發(fā)酵菌劑與秸稈生物反應(yīng)堆復(fù)配對越冬番茄生長特性的影響

王冠，吳萍，李磊，石彥龍，王彥剛，楊廣平，張雪艷

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川，750021；2.賀蘭縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室）

發(fā)酵菌劑與秸稈生物反應(yīng)堆復(fù)配對越冬番茄生長特性的影響

王冠1，吳萍2，李磊1，石彥龍1，王彥剛1，楊廣平1，張雪艷1

（1.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川，750021；2.賀蘭縣農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室）

為探討適宜寧夏越冬番茄高效安全生產(chǎn)的發(fā)酵菌劑，以寧夏市場上廣泛銷售的5種秸稈菌劑為處理，研究玉米秸稈反應(yīng)堆復(fù)配發(fā)酵菌劑對番茄植株生長和葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?。結(jié)果表明，YD（秸稈反應(yīng)堆+遠(yuǎn)東秸稈生物發(fā)酵菌劑）、HN（秸稈反應(yīng)堆+河南沃德秸稈生物發(fā)酵菌劑）、SD（秸稈反應(yīng)堆+山東秸秸靈發(fā)酵復(fù)合菌劑）顯著促進(jìn)番茄植株生長，SD降低非光化學(xué)猝滅系數(shù)、表觀光合電子傳遞速率和實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量，除BJ（秸稈反應(yīng)堆+北京京圃園有機(jī)廢料發(fā)酵菌劑）外其他菌劑均顯著增加番茄產(chǎn)量，NX（秸稈反應(yīng)堆+寧夏諾德曼發(fā)酵復(fù)合菌劑）和SD有利于寧夏越冬番茄高效安全生產(chǎn)。

秸稈反應(yīng)堆；生物發(fā)酵菌劑；越冬番茄

秸稈還田技術(shù)是把秸稈直接或堆積腐熟后施入土壤中，以改善土壤理化性狀、增強(qiáng)土壤肥力的一種方法。近年來，眾多學(xué)者圍繞秸稈還田對土壤的改良培肥作用以及對作物產(chǎn)量的影響進(jìn)行了大量的研究，結(jié)果證明，有機(jī)物料富含各種養(yǎng)分和生理活性物質(zhì)，能夠改善土壤物理性狀，補(bǔ)充土壤養(yǎng)分，促進(jìn)難溶性養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，提高土壤有效養(yǎng)分含量[1，2]。有機(jī)物料腐熟菌劑具有分解、腐熟有機(jī)物料，使有機(jī)物料轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥的作用，同時(shí)具有協(xié)助作物吸收營養(yǎng)、增進(jìn)土壤肥力、增強(qiáng)植物抗病和抗干旱能力、減少化肥使用、促進(jìn)農(nóng)作物廢棄物腐熟和開發(fā)利用、保護(hù)環(huán)境以及提高農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)和食品安全等多方面的功效[3]。在秸稈腐熟過程中，通常會使用一些秸稈腐熟菌劑，它在適宜的條件下，可以產(chǎn)生大量有益微生物，加速農(nóng)作物秸稈的腐解，將秸稈中所含的有機(jī)質(zhì)及磷、鉀等元素轉(zhuǎn)化為土壤養(yǎng)分，從而改善土壤理化性狀，增強(qiáng)土壤酶活性，提升土壤肥力，進(jìn)而減少化肥使用量[4]。目前寧夏市場上的秸稈生物發(fā)酵菌劑品種繁多，而哪種更適宜作為越冬茬番茄內(nèi)置秸稈反應(yīng)堆的添加菌劑改善作物生長，目前鮮有報(bào)道，因此，本試驗(yàn)以越冬番茄為材料，以不添加秸稈和添加秸稈不加菌劑為雙對照，以市場上廣泛銷售的5種微生物菌劑為處理，研究不同微生物菌劑對越冬番茄生長和葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?，篩選出適宜在寧夏使用的秸稈腐熟菌劑，為寧夏越冬番茄優(yōu)質(zhì)高效安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為寶羅塔。試驗(yàn)用微生物菌劑分別為北京京圃園有機(jī)廢料發(fā)酵菌劑（粉劑，菌種含量20億個(gè)/g）、山東秸秸靈秸稈發(fā)酵復(fù)合菌劑（粉劑，菌種含量20億個(gè)/g）、寧夏諾德曼發(fā)酵復(fù)合菌劑（液態(tài)，菌種含量20億個(gè)/mL）、河南沃德秸稈生物發(fā)酵菌劑（液態(tài)，菌種含量20億個(gè)/mL）、遠(yuǎn)東復(fù)合菌劑（液態(tài)，菌種含量20億個(gè)/mL）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2013年10月至2014年3月在寧夏大學(xué)農(nóng)科實(shí)訓(xùn)基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行。溫室長45 m，跨度7.5 m，脊高3.0 m，供試溫室耕層土壤為壤土。

試驗(yàn)設(shè)7個(gè)處理。CK1，不加入秸稈反應(yīng)堆+不加菌劑；CK2，秸稈反應(yīng)堆+不加菌劑；SD，秸稈反應(yīng)堆+山東秸秸靈發(fā)酵復(fù)合菌劑，施用量為8 g/m2；NX，秸稈反應(yīng)堆+寧夏諾德曼發(fā)酵復(fù)合菌劑，施用量為8 mL/m2；HN，秸稈反應(yīng)堆+河南沃德秸稈生物發(fā)酵菌劑，施用量為8 mL/m2；YD，秸稈反應(yīng)堆+遠(yuǎn)東秸稈生物發(fā)酵菌劑，施用量為8 mL/m2；BJ，秸稈反應(yīng)堆+北京京圃園有機(jī)廢料發(fā)酵菌劑，施用量為8 g/m2。3次重復(fù)，共21個(gè)小區(qū)，每小區(qū)7個(gè)栽培畦，小區(qū)長5.2 m、寬5.6 m，采取寬窄行高畦栽培，大行距80 cm，小行距50 cm，株距35 cm。地膜覆蓋栽培，定量灌水帶膜下澆灌。選取長勢一致的番茄幼苗定植，定植時(shí)間為2013年10月14日，2014年3月13日拉秧。

1.3 測定項(xiàng)目

①越冬番茄生長狀況 從2013年10月23日起對番茄生長狀況進(jìn)行測量，定植至結(jié)果期，每1個(gè)月測量1次。株高為番茄生長點(diǎn)到莖基部的垂直距離，用卷尺測量；莖粗為子葉下1 cm的主莖粗度，用游標(biāo)卡尺測定；統(tǒng)計(jì)直徑大于2 cm的葉片數(shù)，用目測計(jì)數(shù)法測定。每處理選取9株進(jìn)行測定。

②番茄光合相關(guān)性狀測量 選取第5片功能葉片測定葉綠素含量，用SPAD-502葉綠素含量測定儀測定；葉綠素?zé)晒鉃榈?片功能葉的熒光參數(shù)，采用美國產(chǎn)OS5P便攜式葉綠素?zé)晒鈨x測定。測定前將葉片充分暗適應(yīng)20 min，初始測定光為8 μmol·m-2·s-1，飽和脈沖光為3 000 μmol·m-2·s-1，作用時(shí)間為1.4 s，每處理測定3片葉，重復(fù)3次[5]，測定時(shí)間分別為2013年11月17日和12月25日、2014年1月26日和3月13日。

③番茄產(chǎn)量 按小區(qū)進(jìn)行測產(chǎn)，記錄每次采收時(shí)商品果的質(zhì)量，并換算成每667 m2的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行處理，采用DPS 6.55統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈反應(yīng)堆和菌劑對越冬番茄生長的影響

①株高 由表1可知，番茄定植1個(gè)月后（11月16日），SD株高極顯著高于其他處理，其株高為44.64 cm，HN、NX、BJ處理株高均極顯著低于對照CK1和CK2，YD與對照無顯著差異；定植2個(gè)月后（12月15日），SD、YD株高極顯著高于對照和其他菌劑處理，NX和BJ株高均顯著低于CK1和CK2，HN與對照無顯著差異。

②莖粗 由表2可知，番茄定植1個(gè)月后，YD莖粗顯著高于CK1和CK2，顯著高于除HN外的其他菌劑處理，且極顯著高于BJ處理，SD、NX、BJ、HN處理間無顯著差異；定植2個(gè)月后，BJ處理相對CK1莖粗顯著降低，其他處理間無顯著差異。

③葉片數(shù) 由表3可知，番茄定植1個(gè)月后，NX和BJ菌劑處理葉片數(shù)極顯著低于其他處理，其他處理間無顯著差異；定植2個(gè)月后，SD、HN、YD葉片數(shù)均顯著高于CK1。

2.2 秸稈反應(yīng)堆和菌劑對越冬番茄光合相關(guān)性狀的影響

①葉綠素含量 葉綠素是植物光化學(xué)反應(yīng)的指示物，利用植物體內(nèi)葉綠素作為天然指針，探測植物光合狀況以及各種外界因子對植物光合作用的影響[6，7]。由圖1可知，定植1個(gè)月后，各處理間葉綠素含量無顯著差異；定植2個(gè)月后，BJ菌劑處理葉綠素含量顯著低于兩對照，YD葉綠素含量顯著高于CK2，其他菌劑處理與兩對照間均無顯著差異。

②葉綠素光合熒光參數(shù) qP（光化學(xué)淬滅系數(shù)）是對原初電子受體QA氧化態(tài)的一種度量，代表PSⅡ反應(yīng)中心開放部分的比例，可以反映光合電子鏈的電子傳遞速率及其參與CO2固定的效率[8]。由表4可見，定植1個(gè)月后（11月17日）CK2的qP值最大，CK1的最小，各菌劑處理qP值均顯著高于CK1，且SD、NX、BJ達(dá)極顯著水平；番茄結(jié)果初期（12月25日），NX和BJ菌劑處理qP值顯著高于CK1，而與CK2無顯著差異，其他菌劑處理與CK1無顯著差異；結(jié)果盛期（1月26日）SD菌劑處理qP值顯著低于其他處理，NX菌劑處qP值顯著高于CK1和CK2；拉秧期（3月13日），SD菌劑處理顯著顯著低于CK1和CK2，HN菌劑處理顯著低于CK1。

qN（非光化學(xué)淬滅系數(shù)）反映的是天線色素吸收到光能不能用于電子傳遞而以熱的形式耗散掉的光能部分，而熱耗散是植物保護(hù)PSⅡ的重要機(jī)制[9]。由表5可知，11月17日CK2的qN值最高，NX和BJ處理qN極顯著高于CK1；12月25日，BJ的qN顯著高于CK2，其他菌劑處理間無顯著差異，且與CK1差異不顯著；翌年1月26日，NX的qN顯著高于CK2，其他處理與CK1差異不顯著，BJ、HN、YD的qN值顯著高于CK2；3月13日，SD的qN值極顯著低于其他處理，其他菌劑處理與CK2差異不顯著。

表觀光合電子傳遞速率（ETR）反映實(shí)際光強(qiáng)下的表觀電子傳遞效率[9]。由表6可知，11月17日，除SD處理外，其他處理ETR值極顯著高于CK1，NX處理ETR值最高，且與CK2差異達(dá)極顯著水平，HN、SD、YD處理顯著低于CK2；12月25日，NX和BJ的ETR值顯著高于其他處理，HN的ETR值最低；翌年1月26日，S D顯著低于CK1，其他各菌劑處理間無顯著差異，CK2極顯著低于CK1；3月13日，SD極顯著低于其他處理，YD和NX極顯著低于CK2，其他處理間差異不顯著。

由表7可知，11月17日，NX菌劑處理的Yield值（實(shí)際光化學(xué)量子產(chǎn)量）最高，且極顯著高于其他處理，各菌劑處理的Yield值均極顯著高于CK1；12月25日，NX、BJ的Yield值顯著高于兩對照，其他菌劑處理與對照均無顯著差異；翌年1月26日，NX、BJ、YD菌劑處理Yield值均顯著高于CK2，但與CK1差異不顯著；3月13日，SD的Yield值極顯著低于兩對照，其他菌劑處理間差異不顯著。

2.3 秸稈反應(yīng)堆和菌劑處理對番茄產(chǎn)量的影響

由圖2可知，秸稈反應(yīng)堆和菌劑處理對番茄產(chǎn)量影響顯著，番茄產(chǎn)量從高到低為NX＞HN＞SD＞YD＞CK2＞CK1＞BJ，其中NX菌劑處理的番茄產(chǎn)量最高，其產(chǎn)量為4 009.05 kg/667 m2，HN與NX菌劑處理無顯著差異，SD、YD菌劑處理的番茄產(chǎn)量顯著低于NX菌劑處理，且顯著高于CK1，而BJ菌劑處理的番茄產(chǎn)量顯著低于CK2，而與CK1無顯著差異。

3 討論與結(jié)論

我國秸稈年產(chǎn)量達(dá)7億多t，農(nóng)民在解決廢棄秸稈時(shí)多采用焚燒，綜合利用和再利用率低，造成了環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)[10]。作物殘?bào)w還田對農(nóng)業(yè)土壤起重要的作用，因?yàn)樗転橥寥捞峁┛伤傩Ю玫奶己偷姨峁┢渌B(yǎng)分，提高土壤肥力[11]。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，秸稈生物反應(yīng)堆技術(shù)與微生物菌劑共同施用能有效改善越冬番茄植株的生長狀況，其中，定植2個(gè)月后，SD的株高比CK1高17.12 cm，差異達(dá)極顯著水平，極顯著高于CK2，差值為15.48 cm，YD處理與SD無顯著差異，其株高也極顯著高于CK1和CK2；除BJ外，其他菌劑處理與對照無顯著差異，且除BJ外，其他菌劑處理葉片數(shù)顯著高于CK1?？赡苁墙斩捀炀鷦┐龠M(jìn)秸稈腐熟，提高土壤溫度，為番茄生長提供相對適宜的環(huán)境，并為植株生長提供,足夠的養(yǎng)分，進(jìn)而促進(jìn)植株的生長。定植2個(gè)月后，YD的葉綠素含量顯著高于CK2。通過對番茄葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測量分析，結(jié)果表明，各菌劑處理對qP影響不大，BJ、YD、NX處理的番茄對弱光下的脅迫抗性增強(qiáng)，其qP、ETR和Yield值在一定程度上與對照相比顯著增加。NX、HN、YD、SD、CK2均相對CK1顯著增加越冬番茄產(chǎn)量，說明添加秸稈生物反應(yīng)堆以及反應(yīng)堆復(fù)配腐熟菌劑均能提供適宜越冬番茄生長的環(huán)境，而相較CK1，BJ處理對越冬番茄的產(chǎn)量無顯著影響。

綜上所述，YD、HN、SD不同程度促進(jìn)番茄植株生長和增加越冬番茄產(chǎn)量，且SD利于提高越冬番茄的抗低溫能力，NX最利于促進(jìn)越冬番茄增產(chǎn)，因此NX和SD最適宜寧夏越冬番茄高效安全生產(chǎn)。

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Effects of Maize Straw Reactor Compound with Biological Fermentation Bacteria Reagents on Growth Characteristics of Overwintering Tomato

WANG Guan1,WU Ping2,LI Lei1,SHI Yanlong1,WANG Yangang1, YANG Guangping1,ZHANG Xueyan1

To explore suitable biological fermentation bacteria reagents for efficient and safe production of Ningxia overwintering tomato,we took 5 kinds of straw bacteria reagents which were widely sold on the market in Ningxia as treatments,and studied the effects of them on growth and chlorophyll fluorescence characteristics of overwintering tomato. The results showed that the treatment YD (the mixture of straw reactor and Yuandong brand of biological fermentation bacteria reagent),HN(the mixture of straw reactor and Henan Wode brand of biological fermentation bacteria reagent)and SD (the mixture of straw reactor and Shangdong Jiejieling brand of biological fermentation bacteria reagent)significantly promoted tomato growth,while SD reduced tomato non photochemical quenching coefficient,photosynthetic electron transport rate and actual photochemical quantum yield of PSⅡ.All treatments except BJ(the mixture of straw reactor and Beijing Jingpuyuan brand of biological fermentation bacteria reagent)significantly increased tomato yield,so NX(the mixture of straw reactor and Ningxia nodmann brand of biological fermentation bacteria reagent)and SD were beneficial to efficient and safe production of overwintering tomato.

Maize straw reactor;Biological fermentation bacteria reagent;Overwintering tomato

S641.2

A

1001-3547（2014）18-0041-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.18.015

寧夏自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃（13NXN11）；寧夏農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理科技推廣項(xiàng)目（NTKJ-2014）

王冠（1994-），男，本科在讀，E-mail：739463581@qq.com

張雪艷（1981-），女，通信作者，副教授，主要從事設(shè)施蔬菜栽培與生理研究，電話：15202682691，E-mail：zhangxueyan123@sina.com

2014-07-29