合微生物肥料 3 类^[19]。生物有机肥是有机物料和微生物的有机结合体，微生物菌剂含有大量有益活菌和多种天然活性物质，两者都能改善土壤和植物根际微生物生态，已逐渐成为防治连作障碍的高效环保的方法^[7，20-23]。本试验研究生物有机肥和微生物菌剂对四海镇连作茶菊生长、产量、品质及土壤肥力的影响，以期为北京山区防治茶菊连作障碍提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验设置在北京市延庆区四海镇前山村茶菊基地连作多年地块，0～20 cm 耕作层土壤基本农化性质：有机质 23.44 g/kg，全氮 1.63 g/kg，碱解氮 140 mg/kg，有效磷 116.6 mg/kg，速效钾 313 mg/kg，pH 值 7.62，土壤电导率（EC）值 158.8μS/cm，肥力处于中等偏上水平。

1.2 试验材料

供试茶菊：品种为玉龙，扦插苗由北京四海种植专业合作社提供，苗龄为 45 d，长势均一，2021 年 5 月 17 日定植于试验地块。

供试肥料：生物有机肥由北京东祥环境科技有限公司提供，执行标准 NY 884—2012，登记菌株为枯草芽孢杆菌，有效活菌数（以干基计）≥ 0.2 亿 /g，有机质含量（以干基计）≥ 40%；微生物菌剂“坤益健 60”由天津坤禾生物科技集团股份有限公司提供，执行标准 GB 20287—2006，主要功能菌为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和胶冻样类芽孢杆菌，有效活菌数≥ 50.0 亿 /mL；复合肥由北京市谷丰化工制品有限公司提供，执行标准 GB 15063—2009，含氯（ 中氯），N∶P₂O₅∶K₂O=15∶15∶15，总养分≥ 45%。

1.3 试验设计

试验设 4 个处理：①常规施肥对照（CK），复合肥 750 kg/hm²；②生物有机肥处理（T1），复合肥 750 kg/hm²、生物有机肥 7500 kg/hm²；③微生物菌剂处理（T2），复合肥 750 kg/hm²、微生物菌剂 75 kg/hm²；④生物有机肥联合微生物菌剂处理（T3），复合肥 750 kg/hm²、生物有机肥 7500 kg/hm²、微生物菌剂 75 kg/hm²。各处理 3 次重复， 12 个小区随机排列，小区面积为 10 m×2.6 m，日常田间管理保持一致。

2021 年 5 月 8 日旋耕、施肥，耕深 25 cm 左右，5 月 17 日定植。茶菊扦插苗株高 20 cm 左右，长势均匀。采用宽窄行“两密一稀”模式定植，大行距 80 cm，小行距 50 cm，株距 30 cm。定植后浇水 1 次，并及时查苗补苗，定植株数在 52500 株 /hm² 左右。7 月 20 日追施尿素 225 kg/hm²，生长季根据情况及时锄草。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 土壤肥力指标测定

2021 年 10 月 12 日采收菊花后，各小区采用 “S”法取样，深度 0～20 cm，5 点混合，测定土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾含量及 pH 值、EC 值，其中，土壤有机质采用外源加热法测定，碱解氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用钼锑抗比色法测定，速效钾采用火焰光度法测定，pH 值采用电位法测定，EC 值采用电导率仪测定，具体测定方法参见《土壤农化分析》^[24]。

1.4.2 土壤微生物测定

2021 年 10 月 12 日采收菊花后，各小区随机取 10 株，小心摇动植株根系去除土壤，用毛刷将附着在根系表面的细小土壤颗粒刷落，混匀后即为根际土壤^[21]，放入 4℃冰箱保存备用。土壤中细菌、真菌和放线菌的数量通过稀释平板法测定^[22]，其中，细菌数量采用牛肉膏蛋白胨琼脂平板表面涂布法，真菌数量采用孟加拉红培养基平板表面涂布法，放线菌数量采用改良高氏Ⅰ号培养基平板表面涂布法。

1.4.3 茶菊生长性状测定

于分枝期（2021 年 7 月 23 日）和盛花期 （2021 年 9 月 18 日）记录每小区存活株数，并从每小区选取 10 株具有代表性的植株测定茶菊的株高、冠幅和分枝数。株高用直尺测定，冠幅用卷尺测定，取东西、南北两个方向直径的平均值。

1.4.4 茶菊产量测定

2021 年 9 月 2 日开始，每小区 10 m 双行采胎菊累计测产，记录计产区茶菊鲜重和采花数，测算百花重、单株采花数和小区产量。

1.4.5 茶菊品质测定

茶菊采收后立即在加工车间 200℃蒸汽迅速杀青 1 min，在烘箱中 70℃烘干至恒重，粉碎过筛备用。总黄酮和绿原酸含量测定委托诺敏科达生物科技有限公司完成，总黄酮含量采用硝酸铝比色法测定，绿原酸含量采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试验测定。

1.5 数据处理。

采用 Excel 2013 对试验数据进行统计与整理，采用 SAS 8.01 进行单因素方差分析和差异显著性检验（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤肥力的影响

施用生物有机肥和微生物菌剂可以不同程度地提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量（表1）。与 CK 相比，T1、T2、T3 处理的土壤有机质平均含量均有所增加，增幅在 4.31%～27.28% 之间。其中，T3 处理较 CK 增加 6.57 g/kg，增幅 27.28%，效果最为显著；T1 处理较 CK 增加 4.86 g/kg，增幅 20.18%，提升效果较为显著；T2 处理与 CK 相比，土壤有机质含量变化差异不显著，增加 4.31 g/kg，增幅 4.31%。T1、T2、T3 处理土壤全氮和碱解氮平均含量较 CK 均有所增加，增幅分别为 6.70%～10.06% 和 2.87%～10.28%，但各处理间差异不显著。各处理间土壤有效磷和速效钾的差异一致，均为 T3>T2>T1>CK。与 CK 相比，T3 处理土壤有效磷和速效钾平均含量分别增加 14.50 和 107.12 mg/kg，增幅 12.22% 和 33.17%，差异显著；T1、T2 处理土壤有效磷和速效钾平均含量分别增加 4.80、14.50 和 77.11、78.82 mg/kg，增加效果较为明显，但差异不显著。各处理间 pH 和 EC 值差异不显著。

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。下同。

2.2 不同处理对土壤微生物群落的影响

由表2 可知，施用生物有机肥和微生物菌剂可显著提高土壤中细菌、真菌和放线菌的数量，提高土壤中细菌 / 真菌的值。与 CK 相比，T3 处理土壤中细菌、真菌、放线菌数量的平均值分别显著增加 96.03%、40.56%、69.06%，细菌 / 真菌的值由 1.53×10³ 增加到 2.13×10³，增幅 39.12%； 与 CK 相比，T1、T2 处理也有相应的增加趋势，但 T1、 T2 处理之间差异不显著。

2.3 不同处理对茶菊生长的影响

2.3.1 不同处理对茶菊存活率的影响

由图1A 可见，分枝期和盛花期茶菊存活率普遍较低，CK 最低，分别为 71.01% 和 51.38%，T3 处理最高，也只有 86.71% 和 72.73%，这可能与 2021 年汛期过长、降雨量过大有关^[25]。与 CK 相比，T1、T2、T3 均能显著提高茶菊的存活率，分枝期和盛花期分别提高 13.84～15.70 个百分点和 17.32～21.35 个百分点，提高幅度分别达 19.49%～22.11% 和 33.71%～41.55%，但 T1、 T2、T3 之间差异不显著。

2.3.2 不同处理对茶菊株高、冠幅和分枝数的影响

株高、冠幅和分枝数是衡量茶菊长势的重要指标，不同处理对茶菊株高、冠幅和分枝数的影响结果见图1B、1C、1D。就茶菊株高而言，分枝期和盛花期不同处理茶菊株高均为 T3>T1>T2>CK，两个时期 T3 处理的平均株高比 CK 分别增高 3.91 和 7.34 cm，增幅分别达 14.83% 和 19.8%。但分枝期，各处理间差异不显著；盛花期，T1 和 T3 处理显著高于 CK，T2 处理与 CK 差异不显著。

与株高相似，分枝期和盛花期不同处理对茶菊冠幅的影响也是 T3 处理最大，CK 最小。分枝期，T3 处理的平均冠幅比 CK 增加 5.00 cm，增幅 12.18%，且差异显著，T1、T2 处理与 CK 差异不显著；盛花期，T1、T2、T3 处理的平均冠幅分别为 60.89、5 7.61、63.05 cm，均显著大于 CK 的 49.78 cm，增加 7.83～13.27 cm，幅度 15.74%～26.66%。

对于茶菊分枝数，与 CK 相比，T1、T2、T3 处理均不同程度地增加了分枝期和盛花期的茶菊平均分枝数，且均以 T3 处理效果最佳。分枝期，各处理间分枝数的差异与冠幅的差异一致，T3 处理平均分枝数显著多于 CK，T1、T2 处理与 CK 差异不显著； 盛花期，T1、T2、T3 处理的平均分枝数均在 25 个以上，显著多于 CK 处理，且 T1 和 T3 处理显著多于 T2 处理。

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。下同。

2.4 不同处理对茶菊产量的影响

由表3 可见，施用生物有机肥和微生物菌剂可以显著增加茶菊的百花重、单株采花数和产量，且均以生物有机肥联合微生物菌剂处理效果最佳。与 CK 相比，T1、T2、T3 处理平均百花鲜重增加 2.91%～4.24%，平均百花干重增加 4.43%～5.74%，平均单株采花数增加 11.9%～19.33%，增产幅度达 52.22%～60.74%。 T1、T2、T3 处理的平均产量分别为 4901.94、 4820.23、5090.11 kg/hm²，均是 CK 平均产量的 1.5 倍以上。

2.5 不同处理对茶菊品质的影响

总黄酮和绿原酸含量是评价菊花提取物品质的重要指标。与其他指标相似，施用生物有机肥和微生物菌剂可以显著提高茶菊总黄酮和绿原酸的含量（图2），也是生物有机肥联合微生物菌剂处理效果最佳。就总黄酮而言，T1、T2、T3 处理的平均含量分别为 75.23、65.44、76.58 mg/g，分别是 CK 的 1.22、1.40、1.43 倍。T1、T3 处理的平均含量差异不显著，均显著高于 T2 处理。就绿原酸而言，与 CK 相比，T1、T2、T3 处理的平均含量显著增加，分别增加 0.56、0.75、0.84 mg/g，增加幅度达 22.38%～33.38%；T1、T2、T3 处理之间差异不显著。

3 讨论

3.1 生物有机肥和微生物菌剂对土壤养分的影响

土壤有机质和速效养分是衡量土壤肥力的重要标志，也是土壤微生物生命活动所需养分和能量的主要来源。大量研究表明，施用生物有机肥和微生物菌剂可促进土壤养分转化，提高土壤有效养分的含量，进而提高土壤肥力，缓解因作物生长繁殖而消耗的养分^{[18，21，26-28]}。本试验结果表明：生物有机肥和微生物菌剂可以不同程度地提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量，平均增幅分别为 4.31%～27.28%、 6.70%～10.06%、2.87%～10.28%、4.04%～12.22% 和 23.88%～33.17%，其中生物有机肥联合微生物菌剂处理效果最佳，土壤有机质、有效磷和速效钾平均含量较对照显著提高 20.18%、12.22% 和 33.17%，全氮和碱解氮平均含量较对照提高 10.06% 和 10.28%，但差异不显著。这是因为联合施用生物有机肥和微生物菌剂为土壤带入丰富的有机质和大量有益微生物，提供了有机碳源，增加了土壤微生物活性，促进了土壤有机碳和养分的转化，进而达到提高土壤养分含量的效果^[29]。

3.2 生物有机肥和微生物菌剂对土壤微生物群落的影响

根际微生态系统是植物-土壤-微生物及其环境相互作用的特殊系统^[18]，土壤微生物是土壤和植物根系间养分转化和转运的调节器，其群落结构的变化能够直接影响土壤物质循环、能量流动、信息传递，进而影响植物生长^[30-32]。研究表明，长期连作后土壤细菌、放线菌数量减少，真菌数量增多，使土壤微生物种群由高肥的“细菌型”向低肥的“真菌型”转化，导致地力衰竭，土壤肥力变差^[9，11]。施用生物有机肥和微生物菌剂能有效调节土壤微生物区系，增加微生物群落的多样性和稳定性，使土壤微生态环境得到改善，最终达到减轻植物连作障碍的目的^[22]。在本试验条件下，施用生物有机肥和微生物菌剂可显著提高土壤中细菌、真菌和放线菌的数量，与对照相比，分别提高 32.94%～96.03%、13.25%～40.56%、 23.56%～69.06%，这与汪建飞等^[20]的研究结果相一致。主要原因在于生物有机肥和微生物菌剂的施入，土壤中有机物质和有益微生物大量增加，提高了土壤中可利用碳的含量，促进了土壤微生物的生长。从土壤中细菌 / 真菌的值来看，施用生物有机肥和微生物菌剂不同程度地提高了土壤中细菌 / 真菌的值，使土壤向高肥力的“细菌型” 发展。

3.3 生物有机肥和微生物菌剂对茶菊生长的影响

菊花喜肥和阳光充足的环境，适宜在肥沃、疏松、排水良好、含腐殖质丰富的砂壤土中生长，忌水淹，在雨水多时要及时排水^[33]。2021 年北京经历 122 d“超长汛期”，79 场雨，全市平均降雨量 792.6 mm，较常年同期 425.7 mm 和近 10 年同期数据，分别偏多了约 9 成和 7 成^[25]。超多的雨量、超长的阴天记录，导致茶菊生长、采收关键期土壤排水不畅且光照不足，造成茶菊死株严重。本试验中，分枝期茶菊存活率为 71.01%～86.71%，盛花期为 51.38%～72.73%。盛花期，对照茶菊植株缺失将近一半，效果最佳的生物有机肥联合微生物菌剂处理缼株也达 27.27%，同时也说明极端天气影响下生物有机肥和微生物菌剂提高茶菊抗逆性的作用更加凸显。

生物有机肥和微生物菌剂通过改善植物根系土壤微生物结构，提高土壤酶活性，增加土壤有效养分含量，进而促进植物生长，提高产量并改善品质。陈希等^[21]研究发现，生物有机肥能明显促进滁菊生长，提高滁菊产量及其主要品质，提高其茶用及药用价值，与对照相比，产量提高 34.71%，花朵中黄酮的含量比对照提高 95.71%。哈雪娇等^[26]研究发现，施用生物有机肥和生物菌剂有利于大兴西瓜生长，提高株高、叶面积、绿叶数、茎粗、单瓜质量及产量，显著提高西瓜中心可溶性固形物含量。本研究结果与其一致，试验结果表明：生物有机肥和微生物菌剂可显著提高茶菊存活率和株高、冠幅、分枝数等主要生长指标，显著提高茶菊产量及总黄酮和绿原酸含量。其中，生物有机肥联合微生物菌剂处理效果最佳，与对照处理相比，盛花期茶菊存活率提高 21.35 个百分点，株高、冠幅、分枝数分别增加 19.8%、26.66%、 21.11%，单株采花数增加 19.33%，产量提高 60.74%，总黄酮和绿原酸含量分别增加 42.59% 和 33.38%。试验结果显示，单施生物有机肥、单施微生物菌剂和二者联合处理产量均显著高于对照处理，分别增产 52.22%、54.80% 和 60.74%，这可能是提高存活株数和促进单株长势两层因素的叠加效果。

4 结论

施用生物有机肥和微生物菌剂可以提高土壤养分和土壤微生物含量，增强茶菊抗逆性，提高存活率，促进生长，提高产量，提升品质，且以生物有机肥联合微生物菌剂处理的综合效果最佳，可为北京山区茶菊连作障碍防治提供参考。

参考文献