竹纖維微生物菌肥對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

趙銘陽 冉帆 程馨

摘 要：為減少化肥、農(nóng)藥的用量，提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，通過對番茄幼苗單一施用科斯?jié)欀窭w維微生物菌肥，分析該菌肥對番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：施用微生物菌肥能促進番茄的植株生長和根系生長，顯著提高了番茄果實的產(chǎn)量和品質(zhì)。處理組14d的番茄幼苗株高比對照組高10.2cm，生長速度是對照組的1.95倍;單株產(chǎn)量較對照增加167%，達顯著性差異水平（P<0.05）;各營養(yǎng)指標(biāo)亦有顯著改善：硝酸鹽含量較對照降低15.5%，可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、番茄紅素含量分別較對照增加19.5 %、25.7%、345.7%、20.3%、56.9%，均達到了顯著差異水平（P<0.05）。

關(guān)鍵詞：微生物菌肥;番茄;產(chǎn)量;品質(zhì)

中圖分類號 S641.2文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）24-0122-04

Abstract： In order to reduce the use of chemical fertilizers and pesticides and improve the yield and quality of vegetables， the effects of microbial fertilizer on the growth， yield and quality of tomato were studied by application of Kesirun microbial fertilizer under field conditions. The results showed that the application of microbial fertilizer could promote the growth of tomato plant and root system， and significantly improve the quality and yield of tomato. The plant height of tomato in the treatment group was 10.2 cm higher than that in the control group at 14-days， and the growth rate was 1.95 times higher than that in the control group. The per plant yield increased by 167% compared with that in the control group， reaching a significant difference level （P < 0.05）. The nutritional indicators were also significantly improved （P < 0.05）： nitrate content decreased by 15.5%， The contents of soluble solids， soluble sugar， soluble protein and vitamin C and lycopene increased by 19.5%， 25.7%， 345.7%， 20.3% and 56.9% compared with the control group， respectively.

Key words： Microbial fertilizer;Tomato;Yield;Quality

番茄（Solanum lycopersicum）果實營養(yǎng)豐富，能有效降低消化道癌、前列腺癌等多種疾病的發(fā)生幾率，是深受大眾喜愛的蔬菜之一[1-2]。近年來，隨著人們環(huán)保意識的增強和生活水平的提高，蔬菜的品質(zhì)與安全問題越來越引起人們的關(guān)注。但由于生產(chǎn)者過分追求低成本、高產(chǎn)量，過量使用化肥和農(nóng)藥，久而久之，使得蔬菜中硝酸鹽含量增加，品質(zhì)下降，土壤肥力下降，土傳病害加重，最終導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的惡化。因此，當(dāng)前急需新技術(shù)來解決傳統(tǒng)施肥方式帶來的問題。

微生物菌肥是人工培植的有益微生物菌群經(jīng)加工制成的微生物活菌制劑，具有高效率、無毒害、無污染等特點[3]。它能夠在土壤或基質(zhì)中繁殖，形成有利于植物生長的微生物優(yōu)勢菌群，這些微生物菌群在繁殖代謝過程中產(chǎn)生活性物質(zhì)，改善土壤微生態(tài)環(huán)境[4-5]，增強營養(yǎng)吸收，促進植物生長[6-8]，增強作物的抗病能力，改善品質(zhì)，提高產(chǎn)量。王朋[9]等研究表明，微生物菌肥能明顯降低辣椒、茄子、白菜中的亞硝酸鹽含量，提高辣椒、白菜中的維生素C含量，并提高作物品質(zhì)。孫越等[10]研究表明，生物有機肥可改善番茄品質(zhì)，減少病害，培肥地力。葛芙蓉等[11]研究表明，復(fù)合微生物肥能明顯促進番茄植株的生長，提高番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)和效益。目前，主流的施肥方式為微生物肥料與有機肥或無機肥配施，而以單一微生物菌肥用于番茄田間增產(chǎn)提質(zhì)的研究報道還較少。為此，本試驗研究了竹纖維微生物菌肥對番茄田間生長情況、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，旨在探索番茄生產(chǎn)中合理高效施肥新技術(shù)，替代化學(xué)肥料、減少有機肥投入，降低成本，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)化肥零增長的目標(biāo)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試材料 試驗于2019年在四川省樂山市市中區(qū)安谷鎮(zhèn)（北緯29°33′，東經(jīng)103°44′）進行。供試番茄品種為“西粉3號”。2019年4月7日播種，2019年7月30日拉秧。供試菌肥為科斯?jié)櫸⑸锞?，是一種能自動反復(fù)吸水釋放的高分子菌肥，由枯草芽孢桿菌、棕色固氮菌等多種功能菌和高吸水性竹纖維高分子多糖組成，有效活菌數(shù)≥5億/g，蓄水率>50倍，有機質(zhì)≥60%，由四川鑫鑫驕揚生物科技有限公司提供。主要儀器與設(shè)備如下：T6新悅可見光分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）、TDZ5-WS多管自動平衡離心機（湖南湘儀實驗室儀器開發(fā)有限公司）、DZKW-4電子恒溫水浴鍋（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）、MODEL JD200-4電子天平（沈陽龍騰電子有限公司）、SpectraMax 190多功能酶標(biāo)儀（美谷分子儀器（上海）有限公司）、BK-506手持折光儀（上海紐輝實業(yè)有限公司）、PD-151數(shù)位型游標(biāo)卡尺（上海寶工工具有限公司）、超聲波清洗機（寧波新芝生物科技股份有限公司）等。

1.2 試驗設(shè)計 采用雙行栽培，行距60cm，株距30cm，試驗設(shè)單因素單水平，共2個處理，3次重復(fù)，共60株。以不添加任何肥料為對照（CK）。處理組按科斯?jié)櫸⑸锞手笇?dǎo)用量，采用20g/株對番茄進行施肥處理。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 生理生長指標(biāo) 定植7d、14d后，分別測量番茄的株高。定植90d后，每個處理取代表植株15株，測定番茄的最大葉長和葉寬、莖粗、平均葉長和葉寬、葉綠素含量等。株高為植株基部至生長頂端的自然高度，葉長為葉片基部到頂部的距離，葉寬為葉片最寬部分的寬度，平均葉長和葉寬選用植株生長頂端往下第1、3、5葉片，計平均數(shù)。莖粗為距離土壤表面2cm的莖的直徑。用分光光度計測量植株頂端第1～5葉片的葉綠素含量[11]。在生長末期取各處理10個代表植株根系，測定根長、根粗、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量。根長為自然狀態(tài)下根長度，根粗為土壤2cm下的主根直徑。根鮮質(zhì)量為洗去根系的泥巴用濾紙吸掉多余水分的質(zhì)量，根干質(zhì)量為鮮根在80℃烘箱中烘干至恒重的質(zhì)量。

1.3.2 果實品質(zhì)指標(biāo) 于盛果期，每個處理隨機采10個著色統(tǒng)一、大小均勻的果實進行品質(zhì)指標(biāo)測定。采用酸堿滴定法測定有機酸含量[13]，采用鉬藍(lán)比色法測定維生素C含量[14]，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[12]，采用BK-506手持折光儀測定可溶性固形物含量，采用水楊酸-濃硫酸比色法測定硝酸鹽含量[11]，采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[13]測定可溶性蛋白質(zhì)含量，采用分光光度計法[15]測定番茄紅素的含量。糖酸比為總糖量與總酸度的比值。

1.3.3 果實產(chǎn)量 定植90d后，每個處理取代表植株15株，測定番茄的單株結(jié)果數(shù)和單果質(zhì)量，最后計算單株產(chǎn)量。采用直接計數(shù)法測定單株結(jié)果數(shù)，采用稱重法測定單果質(zhì)量，單株產(chǎn)量=單株結(jié)果數(shù)×單果質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)均取3次重復(fù)的平均值，使用Microsoft Excel 2010軟件進行處理和作圖，采用DPS 7.05軟件對實驗數(shù)據(jù)進行差異顯著性檢驗，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 對番茄生理生長指標(biāo)的影響

2.1.1 地上部分 由圖1可知，菌肥處理組對番茄幼苗株高的影響顯著;在植株生長第7d時，處理組的株高達25.6cm，而CK的株高只有19.2cm，是CK株高的1.33倍，處理組顯著高于對照組（P<0.05）;在生長第14d時，處理組的株高達33.4cm，而CK的株高只有23.2cm，是CK的1.44倍，差異顯著。處理組的番茄幼苗生長速度是CK番茄幼苗生長速度的1.95倍，表明竹纖維菌肥在番茄幼苗時期對植株具有良好的促生長作用。

菌肥對番茄葉形、莖粗等生長情況的影響見表1。由表1可知，處理組番茄植株在最大葉長、最大葉寬、莖粗方面略高于CK，但差異不顯著。菌肥處理組的平均葉片長度和寬度分別為8.77cm、4.33cm，CK的平均葉長和葉寬分別為6.10cm、2.87cm，兩者之間有極顯著差異（P<0.01）。這表明，菌肥處理對番茄葉片大小有明顯的促進作用，可增加番茄的光合作用面積，從而進一步促進植株的生長發(fā)育。

2.1.2 地下部分 根系是作物吸收水分、養(yǎng)分并進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲藏的重要器官，其分布特征和發(fā)育情況與作物地上部生長性狀和產(chǎn)量密切相關(guān)[16-17]。根長是衡量根系是否發(fā)達的標(biāo)志之一，根長越長，植物越能更好地吸收營養(yǎng)，從而為植物的生長發(fā)育提供必需的生命物質(zhì)[18]。由表2可知，處理組的番茄根長和根粗均顯著高于CK的，其中處理組的根粗是CK的1.33倍，根長是CK的1.23倍。根鮮質(zhì)量可以直觀地反應(yīng)生根量的多少，根干質(zhì)量則可以反應(yīng)根的活力和質(zhì)量。處理組的根鮮質(zhì)量和根干質(zhì)量分別是CK的1.18倍和1.46倍，顯著高于對照組。故處理組的根系更為發(fā)達，須根更多，根系表面積更大，表明菌肥處理可以顯著促進番茄根系的生長（圖2）。

2.1.3 葉片葉綠素含量 葉綠素作為葉綠體內(nèi)光合色素中的色素分子，參與光合作用中光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，在光合作用中占有重要地位[13]，是反映植株生理活性變化的重要指標(biāo)之一。由表3可知，菌肥處理組的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量分別為22.57mg/L、7.33mg/L、32.30mg/L的均略高于CK的20.57mg/L、7.02mg/L、29.29mg/L，但顯著不差異（表2）。

2.2 對番茄品質(zhì)的影響 表征番茄品質(zhì)的指標(biāo)一般有維生素C、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比、番茄紅素等。由表4可知，施用菌肥可顯著增加番茄的可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、番茄紅素含量。處理組番茄的可溶性固形物含量為4.23%，對照組含量為3.54%，約是CK的1.2倍;可溶性糖含量為2.89%，含量較CK增加25.7%;處理組番茄的可溶性蛋白含量為70.37μg/g，顯著高于CK的15.79μg/g，其含量增加約3.5倍;維生素C含量為16.06mg/100g，顯著高于CK的13.35mg/100g，含量增加20.3%;番茄紅素含量為87.11μg/g，顯著高于CK的55.53μg/g，含量增加56.9%。同時，處理組的有機酸含量較CK增加0.18%，糖酸比增加0.02%，硝酸鹽含量為789.56mg/kg，比CK降低了15.5%，雖存在一定差異，但差異不顯著（P>0.05）。綜合來看，施用竹纖維菌肥后，番茄的營養(yǎng)物質(zhì)含量增加明顯，顯著提升了番茄果實的品質(zhì)。

2.3 對番茄產(chǎn)量的影響 由表4可知，菌肥處理組單株番茄的平均結(jié)果數(shù)達18個，而CK單株平均結(jié)果數(shù)為11個，2組差異達到顯著水平（P<0.05）。同時，處理組的平均單果質(zhì)量為132.7g，顯著高于CK的81.5g，單果增重率較CK增加62.82%。處理組的單株產(chǎn)量為2.4kg，顯著高于CK的0.9kg，單株產(chǎn)量較對照增加167%。這表明，竹纖維菌肥在提高番茄產(chǎn)量方面具有顯著的作用。

3 討論

3.1 竹纖維菌肥對促進番茄生長發(fā)育的作用 本研究結(jié)果表明，經(jīng)過單一菌肥處理過后，番茄植株的長勢顯著優(yōu)于CK，根系長勢也顯著優(yōu)于CK?？扑?jié)櫸⑸锓适且环N水肥一體的新型微生物菌肥，由多種功能菌和高吸水性竹纖維多糖組成，無任何化學(xué)肥料添加，竹纖維多糖有很強的瞬間吸水能力，提供高濕度環(huán)境和碳源，固氮菌提供氮源，在該系統(tǒng)下微生物能夠快速生長繁殖，加速有機質(zhì)降解轉(zhuǎn)化為各種營養(yǎng)物質(zhì)，釋放出更多的N、P、K等養(yǎng)分，增加土壤肥力同時亦能反過來促進微生物的生長，形成良性循環(huán)，促進土壤改良。微生物在土壤中的生命活動，可疏松土壤，明顯改善土壤板結(jié)，增加土壤的透氣性，其生長代謝過程能提供天然的有機酸、生長素等有機營養(yǎng)，促進植物的生長并提高植物抗病能力，達到增產(chǎn)增收的目的[7，19]。本實驗中處理組番茄葉片葉綠素含量高于CK，但未達到差異顯著水平。其原因可能是果實成熟期，番茄葉片趨于衰老，生理功能變?nèi)?，葉綠素含量進一步降低[20]，導(dǎo)致葉綠素含量差異減小。但從葉片大小來看，施用竹纖維菌肥后，番茄葉片平均大小增加，葉面積增大，有利于光合作用的進行，從而促進了番茄的生長發(fā)育。

3.2 竹纖維菌肥對改善番茄品質(zhì)和提高產(chǎn)量等的作用 本研究結(jié)果表明，經(jīng)過單一菌肥處理過后，番茄果實的品質(zhì)有顯著提高，主要表現(xiàn)在可溶性固形物、可溶性糖含量增加，適口性更好;可溶性蛋白質(zhì)、維生素C、番茄紅素含量顯著增加，番茄果營養(yǎng)更豐富，品質(zhì)提升。番茄紅素是一種十分重要的類胡蘿卜素，在預(yù)防心血管疾病方面具有積極的作用[21-22]。另外，番茄的有機酸含量、糖酸比小幅增加，口感風(fēng)味稍許提升，果實硝酸鹽含量降低15.5%。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB19338—2003）的規(guī)定，茄果類、豆類、瓜類蔬菜中硝酸鹽含量不得高于440mg/kg。本實驗中，處理組和CK的硝酸鹽含量都超過了國標(biāo)，其原因可能是用于種植的菜地存在嚴(yán)重的硝酸鹽污染[23]。同時，產(chǎn)量測定表明，施用竹纖維菌肥后單株番茄的平均結(jié)果數(shù)較CK增加63.6%，且平均單果質(zhì)量較CK增加62.82%，無論是從數(shù)量還是質(zhì)量上均有顯著的增加。

3.3 不同施肥處理對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 目前，番茄的施肥策略主要包括化肥、有機肥、生物有機肥、微生物菌劑、復(fù)合微生物肥料等。與現(xiàn)有研究報道的施肥效果相比，侯樂梅等[24]研究表明，以雞糞或牛糞配方基質(zhì)施用不同微生物菌劑如地福來、酵素菌、EM菌、枯草芽孢桿菌和農(nóng)用微生物菌劑等對番茄的植株生長量、果實產(chǎn)量及維生素C含量均有所提高，其單株產(chǎn)量的增加量在8.5%～40.0%，維生素C含量增加8.6%～39.7%。郭寧等[25]通過對比3種常見生物有機肥和傳統(tǒng)商品有機肥發(fā)現(xiàn)肥效最佳的生物有機肥可增產(chǎn)15.29%，提高番茄Vc含量5.38%，硝酸鹽含量降低3.82%;張玉等[26]以生物有機無機復(fù)混肥、有機無機復(fù)混肥、NPK無機肥等3種肥料探討了不同肥料對番茄生長的影響，結(jié)果表明，生物無機有機復(fù)混肥肥效最佳，增產(chǎn)17.7%，維生素C含量增加18.1%。本研究結(jié)果表明，田間單一施用竹纖維菌肥的番茄果實硝酸鹽含量較對照降低15.5%，可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、維生素C、番茄紅素含量較對照分別增加19.5%、25.7%、345.7%、20.3%、56.9%，番茄單株產(chǎn)量增加167%，品質(zhì)提升和增產(chǎn)效果十分顯著。

4 結(jié)論

綜上所述，單一施用竹纖維微生物菌肥可顯著促進番茄植株根系和地上部分的生長，顯著提高番茄果實的品質(zhì)，改善其口感和風(fēng)味，并使產(chǎn)量增加1倍以上。因此，在番茄生產(chǎn)中，施用單一菌肥以替代化肥或少施有機肥是可行的，既可以增產(chǎn)提質(zhì)，又能夠降低成本。

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（責(zé)編：張宏民）