摘要
为筛选出对香菜具有高效促生能力的生物有机肥。以香菜为研究对象，在等养分条件下设置化肥 （CK）、有机肥（OF）、枯草芽孢杆菌生物有机肥（BF1）、酿酒酵母生物有机肥（BF2）、毕赤酵母生物有机肥 （BF3）5 个处理进行盆栽试验。通过研究不同施肥处理对香菜的生长指标、土壤理化性质及酶活性的影响，结合主成分分析进行评价，筛选出促生效果最优的生物有机肥。与 CK 相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的香菜生物量、地上部鲜重及地下部鲜重分别显著增加 13.12% ～ 35.95%、16.36% ～ 41.8% 及 4.74% ～ 20.86%，其中以 BF3 处理的生物量最高；BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高香菜根系活力、根长、根体积、根表面积、根尖数、根直径及植株养分含量，有效促进香菜根系的生长分化及养分吸收。BF1、BF2 和 BF3 处理均改善土壤理化性质及酶活性，土壤电导率降低 19.43% ～ 24.02%、有机质增加 44.20% ～ 66.18%、碱解氮增加 17.12% ～ 28.17%、有效磷增加 30.40% ～ 48.83%、速效钾增加 4.49% ～ 9.27%，土壤脲酶活性提高 2.8% ～ 5.82%、土壤酸性磷酸酶活性提高 11.90% ～ 30.25%、土壤蔗糖酶活性提高 21.71% ～ 28.45%。冗余分析表明香菜根尖数和根表面积的改变是影响其生长及养分吸收的主要原因；通过对香菜生长特性的主成分分析，得出 BF3 处理的促生效果最好。BF1、BF2 和 BF3 处理能够改善土壤肥力及酶活性，提高香菜根系活力、改善根系形态、促进香菜生长；其中以 BF3 处理的促生效果最好，具有开发为优质促生型生物有机肥的潜力。
Abstract
In order to screen out the bio-organic fertilizer with high growth-promoting ability for coriander，taking coriander as the research object，five treatments of chemical fertilizer（CK），organic fertilizer（OF），Bacillus subtilis bioorganic fertilizer（BF1），Saccharomyces cerevisiae bio-organic fertilizer（BF2），Pichia pastoris bio-organic fertilizer （BF3）were set up under equal nutrient conditions for pot experiment. By studying the growth index of coriander，soil physical and chemical properties and enzyme activity，the bio-organic fertilizer with the best growth-promoting effect was selected. Compared with CK，the biomass，shoot fresh weight and root fresh weight of coriander treated with BF1，BF2 and BF3 increased significantly by 13.12%–35.95%，16.36%–41.8% and 4.74%–20.86%，respectively，and the biomass of BF3 treatment was the highest. The treatments of BF1，BF2 and BF3 significantly increased the root activity，root length，root volume，root surface area，root tip number，root diameter and plant nutrient content of coriander，and effectively promoted the growth and differentiation of root system and nutrient absorption of coriander. The BF1，BF2 and BF3 treatments improved soil physical and chemical properties and enzyme activities. Soil electrical conductivity decreased by 19.43%–24.02%，organic matter increased by 44.20%–66.18%，alkali-hydrolysable nitrogen increased by 17.12%– 28.17%，available phosphorus increased by 30.40%–48.83%，available potassium increased by 4.49%–9.27%，soil urease activity increased by 2.80%–5.82%，soil acid phosphatase activity increased by 11.90%–30.25%，and soil sucrase activity increased by 21.71%–28.45%. Redundancy analysis showed that the changes of root tip number and root surface area were the main reasons affecting the growth and nutrient absorption of coriander. Through the principal component analysis of the growth characteristics of coriander，it was concluded that BF3 treatment had the best growth-promoting effect. The treatments of BF1，BF2 and BF3 could improve soil fertility and enzyme activity，increase root activity，improve root morphology and promote growth of coriander. Among them，BF3 treatment had the best growth-promoting effect and had the potential to develop into a high-quality growth-promoting bio-organic fertilizer.
香菜（Coriandrum sativum L）具有独特香味，常作为调味蔬菜深受人们的喜爱[1]，种植面积广泛，由于近年设施栽培的周年生产，农户为追求高收益和高产出盲目施用大量化肥，导致土壤酸化、微生物多样性降低、养分失衡及产量下降等严重抑制生产性能的问题[2]。生物有机肥因在培肥土壤、调控微生物区系及提高作物品质方面具有优异的效果而被重视。
生物有机肥具备有机肥和微生物肥料的多重功能，其中发挥作用的核心是具有特定功能的微生物，可以通过自身的新陈代谢活动发挥作用，为作物活化养分或提供促生物质[3]。常见的根际促生菌以芽孢杆菌属和假单胞菌属为主[4]。其中，芽孢杆菌因其生长速度快、营养需求简单、抗逆性强等优势而倍受关注[5]，是微生物肥料中应用最广泛的菌种[6]。可通过拮抗作用、诱导效应、产生有益代谢物等方式促进作物生长，还可以释放吲哚乙酸（IAA）、铁载体、氨等营养物质和降解植物根系分泌的自毒物质等途径发挥对作物的间接促生作用。研究表明枯草芽孢杆菌具有发达的分泌系统可以产生 IAA 促进作物生长[7]，能够分泌低浓度乙偶姻促进生菜的生长，同时还具有产铵、溶磷、解钾和分泌生长素的能力[8]。此外，酵母菌可以定殖于作物根系内部，通过产生活性物质 （如植物激素、铁载体和氨基酸等）溶解无机磷酸盐，抑制病原菌生长等方式直接或间接地促进作物生长，被称为潜在的生物肥料[9]。Freimoser 等[10] 研究表明，酿酒酵母菌能够产生 IAA、合成铁载体、释放过氧化氢酶和细胞壁降解酶促进作物生长。Abdel 等[11]研究表明，酿酒酵母生物有机肥的施用可以提高菜豆对氮、磷和锌元素的吸收，提高产量。毕赤酵母菌可以通过活化土壤中的磷和锌、固定大气中的氮、产生铁载体和释放生长素等方式促进作物生长[12]。市场上蔬菜生物肥料，种类繁多，但田间效果差异巨大。究其原因是缺乏针对性的专用生物有机肥。因此生物有机肥应用的关键是功能性微生物菌种的筛选与应用。本试验通过盆栽试验在等养分条件下探讨施用枯草芽孢杆菌生物有机肥、酿酒酵母生物有机肥、毕赤酵母生物有机肥对香菜生长、土壤理化性质和土壤酶活性的影响，通过主成分分析评判促生型生物有机肥对香菜促生效果，筛选出对香菜促生效果最好的促生型生物有机肥加以应用，以期为开发适用于香菜生产的专用促生生物有机肥提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验品种为“十里香意大利”香菜，购自云南省农业科学院。试验土壤为常规耕作层红壤，土壤背景为土壤 pH 6.61、有机质 19.57 g/kg、碱解氮 135 mg/kg、有效磷 15.9 mg/kg、速效钾 79.5 mg/kg、电导率 0.089 mS/cm。试验采用 295 mm×225 mm 的塑料盆为栽培器皿，盆栽试验于温室大棚开展。供试有机肥为本课题组实验室以秸秆和牛粪腐熟发酵制得，养分性状为全氮 1.80%，全磷 1.75%，全钾 2.74%，有机质 64.76%。供试菌种为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、酿酒酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）及毕赤酵母菌（Pichia pastoris），取自本课题组土壤微生物实验室。将供试菌种进行复活、纯化和培养后分别接种至有机肥中，调节含水量为 40% 后置于无菌培养箱（设置参数：30℃，避光，静置）中进行二次固体发酵；连续培养 7 d 后得到枯草芽孢杆菌生物有机肥、酿酒酵母生物有机肥及毕赤酵母生物有机肥，功能性微生物数量分别为 6.14×108、5.89×108 和 6.34×108 个 /g。
1.2 试验设计与处理
采用随机区组设计布置盆栽试验，定期移动减小边际效应。设置化肥（CK）为对照、有机肥（OF）、枯草芽孢杆菌生物有机肥（BF1）、酿酒酵母生物有机肥（BF2）和毕赤酵母生物有机肥 （BF3）共 5 个处理，每个处理设 6 次重复。CK 处理与当地常规施肥量一致，为 N 240 kg/hm2，P2O5 150 kg/hm2，K2O 270 kg/hm2，施用常规单质化肥； 其余处理采用有机肥或促生型生物有机肥进行等养分替代施用，并利用单质化肥补足有机肥和生物有机肥处理中的养分，保证各处理养分投入相等。每个盆装土 5 kg，每盆播种 15 颗香菜种子，在播种前一次性施用肥料做底肥，混合均匀，装盆。播种后第 15 d 间苗，每盆留 5 株幼苗继续培养，根据香菜生长情况适量浇水，其余的管理方式以正常田间管理进行。
1.3 样品采集与分析
在收获期进行破坏性采样，选取每个处理中长势均匀的 3 株香菜测定株高、鲜重；将植株从盆里取出后用水将根系冲洗干净后测定根系形态，然后烘干备用；每个处理测定 3 株重复。采用抖土法进行根际土壤采样，测定土壤酶活性及土壤理化性质。利用 TTC 法测定根系活力[13]，采用 EPSON 平板扫描仪进行根系扫描，利用 Win RHIZO 根系分析系统获得形态参数（具体为根长、根尖数、根体积、根系平均直径及根表面积）。使用 pH 计（型号为 PHS-3C）测定土壤 pH；使用电导率仪 （型号为 DDS-307A）测定土壤电导率；采用乙酸铵-EDTA 交换法测定土壤阳离子交换量（CEC）[14]； 通过凯氏定氮法、钒钼黄比色法、火焰光度法测定植株氮、磷、钾含量，通过干重与养分含量计算养分吸收量；分别采用重铬酸钾-硫酸外加热法、凯氏定氮法、紫外分光光度法和火焰光度法测定土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾[15]；采用苏州格锐思生物科技有限公司生产的试剂盒测定土壤脲酶、蔗糖酶及酸性磷酸酶。
1.4 数据分析
试验中数据整理和作图均采用 Excel 2019 进行，采用 SPSS 27.0 对数据进行 LSD 多重比较 （P<0.05）；利用 Canoco 5.0 对香菜根系形态与香菜生长指标及养分吸收量进行冗余分析（RDA）；利用主成分分析不同施肥处理对香菜的促生效果并计算综合得分。测试结果以所测数据平均值表示，误差为标准偏差。
2 结果与分析
2.1 不同促生型生物有机肥对香菜生长特性的影响
2.1.1 不同促生型生物有机肥对香菜农艺性状的影响
在收获期对香菜株高、生物量、地上部鲜重及地下部鲜重进行测定分析，结果如图1所示，施用不同肥料对香菜生长的影响不同。与 CK 处理相比，BF2 和 BF3 处理的株高显著提高 5.27% 和 7.70%。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的生物量显著提高了 13.12%～35.95%； 与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理的生物量分别显著提高了 19.81% 和 27.04%； 以 BF3处理生物量最大，较 BF2 显著提高 6.04%。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的地上部鲜重显著提高 16.36%～41.8%，BF3 和 BF2 处理的地上部鲜重显著高于 BF1 和 OF；与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理的地上部鲜重分别显著提高 21.79% 和 30.44%； 与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理的地上部鲜重分别显著提高 13.78% 和 21.86%。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的地下部鲜重显著提高 4.74%～20.86%；BF2 和 BF3 处理的地下部鲜重显著高于 OF 和 BF1； 与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理的地下部鲜重分别显著提高 14.37% 和 17.76%； 与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理的地下部鲜重分别显著提高 12.07% 和 15.39%，以 BF3 处理地下部鲜重最大，较 BF2 显著提高 2.96%。说明与 CK 处理相比，OF、 BF1、BF2 和 BF3 处理对香菜的生长具有促进作用，有效提高了香菜的株高、生物量、地上部鲜重及地下部鲜重； 与 CK 和 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理显著提高了香菜的生物量、地上部鲜重及地下部鲜重，其中 BF3 处理的效果优于 BF2 处理。
图1不同促生型生物有机肥对香菜株高、生物量、地上部鲜重和地下部鲜重的影响
注：图中误差线表示标准偏差。不同小写字母表示不同处理间差异达到显著水平（P<0.05），下同。
2.1.2 不同促生型生物有机肥对香菜根系的影响
由图2可知，与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理根系活力显著提高 84.80%～228.47%； 与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理根系活力显著提高 33.03%～77.74%；其中以 BF3 处理的根系活力最高，较 BF1和 BF2 处理的根系活力显著提高了 33.60% 和 11.34%；与 BF1 处理相比，BF2 处理的根系活力显著提高了 20.0%。与 CK 处理相比，OF 处理的提高了香菜的总根长、根系表面积及根尖数。与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的总根长显著提高 25.41%～58.08%；BF3 和 BF2 处理较 BF1 的总根长分别显著提高了 26.05% 和 22.49%。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的根系表面积显著提高了 30.02%～47.89%；与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理的根系表面积分别显著提高 35.75% 和 41.14%；其中，BF1、BF2 和 BF3 处理的根系表面积以 BF3 处理最高。与 CK 处理相比，OF 处理和 BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高根体积 21.04%～46.87%，其中 BF3 处理的根体积较 OF 处理显著提高了 21.35%。较 CK 处理，OF 处理与 BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高根系平均直径 13.67%～23.17%；根系平均直径在 BF3 处理下最高。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高根尖数 45.12%～73.45%； 与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理的根尖数分别显著提高 31.63% 和 57.32%；与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理的根尖数分别显著提高 21.51% 和 45.23%； 以 BF3 处理的根尖数最高，显著高于 BF2 处理 19.52%。说明与 CK 和 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理能够提高了香菜的根系活力、总根长、根系表面积、根系平均直径及根体积，通过改善根系形态，促进根系生长发育。发达的根系获取养分，为地上部生长提供养分支持，有利于作物生长和营养物质积累。这与 BF1、BF2 和 BF3 处理对香菜生长及养分吸收的研究结果（图3）相印证。
图2不同促生型生物有机肥对香菜根系活力、根长、根表面积、根系平均直径、根体积、根尖数的影响
2.1.3 施用促生型生物有机肥对香菜养分吸收利用的影响
由图3可知，不同处理下养分含量及养分积累量存在差异。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高植株氮含量 31.81%～40.86%；较 OF 处理，BF2 和 BF3 处理分别显著提高植株氮含量 26.21% 和 34.87%；与 BF1 处理相比，BF3 显著提高植株氮含量 19.31%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高植株氮吸收量 20.25%～89.04%； 与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高植株氮吸收量 19.50%～57.20%； 与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著提高植株氮吸收量 21.28% 和 31.55%，BF2 和 BF3 处理的植株氮吸收量无显著差异。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2和 BF3处理显著提高植株磷含量 14.96%～39.84%；OF、 BF1 和 BF2 处理之间无显著差异，以 BF3 处理下植株磷含量最高，与 OF、BF1 和 BF2 处理相比显著提高了的植株磷含量 16.08%～21.60%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高植株磷吸收量 32.33%～87.95%； 与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著提高植株磷吸收量 20.43% 和 42.04%；与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著提高植株磷吸收量 13.52% 和 33.88%；与 BF2 处理相比，BF3 处理显著提高植株磷吸收量 17.94%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高植株钾含量 17.06%～38.60%； 与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著提高植株钾含量 3.77% 和 18.40%；以 BF3 处理下植株钾含量最高，较 BF1 和 BF2 显著提高植株钾含量 14.10% 和 15.98%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高植株钾吸收量 34.85%～86.31%；与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高植株钾吸收量 8.23%～38.16%；与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著提高植株钾吸收量 10.17% 和 27.66%；较 BF2 处理，BF3 处理显著提高植株钾吸收量 15.88%。表明在等养分投入下，与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理可提高香菜对营养元素的吸收，其中 BF1、BF2 和 BF3 处理的效果优于 OF 处理，以 BF3 处理最有利于香菜的养分吸收。
图3不同促生型生物有机肥对香菜养分含量及养分积累量的影响
2.2 不同促生型生物有机肥对土壤的理化性质及土壤酶的影响
2.2.1 不同促生型生物有机肥对土壤理化性质的影响
不同肥料的施用对香菜根际土壤理化性质的影响各不相同（表1）。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高土壤 pH 3.04%～0.80%；与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著提高土壤 pH 2.72% 和 1.44%； 与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著提高土壤 pH 2.23% 和 0.95%；其中 BF2 处理的 pH 最高，较 BF3 处理显著提高 1.26%。土壤电导率能反映土壤中水溶性盐含量，是评价土壤盐渍化的重要指标，较高电导率会抑制作物生长； 与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3处理显著降低了土壤电导率 14.64%～24.02%；与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理分别显著降低了土壤电导率 10.99% 和 7.37%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤 CEC 25.53%～56.03%； 与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤 CEC 18.93%～24.29%；BF3 处理的 CEC 最高，较 BF1 和 BF2 处理分别显著提高 4.51% 和 3.70%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤有机质 26.11%～66.18%；较 OF 处理， BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤有机质含量 14.35%～31.78%；BF3 处理的有机质含量最高，较 BF1 和 BF2 处理分别显著提高 10.42% 和 15.25%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理的土壤碱解氮含量显著提高了 12.65%～28.17%；与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理土壤碱解氮含量分别显著提高了 13.78% 和 10.77%； 与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理土壤碱解氮含量分别显著提高 9.44% 和 6.55%。与 CK 处理相比，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤有效磷含量 17.14%～48.84%；与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤有效磷含量 11.30%～27.06%；BF3 处理的土壤有效磷含量最高，较 BF1 和 BF2 处理分别显著提高 14.16% 和 9.35%；与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的速效钾含量显著增加了 4.49%～9.27%； 与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤速效钾含量 8.45%～13.41%；以 BF3 处理的土壤速效钾含量最高。表明与 CK 处理相比，OF、 BF1、BF2 和 BF3 处理有利于提高土壤 pH 及 CEC，能够增加土壤有机质、碱解氮、有效磷及速效钾含量，可以改善土壤理化性质、提高土壤速效养分含量，其中相对于 CK 和 OF 处理的增幅来看，以 BF3 处理的效果最好。
表1施用不同促生型生物有机肥对香菜根际土壤理化性质的影响
注：同列数据后不同小写字母表示不同处理显著差异（P<0.05）。
2.2.2 不同促生型生物有机肥对土壤酶的影响
土壤酶活性的高低可以反映土壤养分循环能力，常被用来评价施肥效果及土壤健康状况；土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶是参与土壤碳、氮和磷养分转化的主要水解酶，其活性高低可反映土壤对作物养分供应能力。如图4所示，与 CK 相比，BF1、BF2 和 BF3 处理的土壤脲酶显著提高了 2.80%～5.82%； 与 OF 处理相比，BF2 和 BF3 处理土壤脲酶分别显著提高了 3.21% 和 4.29%； 与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理土壤脲酶分别显著提高了 1.87% 和 2.93%。与 CK 处理相比， OF、BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤蔗糖酶 10.92%～28.45%； 与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤蔗糖酶 9.73%～15.80%。与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤酸性磷酸酶 11.90%～30.25%；与 OF 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了土壤酸性磷酸酶 8.51%～26.30%； 与 BF1 处理相比，BF2 和 BF3 处理土壤酸性磷酸酶分别显著提高 15.86% 和 16.39%。表明与 CK 处理相比，BF1、BF2 和 BF3 处理可以提高土壤酶活性，其中 BF1 和 BF3 处理效果较好。
2.3 不同施肥处理下根系形态和香菜生长指标的冗余分析
以香菜的株高、地上部鲜重、地下部鲜重、生物量及养分吸收量为响应变量，根系形态为解释变量进行 RDA 分析（表2、图5）。能清晰直观地反映它们之间的关联性。香菜根系形态对香菜生长指标的解释变量 91.62%，其中，前 2 个排序轴的解释变量为 90.69% 和 0.93%。能够反映根系形态和香菜生长指标的绝大部分信息。由表2可知，根系形态对香菜生长指标的解释度自大到小顺序为根尖数、根表面积、根体积、根系平均直径、总根长。其中，根尖数和根表面积解释度分别为 81.8% 和 6.2%，对香菜生长有显著的解释作用（P<0.05），说明不同施肥处理下根尖数和根表面积的变化是引起香菜生长变化的主要原因。图5中，实心箭头代表香菜生长指标及养分吸收量，空心箭头代表根系形态，二者的夹角代表其相关关系。由图5可知，根系形态与株高、地上部鲜重、地下部鲜重、生物量及养分吸收量呈正相关；其中根尖数和根表面积与香菜的生长指标的关系最密切；并且较 CK 处理，BF1、BF2 和 BF3 处理显著提高了香菜的根尖数和根表面积。说明促生型生物有机肥通过促进香菜根尖数和根表面积的增加进而调控香菜的生长。
图4施用促生型生物有机肥对土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶的影响
表2根系形态解释度
注：TL：总根长；RA：根表面积；ARD 根系平均直径；RV：根体积； NRT：根尖数。
图5香菜根系形态与香菜生长指标及养分吸收量的冗余分析（RDA）
注：H：株高；SFW：地上部鲜重；FR：地下部鲜重；FW：生物量； NU：氮吸收量；PU：磷吸收量；KU：钾吸收量；TL：总根长；RA：根表面积；ARD 根系平均直径；RV：根体积；NRT：根尖数。
2.4 不同促生型生物有机肥对香菜的促生效果评价
以香菜株高（X1）、生物量（X2）、根系活力 （X3）、总根长（X4）、根系表面积（X5）、根系平均直径（X6）、根体积（X7）、根尖数（X8）、氮吸收量（X9）、磷吸收量（X10）、钾吸收量 （X11）作为分析变量，综合评价施肥对香菜促生效果。利用主成分分析得出特征值及特征向量累积贡献率，前 2 个主成分分别为 82.45% 和 6.29%；累积贡献率达到 88.75%（表3），因此前 2 个主成分综合分析结果，可说明施用不同促生型生物有机肥对香菜的促生情况。
表3施用促生型生物有机肥对香菜生长的主成分分析结果
通过主成分分析表明，F1=0.250X1+0.318X2+ 0.325X3+0.310X4+0.287X5+0.270X6+0.273X7+0.309X8 +0.316X9+0.322X10+0.326X11；F2=0.617X1-0.214X2+-0.006X3-0.319X4-0.272X5+0.469X6+0.305X7-0.076X8-0.274X9-0.052X10+0.027X11；D=0.929F1+0.071F2。不同促生型生物有机肥对香菜生长的综合得分排序为 BF3>BF2>BF1>OF>CK（ 表4），说明与 CK 和 OF 相比，施用促生型生物有机肥有助于香菜生长发育，其中以 BF3 处理对香菜的促生效果最佳。
表4不同施肥处理的主成分值、综合评价及排序
注：F1：第一主成分与它们各自工率权重乘积的和，F2：第二主成分与它们各自工率权重乘积的和，D：各处理的综合得分。
3 讨论
3.1 不同促生型生物有机肥对土壤理化性质及酶活性的影响
在本研究中，OF、BF1、BF2 和 BF3 处理较 CK 处理显著提高土壤的 pH；显著降低土壤电导率，与前人研究相似[16-17]。可能是因为有机肥高强度分解释放出的 Ca2+、Mg2+、K+ 等盐基离子，中和土壤活性酸，提高了土壤 pH，并且有机肥的施入可以疏松土壤、减少盐分淋溶、降低土壤电导率[18]。OF、BF1、BF2 和 BF3 处理较 CK 处理显著提高土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量；可能是有机肥的施用为微生物提供了丰富的碳源，增加了土壤微生物的活性和多样性，进一步促进了土壤有机养分的矿化，提高土壤速效养分的含量[19]。生物有机肥中功能性微生物通过自身的生命活动活化土壤中难溶性养分、提高速效养分含量[20]；研究表明，与有机肥相比，生物有机肥的施用能够通过功能菌的引入与有机肥发生协同作用，促进土壤生态系统中的能量流动和物质循环，提升土壤肥力，为作物生长提供良好的土壤环境[21]。这可能是 BF1、BF2 和 BF3 处理土壤有效磷和速效钾含量显著高于 OF 处理的原因。BF2 和 BF3 处理较 BF1 处理显著提高土壤碱解氮含量， BF3 处理较 BF1 和 BF2 处理显著提高土壤有效磷含量；这可能是因为生物有机肥中功能性微生物的溶磷、解钾及固氮能力有所不同导致的。与枯草芽孢杆菌相比，酵母菌可以通过糖酵解机制利用土壤有机质中的糖类物质进行代谢活动，加速有机质的分解和养分的释放[22]。Chen 等[23]研究得到酿酒酵母能够在无氮培养基上生长，并产生氨和溶解磷酸盐。与酿酒酵母相比，毕赤酵母菌的胞外分泌能力强，更有利于土壤难溶性养分的活化[24]。土壤酶活性可以反映土壤生物化学反应的方向和强度。本研究中，BF1、BF2 和 BF3 处理较 CK 处理显著提高了土壤酶活性，与前人研究一致[25-26]。研究表明，有机物料的投入能够增加土壤酶的反应底物（如有机质和腐植酸类物质）进而提高土壤酶活性[27]；同时，BF1、BF2 和 BF3 处理较 OF 处理显著提高了土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性；可能是因为生物有机肥中的功能微生物改善土壤微生物菌落结构，驱动土壤生化反应提高土壤酶活性。
3.2 不同促生型生物有机肥对香菜生长及促生效果的影响
在本研究中，与 CK 处理相比，OF 处理显著提高了香菜根系活力、根体积和根系平均直径；显著提高了植株磷、钾含量及养分吸收量，与前人研究相似[28]。研究表明，有机肥的施入，可以补充土壤碳源，改善土壤结构；有机肥所提供的有机态养分，经微生物分解可促进土壤中的养分循环与转化，进而促进作物生长[29-31]。生物有机肥中的功能性微生物是其产品的核心，决定了其对作物的促生作用，可通过直接和间接机制促进植物生长。本研究中，与 OF 处理相比，BF1处理显著提高香菜的根系活力、总根长及香菜植株氮、磷吸收量；BF2 和 BF3 处理显著提高了香菜的生物量、地上部鲜重、地下部鲜重、根系活力、根尖数、总根长和根表面积，并显著提高了植株氮、钾含量及氮、磷、钾养分吸收量。可能的原因是接种功能性微生物二次发酵的生物有机肥能够驱动根际土壤生态系统中的能量流动和物质循环，增加土壤中有效养分的含量进而促进香菜的根系生长及养分吸收。研究表明，枯草芽孢杆菌能够活化土壤中难溶性养分，同时产生大量活性物质，促进根细胞合成及根系呼吸作用，从而增强作物根系活力，促进根系生长，进一步促进了作物的养分吸收量[32-34]。酿酒酵母菌和毕赤酵母菌能够释放 IAA、过氧化氢酶、合成铁载体等方式促进作物生长，提高作物的养分吸收[10，12，35]。在本研究中，BF1、BF2 和 BF3 处理对香菜的促生效果存在差异，以毕赤酵母生物有机肥的效果最优；可能的原因是生物有机肥中功能性微生物的定殖能力和分泌活性物质的能力存在差异所导致的。研究表明，酵母菌具有营养需求简单、生长速度快、细胞生物量高的特点；与细菌相比，酵母菌的基因组稳定，定殖能力强，更容易定殖于作物根际发挥作用[36]。与酿酒酵母相比，毕赤酵母菌的表达系统及胞外分泌能力更高，有研究表明毕赤酵母含有启动能力强，调控机理严格的启动子，可通过胞内、胞外分泌表达两种形式，分泌高活性蛋白[37]。此外，毕赤酵母作为甲醇营养型酵母，能够利用甲醇作为所需碳源进行代谢[38]。这种独特的代谢能力可能使其在分解有机物质和矿物质方面更为高效，从而释放出更多的养分供作物吸收，促进作物生长。
4 结论
与 CK 和 OF 处理相比，施用枯草芽孢杆菌生物有机肥、酿酒酵母生物有机肥和毕赤酵母生物有机肥能够改善土壤理化性质、提高土壤速效养分含量及酶活性；并能够促进香菜根系的生长分化，通过增加根尖数和根表面积来促进香菜的生长及养分吸收；其中施用毕赤酵母生物有机肥更有利于促进香菜新根的形成及根系活力的提高；同时显著提高了土壤 CEC、有机质、有效磷、速效钾含量及土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性。因此，本研究得到接种毕赤酵母菌进行二次发酵制成的促生型生物有机肥对香菜的促生效果最好，可为香菜高质量生产提供新的理论支持。