微生物菌肥菌劑對番茄生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響

王麗麗，朱詩君，狄蕊，周金波，金樹權(quán)

(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 寧波 315040；2.寧波市鎮(zhèn)海區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江 寧波 315200)

0 引 言

近年來，水果番茄已經(jīng)成為寧波鎮(zhèn)海區(qū)的特色種植，因口感佳、產(chǎn)量高[1]為當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶帶來了較好的經(jīng)濟效益。然而，生產(chǎn)過程中，由于水果番茄的長期連作種植和化肥農(nóng)藥的過量施用，導(dǎo)致土壤有機質(zhì)下降、養(yǎng)分失衡、土壤板結(jié)和酸化[2-3]，以及青枯病、枯萎病等土傳病害日益嚴(yán)重等土壤連作障礙問題，降低了產(chǎn)量和品質(zhì)，嚴(yán)重制約水果番茄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，有效改善水果番茄種植土壤生態(tài)環(huán)境，進而提高和改善作物品質(zhì)顯得尤為關(guān)鍵[4-5]。

微生物菌肥是由一種或數(shù)種有活性的有益微生物、培養(yǎng)基質(zhì)及添加物(載體)配制而成的生物肥料。微生物菌肥能夠利用微生物生命活動改善作物品質(zhì)、營養(yǎng)條件和生長環(huán)境，刺激作物生長發(fā)育、抵抗病蟲危害，進而達到挖掘土壤潛力并提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)的目的[6-7]。微生物菌劑是一種含有大量有益活菌及多種天然活性物質(zhì)的新型環(huán)保肥料，菌劑中的微生物能夠在土壤中繁殖，改善土壤養(yǎng)分狀況[8-10]、提高土壤酶活性，增加微生物多樣性[11]，從而促進作物生長，提高作物產(chǎn)量[12-13]。微生物菌劑還能改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，降低土壤容重，增大孔隙度，增加透水透氣性[14]，從而改善土壤結(jié)構(gòu)[15]。姜莉莉等[16]研究發(fā)現(xiàn)，以含高效固氮菌生物有機肥替代化學(xué)肥料種植番茄，顯著增加了番茄果實的糖酸比、Vc和番茄紅素含量。岳明燦等[17]的研究表明，減施化肥配施EM菌劑處理的櫻桃番茄產(chǎn)量高于全量化肥處理，且可溶性固形物、可溶性蛋白和可溶性糖含量較化肥處理顯著增加31.1%、27.8%和62.7%。

然而，目前關(guān)于微生物菌肥菌劑對番茄的研究多集中在單一施用微生物菌肥或微生物菌劑或者減量化肥配施不同微生物菌肥對番茄的影響，導(dǎo)致田間應(yīng)用常出現(xiàn)使用效果不穩(wěn)定，施用方法不夠完善等情況。微生物菌肥和菌劑的聯(lián)用可以把幾種有益微生物進行合理的組合，菌肥和菌劑彼此互補，使得某種或幾種性能在原有的基礎(chǔ)上進一步提高，使復(fù)合或聯(lián)合菌群發(fā)揮互利、協(xié)同、共生等作用，明顯提高和穩(wěn)定有益菌群的田間效果[18]。本研究以寧波市鎮(zhèn)海區(qū)特色水果番茄“桃星”為研究對象，以普通有機肥+滅菌后的微生物菌劑處理為對照，設(shè)置微生物菌肥+滅菌后的微生物菌劑、普通有機肥+微生物菌劑、微生物菌肥+微生物菌劑4個處理，研究微生物菌肥菌劑對番茄生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，為生態(tài)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為桃星，種植密度30 000株·hm-2。普通商品有機肥由寧波中慈有機肥有限公司生產(chǎn)，總養(yǎng)分含量≥5.0%，有機質(zhì)含量≥45.0%；微生物菌肥和微生物菌劑由北京啟高生物科技有限公司生產(chǎn)，微生物菌肥功能菌株為枯草芽孢桿菌和淡紫擬青霉，有效活菌數(shù)≥0.5億·g-1，總養(yǎng)分含量≥5%，有機質(zhì)含量≥45%；微生物菌劑功能菌株為枯草芽孢桿菌和粉紅粘帚霉，液體狀，有效活菌數(shù)≥50億·mL-1。復(fù)合肥為萬地寶復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=17∶17∶17)，由安陽中盛肥業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，高鉀型復(fù)合肥為獅馬牌復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶5∶20)，由歐洲化學(xué)安特衛(wèi)譜公司生產(chǎn)。

1.2 試驗時間

2020年10月1日播種育苗，11月15日定植，2021年4月1日開始采摘，6月20日收獲拉秧。

1.3 試驗地點與土壤基礎(chǔ)地力情況

試驗地點位于寧波市鎮(zhèn)海區(qū)阿歡農(nóng)場(29°59′58″N,121°35′55″E)，試驗前進行取樣，土壤基本理化性質(zhì)見表1。

表1 土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)Table 1 Soi physical and chemical properties

1.4 試驗設(shè)計

試驗設(shè)計4個處理：處理1(CK)：普通商品有機肥(7 500 kg·hm-2)+滅菌后的微生物菌劑；處理2(T1)：普通商品有機肥(7 500 kg·hm-2)+微生物菌劑；處理3(T2)：微生物菌肥(7 500 kg·hm-2)+滅菌后的微生物菌劑；處理4(T3)：微生物菌肥(7 500 kg·hm-2)+微生物菌劑。

底肥施用萬地寶復(fù)合肥720 kg·hm-2，再根據(jù)上述處理施入相應(yīng)的普通有機肥或者微生物菌肥。3月15日膨果期開始每隔15天施用高鉀型復(fù)合肥料75 kg·hm-2，按處理要求每次施用微生物菌劑或滅菌后的微生物菌劑30 L·hm-2，共施用6次，其他田間管理措施一致，滴灌追肥。每個處理3次重復(fù)，每個小區(qū)30 m2，隨機區(qū)組排列，每個栽培畦種植2行，雙株定植，種植間距35 cm×35 cm。

1.5 番茄生長指標(biāo)的測定

在膨果初期(3月10日)測定番茄植株的株高和莖粗，株高用皮尺測量，莖粗用游標(biāo)卡尺測量，葉綠素測定用Konica Minolta 葉綠素儀，分別測定植株上、中、下部葉片SPAD值。每個小區(qū)測定10株。

1.6 番茄品質(zhì)和產(chǎn)量指標(biāo)的測定

番茄每膨果實開始坐果之后，分別統(tǒng)計番茄掛果數(shù)；待每膨果實成熟后，分別隨機采摘各處理下外型完好的番茄10個，用分析天平稱重番茄質(zhì)量，計算每層番茄果實的平均單果重；番茄種植密度為30 000株·hm-2。按照公式計算番茄產(chǎn)量：

番茄產(chǎn)量=∑每層果實單果重×每層果實坐果數(shù)×種植密度

選取各處理條件下外型完好，大小均勻的成熟番茄5個，用于番茄品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)的測定。利用WYH型手持折射儀(ATAQQ公司，日本)測定番茄可溶性固形物(Soluble solids content,TSS)含量；采用氫氧化鈉滴定法[19]測定番茄可滴定酸(Titratable acid,TA)含量；采用抗壞血酸試劑盒(南京建成生物科技有限公司)測定番茄維生素(Vc)含量，糖酸比=可溶性固形物/可滴定酸。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對不同時期番茄生長指標(biāo)的影響

由表2可知，與施用普通有機肥的處理(CK)相比，微生物菌肥的處理提高了膨果初期番茄的平均株高和平均莖直徑，T2和T3的平均株高分別達到76.0 cm與76.5 cm，較CK增加了2.15%和2.82%(P<0.05)，較T1顯著增加3.12%和3.80%(P<0.05)；T2和T3的莖粗均超過了13 mm，較CK顯著增加了3.60%和3.37%(P<0.05)，說明微生物菌肥作為底肥能有效促進番茄地上部分生長，其地上部分的生長很可能是由于微生物菌肥對番茄植株根系生長的促進而實現(xiàn)的。葉片SPAD值方面，4個處理的葉片SPAD值指標(biāo)均無顯著差異，但在每個處理中，均能呈現(xiàn)頂部葉片SPAD值>中部葉片SPAD值>底部葉片SPAD值。由于此時還未施用微生物菌劑，因此CK與T1，T2與T3無明顯差異，表2表現(xiàn)出來的差異主要體現(xiàn)在微生物菌肥作為底肥的施用上。

表2 不同處理對番茄植株生長發(fā)育的影響Table 2 Effects of different treatments on tomato plant growth

2.2 不同處理對番茄產(chǎn)量的影響

由表3可知，微生物菌肥+微生物菌劑的處理(T3)可以明顯提高番茄的總掛果數(shù)，其掛果總數(shù)較對照(CK)顯著增加12.9%(P<0.05)；從不同膨果期番茄掛果數(shù)目來看，第1和第2膨果期4個處理間均無明顯差異顯著性，說明微生物菌肥和微生物菌劑對掛果數(shù)的影響在掛果早期表現(xiàn)不明顯；從第3膨果期開始，微生物菌肥+微生物菌劑的處理(T3)番茄掛果數(shù)明顯高于對照(CK)，第3、4、5膨果期分別較對照(CK)顯著增加20.1%、11.1%和25.9%(P<0.05)。表4為不同膨果期的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，由表可知，微生物菌肥+微生物菌劑的處理可以明顯提高番茄的產(chǎn)量，總產(chǎn)量達99 380 kg·hm-2，較對照(CK)顯著增加13.6%(P<0.05)；從不同膨果期番茄株產(chǎn)量來看，從第3膨果期開始，微生物菌肥+微生物菌劑的處理番茄株產(chǎn)量開始高于對照(CK)的處理。結(jié)果表明微生物菌肥和微生物菌劑都可以顯著提高番茄植株的掛果數(shù)目和果實產(chǎn)量，其中兩者聯(lián)用效果最好，這種促進效果在整個掛果期的中后期表現(xiàn)出來。

表3 不同處理對番茄不同時期掛果數(shù)量的影響Table 3 Effects of different treatments on fruit numbers of tomato in different stages

表4 不同處理對番茄不同時期株產(chǎn)量和總產(chǎn)量的影響Table 4 Effects of different treatments on plant yields at different stages and total yield of tomato

2.3 不同處理對番茄品質(zhì)的影響

由表5可知，4個處理在第1膨果期和第2膨果期番茄品質(zhì)(可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比和Vc)無顯著差異，從第3膨果期開始，各處理間出現(xiàn)顯著差異，微生物菌肥和微生物菌劑不但能提高果實可溶性固形物含量，還能降低番茄果實的可滴定酸，提高Vc的含量：第3～5膨果，微生物菌肥+微生物菌劑處理(T3)較對照(CK)可溶性固形物分別提高了3.21%，3.87%和4.55%(P<0.05)，糖酸比分別提高了7.63%，10.1%和12.9%，Vc分別提高了6.27%、7.67%和8.10%(P<0.05)，且在第5膨果期，微生物菌肥+微生物菌劑的處理在4個指標(biāo)上均與對照(CK)的處理達到顯著差異(P<0.05)。結(jié)果表明，微生物菌肥和微生物菌劑可以提高番茄果實的品質(zhì)，主要在番茄掛果期的中后期表現(xiàn)出來，第5膨果表現(xiàn)最明顯。

表5 不同處理對番茄不同膨果期品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different treatments on quality of tomato at different fruit expansion stages

2.4 不同處理對經(jīng)濟效益的影響

表6為不同處理對番茄經(jīng)濟效益的影響。在單價相同的情況下，T3雖然肥料增加投入金額最大，但由于其最終產(chǎn)量最高，最后凈收入仍高于CK，增收112 355元·hm-2。表明施用微生物菌肥+微生物菌劑的處理能明顯提高農(nóng)戶的收入。

表6 不同處理對經(jīng)濟效益的影響Table 6 Effects of different treatments on economic benefits

3 討論

3.1 施用微生物菌肥對番茄生長發(fā)育的影響

微生物菌肥本身含有各類營養(yǎng)元素，能為作物生長提供所需的營養(yǎng)物質(zhì)，增強作物抗逆性[20]，其本身含有的多種微生物，活化了土壤中的養(yǎng)分[21]，加速土壤養(yǎng)分的分解轉(zhuǎn)化和釋放[22]。許多研究表明，施用微生物菌肥可以改善土壤肥力，促進作物生長。羅希榕等[23]研究表明，在適量復(fù)合肥的基礎(chǔ)上，微生物菌肥的施用增加了辣椒的株高、開展度、主莖直徑和有效分枝等；白云等[24]發(fā)現(xiàn)微生物菌肥能大幅度促進壓砂地甜瓜主蔓長的生長和平均單株產(chǎn)量。本研究中結(jié)果表明，在番茄膨果初期(未施用微生物菌劑)，施用微生物菌肥能促進番茄植株的生長，株高和莖粗較施用普通有機肥+清水的處理分別增加2.15%～3.8%，3.13%～3.6%，其中莖粗指標(biāo)上達到了顯著差異。這是由于微生物菌肥作為底肥含有番茄生長所需的多種營養(yǎng)元素，在微生物菌肥中有益菌的作用下，各種營養(yǎng)元素更利用番茄根系的吸收利用，從而促進了番茄地上部分的生長發(fā)育。另外，大量研究表明，土壤酶活在土壤養(yǎng)分循環(huán)中起著重要的作用[25-27]，微生物菌肥能增加土壤酶活，進而改善土壤肥力[15]，土壤酶活方面有待進一步研究。

3.2 施用微生物菌肥和微生物菌劑對番茄產(chǎn)量品質(zhì)的影響

土壤微生物是土壤中最活躍和最易變化的部分，也是土壤有效養(yǎng)分的活性中心[28]，微生物菌肥和微生物菌劑中的功能微生物可以通過改變植物根系生長，間接或直接引起土壤微生物區(qū)系的變化[29]，以調(diào)節(jié)根際養(yǎng)分的有效性，使之向更有利于作物生長的方向發(fā)展[30]，并最終反映在作物產(chǎn)量與品質(zhì)上。陳會鮮等[31]研究發(fā)現(xiàn)，增施微生物菌肥可有效增加木薯的淀粉、蛋白質(zhì)及干物質(zhì)等品質(zhì)。哈雪姣等[32]的研究表明，施用微生物菌肥+微生物菌劑的處理中可溶性固形物含量最高，較對照分別提高了26.5%、28.7%和19.8%。

本研究表明，微生物菌肥+微生物菌劑的處理(T3)可以明顯提高番茄的果實品質(zhì)，從第3～5膨果，微生物菌肥+微生物菌劑處理(T3)較對照(CK)可溶性固形物分別提高了3.21%、3.87%和4.55%，糖酸比分別提高了7.63%、10.1%和12.9%，Vc分別提高了6.27%、7.67%和8.10%。微生物菌肥+微生物菌劑的處理還可以提高番茄果實的產(chǎn)量，T3處理的番茄總掛果數(shù)較對照-普通有機肥+滅菌后的微生物菌劑(CK)增加12.94%；其總產(chǎn)量達99 380.4 kg·hm-2，較對照增加13.60%；產(chǎn)量和品質(zhì)的提高也增加了農(nóng)戶的經(jīng)濟效益，較對照收入增加112 355元·hm-2。分析其原因可能為微生物菌肥和微生物菌劑中的功能微生物進入土壤中要與土壤中原有的微生物競爭位點，然后開始大量繁殖，進而改善土壤微生物區(qū)系，因此對作物品質(zhì)和產(chǎn)量的提高往往在中后期體現(xiàn)出來。

4 結(jié)論

綜上所述，在膨果初期，施用微生物菌肥可以顯著提高番茄植株生長發(fā)育，增加番茄株高和莖粗；在膨果期，微生物菌肥(7 500 kg·hm-2)+微生物菌劑處理能顯著增加番茄果實的掛果數(shù)和產(chǎn)量，并且提高番茄果實的品質(zhì)，經(jīng)濟效益較普通有機肥+滅菌后的微生物菌劑的處理(CK)增收112 355元·hm-2。