EM菌劑對設(shè)施草莓生長及生理特性的影響

楊振華

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 楊凌 712100)

陜西地區(qū)近幾年設(shè)施草莓種植面積逐年增大，但產(chǎn)量和品質(zhì)相比國內(nèi)草莓種植發(fā)達(dá)地區(qū)提升空間較大，如遼寧丹東地區(qū)紅顏99產(chǎn)量達(dá)5 000～6 000 kg/667m2，而陜西關(guān)中紅顏的最高產(chǎn)量為2 000～3 000 kg/667m2，通過走訪調(diào)研，除遺傳因素外，主要原因是溫室內(nèi)蒸發(fā)量高和化肥農(nóng)藥過量使用導(dǎo)致土壤鹽堿化程度加重，土壤pH常年在8.3以上，而草莓種植適宜的pH為6.0～7.5，大棚土壤微生物多樣性減少，土傳病害頻發(fā)造成的死苗減產(chǎn)?？讘c宇等[1]研究報(bào)道，EM菌可提高甜櫻桃植株的生理特性及根系活力。EM菌是一種復(fù)合菌群，含有多種微生物，是一種活菌制劑，可以調(diào)節(jié)土壤pH和降低土壤鹽度，具有解磷、溶鉀和固氮的作用，特別是微生物代謝合成的次級代謝產(chǎn)物可以抑制土壤的有害病菌[2]。目前，EM菌廣泛應(yīng)用于種植養(yǎng)殖業(yè)、環(huán)保及人體保健等領(lǐng)域[3-9]，鮮見EM菌在草莓種植應(yīng)用上的研究報(bào)道。為此，選用陜西楊凌地區(qū)主栽品種章姬和紅顏，以清水為對照，研究EM菌發(fā)酵液定量灌根對草莓生長及生理特性的影響，為EM菌在陜西楊凌地區(qū)設(shè)施草莓生產(chǎn)上的應(yīng)用與推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 EM菌 EM菌原液，上海三勝生物科技有限公司。

1.1.2 草莓定植苗 品種為章姬和紅顏，楊凌九魅園草莓研究所提供。

1.1.3 肥料 羊板糞，青海恩澤農(nóng)業(yè)技術(shù)有限公司；硫酸鉀復(fù)合肥，中化化肥控股有限公司。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2017年8月至2018年6月在楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院大學(xué)生種植園創(chuàng)業(yè)基地的標(biāo)準(zhǔn)化溫室進(jìn)行，試驗(yàn)地土壤肥力：土壤pH 8.57，有機(jī)質(zhì)1%，水解氮99.3 mg/kg，有效磷47.6 mg/kg，速效鉀125.1 mg/kg。

1.3 方法

1.3.1 EM菌液擴(kuò)繁發(fā)酵 在楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院發(fā)酵綜合實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，將EM菌液在厭氧液體攪拌發(fā)酵罐(200 L)內(nèi)發(fā)酵，發(fā)酵周期7 d，pH控制在3.5左右，控溫30～32℃，發(fā)酵液配方(質(zhì)量百分比)：EM菌液5%、紅糖4%、尿素0.2%、玉米粉3%和豆餅粉2%，發(fā)酵完成后為120億cfu/mL。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) EM菌發(fā)酵液設(shè)100倍、200倍、300倍和400倍4個(gè)稀釋倍數(shù)處理和1個(gè)清水對照，分別記為T1、T2、T3、T4和CK。每個(gè)品種每個(gè)稀釋倍數(shù)為1個(gè)小區(qū)(20 m2)，3次重復(fù)，以平均值統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)。選擇草莓定植后3 d、新葉期、現(xiàn)蕾期、青果期和白果期5個(gè)生長期進(jìn)行灌根，每次25 mL/株。

在標(biāo)準(zhǔn)化溫室內(nèi)采用高壟雙行栽培，壟高35 cm，小行距25 cm，大行距55 cm，南北起壟，每壟長600 cm，株距20 cm，每壟定植60株，每個(gè)小區(qū)3壟，面積20 m2。常規(guī)施肥：施羊板糞3 000 kg/667m2，硫酸鉀復(fù)合肥50 kg/667m2。溫室環(huán)境因子控制及管理措施一致。

1.3.3 指標(biāo)測定 緩苗率，定植7～10 d后隨機(jī)選取小區(qū)草莓植株100株測定；莖周長和株高等農(nóng)藝性狀，定植30 d后隨機(jī)選取小區(qū)草莓植株100株，用尺子和游標(biāo)卡尺測量；植株鮮重及干物質(zhì)量，現(xiàn)蕾期前隨機(jī)抽樣100株取地上部分用天平稱重后再測定干重，干重包括冠干重和根干重。冠干重，在105℃殺青30 min用天平稱重；根干重，先洗凈晾干后再在80℃烘干10 h用天平稱重測定；花蕾數(shù)及花序長，在花期觀察記錄；在草莓第1片新葉成齡后測定光合特性及根系活力，凈光合速率(PN)及蒸騰速率(E)，采用LI6400光合系統(tǒng)測定儀測定；葉綠素，采用丙酮浸提法測定；根系活力，采用TTC法測定[3,10-12]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS 19.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液對草莓生長的影響

從表3可知，不同處理章姬和紅顏2個(gè)草莓品種緩苗率、莖周長和株高等生長指標(biāo)的變化。緩苗率：2個(gè)品種均以T1最高，分別為99.56%和98.89%，與CK及其余處理間均差異顯著；CK最低，分別為95.23%和93.78%，均顯著低于EM菌發(fā)酵液灌根處理；其中，章姬的T3與T4間差異不顯著，紅顏的T2、T3、T4間差異不顯著。莖周長：2個(gè)品種均以T1最長，分別為6.42 cm和7.18 cm，章姬的T1與CK及其余處理間均差異顯著，紅顏的T1、T2、T4間，T3與T4間差異不顯著；CK最低，分別為4.35 cm和5.51 cm，均顯著低于EM菌發(fā)酵液灌根處理。株高：2個(gè)品種均以T1最高，分別為18.92 cm和26.78 cm，章姬的T1、T2和T3間，T3、T4和CK間差異不顯著，紅顏EM菌發(fā)酵液灌根各處理間，T4與CK間差異不顯著。冠徑：章姬的T2和紅顏T3最大，分別為30.21 cm和34.93 cm，章姬的T2與CK及其余處理間差異顯著，T1與T3間，T4與CK間差異不顯著，紅顏的T3與T2、T4間差異不顯著，T1與T4間差異不顯著；CK最小，分別為22.15 cm和30.68 cm，均顯著低于(章姬T4除外)EM菌發(fā)酵液灌根處理?；ㄖ?shù)：章姬的T4和紅顏的T3最多，分別為3.6個(gè)和3.7個(gè)，章姬的T4與CK及其余處理間差異顯著，T2、T3及CK間，T1、T2及CK差異不顯著，紅顏的T3與T2、T4間，T1與T2差異不顯著；章姬的T1和紅顏的CK最少，分別為2.3個(gè)和2.5個(gè)?；ɡ贁?shù)：章姬的T4和紅顏的T3最多，分別為21.56個(gè)和21.47個(gè)，章姬的T4與CK及其余處理間差異顯著，T2、T3及CK間，T1、T2及CK間差異不顯著，紅顏的T3與T2、T4間差異不顯著，T1與T2間差異不顯著，CK顯著低于各稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根；章姬的T1和紅顏的CK最少，分別為18.15個(gè)和15.67個(gè)。綜合看，苗期采用100倍EM菌發(fā)酵液灌根可提高草莓植株的緩苗率，新葉期形成后采用200～300倍EM菌發(fā)酵液灌根和花蕾期采用400倍EM菌發(fā)酵液灌根可促進(jìn)草莓植株的生長發(fā)育。

注：同一品種同列不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

Note:Different lowercase letters in the same column of the same variety indicate significant difference atP<0.05.

2.2 不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液對草莓干物質(zhì)及根系活力的影響

植株干物質(zhì)是反應(yīng)植物有機(jī)物積累、營養(yǎng)成分多寡的一個(gè)重要指標(biāo)；根冠比是反應(yīng)根系活力的指標(biāo)，根冠比越大根系活力越強(qiáng)。從表2可知，不同處理章姬和紅顏2個(gè)品種鮮重、干重和根冠比的變化。鮮重：2個(gè)品種地上部和地下部(紅顏地下部T3除外)均為T1>T2>T3>T4>CK，章姬的地上部T1與CK及其余處理間差異顯著，T2與T3間差異不顯著，但顯著高于T4和CK；地下部T1～T3間，T3、T4及CK間差異不顯著；紅顏的地上部T1與T2間、T3與T4間和T4與CK間差異均不顯著，地下部T1～T4間、T2、T3及CK間差異不顯著。干重：章姬的地上部為T1>T3>T4>T2>CK，紅顏的地下部為T1>T2>T4>T3>CK，章姬的地下部和紅顏的地上部均為T1>T2>T3>T4>CK；章姬的地上部T1顯著高于CK及其余處理，T3與T4間差異不顯著，其地下部T1～T3間、T3與T4間差異均不顯著，T1～T4顯著高于CK；紅顏的地上部和地下部T1與T2間、T3與T4間差異不顯著，T1～T4(紅顏地下部T3除外)顯著高于CK。根冠比：章姬為T2>T1>T3>T4>CK，T2顯著高于CK及其余處理，T1與T3間、T4與CK間差異不顯著；紅顏為T1=T2>T4>T3>CK，T1與T2間、T3與CK間差異不顯著，T1與T2顯著高于CK及其余處理。

從圖1看出，章姬和紅顏的根系活力均以T2最高，分別為80.32 μg/(g·h)和90.32 μg/(g·h)；T3其次，分別為78.69 μg/(g·h)和89.76 μg/(g·h)；章姬CK最低，為67.64 μg/(g·h)，紅顏為T1最低，為75.65 μg/(g·h)；說明T2對草莓根系生長較為有利。

圖1不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根2個(gè)草莓品種的根系活力

Fig.1 Root activity of two strawberry varieties irrigated with EM fermentation broth with different dilution ratio

表2不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根草莓地上部/地下部的干物質(zhì)重及根冠比

Table 2 Overground/underground dry matter weight and root/shoot ratio of strawberry seedlings irrigated with EM fermentation broth with different dilution ratio

品種Variety處理Treatment地上部重/g Weight of overground part鮮干地下部重/g Weight of underground part鮮干根冠比Root/shoot ratio章姬 ZhangjiT1109.76 a28.87 a18.92 a3.25 a0.112 bT2105.73 b25.01 c18.22 a3.10 a0.123 aT3105.51 b26.56 b 17.98 ab 2.82 ab0.108 bT4103.45 c25.89 b16.83 b2.56 b0.096 cCK96.23 d22.34 d16.13 b2.08 c0.093 c紅顏 HongyanT1161.36 a34.21 a26.78 a3.99 a0.116 aT2160.91 a33.78 a26.67 a3.96 a0.116 aT3152.11 b30.32 b 25.11 ab 3.19 bc0.105 cT4 145.76 bc29.35 b 25.45 ab3.33 b0.113 bCK129.25 c28.99 c24.41 b3.03 c0.104 c

2.3 不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液對草莓生理特性的影響

從圖2可知，不同處理章姬和紅顏的凈光合速率、蒸騰速率和葉綠素含量的變化。凈光合速率：

圖以T1最高，分別為14.03 μmol/(m2·s)和14.95 μmol/(m2·s)；T2其次，為13.87 μmol/(m2·s)和13.85 μmol/(m2·s)。章姬CK最低，為10.80 mol/(m2·s)；紅顏T4最低，為12.68 μmol/(m2·s)。蒸騰速率：

圖以T3最高，分別為3.79 mmol/(m2·s)和3.47 mmol/(m2·s)；T2其次，分別為3.67 mmol/(m2·s)和3.26 mmol/(m2·s)；CK最低，分別為2.29 mol/(m2·s)和2.08 mol/(m2·s)。葉綠素含量：章姬T3最高，為0.078 mg/cm2；T1其次，為0.071 mg/cm2；T4最低，為0.063 mg/cm2。紅顏T2最高，為0.059 mg/cm2；T4其次，為0.056 mg/cm2；T3最低，為0.043 mg/cm2；其中，T1與CK相近，均為0.050 mg/cm2，T3低于CK。

圖2 不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根2個(gè)草莓品種的凈光合速率、蒸騰速率和葉綠素含量

Fig.2 Net photosynthetic rate, transpiration rate and chlorophyll content of two strawberry varieties irrigated with EM fermentation broth with different dilution ratio

2.4 不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液對草莓炭疽病及根腐病發(fā)生的影響

從圖3看出，不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根，章姬和紅顏炭疽病和根腐病的發(fā)生情況。其中，章姬2種病害的發(fā)生率為0.5%～4.6%，均低于CK；紅顏2種病害的發(fā)生率為0.5%～4.2%，均低于CK。EM菌群對炭疽病和根腐病均有很強(qiáng)的抑制作用，且EM菌液濃度越大，其抑菌能力越強(qiáng)，自然發(fā)病率越低。說明EM菌群多種有益菌可減少草莓病害的發(fā)生。

圖3 不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根2個(gè)草莓品種炭疽病及根腐病的發(fā)生率

Fig.3 Anthracnose and root rot incidence rate of two strawberry varieties irrigated with EM fermentation broth with different dilution ratio

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)施草莓新葉期、現(xiàn)蕾期、青果期和白果期5個(gè)生長期采用EM菌發(fā)酵液灌根的田間效果好，EM菌自身酸性可降低土壤pH，突破了設(shè)施鹽堿性土壤種植草莓的瓶頸，EM菌提高了土壤微生物多樣性，有利于促進(jìn)草莓根系吸收土壤各種元素的協(xié)調(diào)性，提高了草莓植株各項(xiàng)生理指標(biāo)的有效性，促進(jìn)了草莓的生長發(fā)育平衡[13-16]。如EM菌群大大提高了草莓植株的緩苗率和成活率，苗期采用100倍EM發(fā)酵液灌根可提高緩苗率，新葉期形成后采用200～300倍EM菌發(fā)酵液灌根和花蕾期采用400倍EM菌發(fā)酵液灌根可促進(jìn)草莓植株的生長發(fā)育。不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根，章姬和紅顏的根系活力(紅顏的100倍液除外)均較CK高，其中，200倍EM菌發(fā)酵液灌根2個(gè)品種的效果最佳，分別為80.32 μg/(g·h)和90.32 μg/(g·h)；不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根2個(gè)品種的凈光合速率(紅顏的400倍液除外)均高于CK，其中，100倍EM菌發(fā)酵液灌根最高，分別為14.03 μmol/(m2·s)和14.95 μmol/(m2·s)；不同稀釋倍數(shù)EM菌發(fā)酵液灌根章姬和紅顏的蒸騰速率高于CK，其中，300倍EM菌發(fā)酵液灌根2個(gè)品種的蒸騰速率最高，分別為3.79 mmol/(m2·s)和3.47 mmol/(m2·s)；葉綠素含量，章姬300倍EM菌發(fā)酵液灌根最高，為0.078 mg/cm2，紅顏200倍EM菌發(fā)酵液灌根含量最高，為0.059 mg/cm2；隨著EM菌發(fā)酵液濃度增大，對炭疽病和根腐病的抑菌能力越強(qiáng)，其發(fā)病率越低。

溫室內(nèi)由于使用殺菌劑過多，導(dǎo)致土壤有益菌群減少，土壤環(huán)境及微生物群體遭到破壞，造成土壤鹽堿化和土傳病害增加，草莓苗期易發(fā)生根腐病及炭疽病，花果期的植株根系吸收能力較差，致使草莓植株缺素嚴(yán)重，產(chǎn)量低，口感品質(zhì)差，市場競爭力不強(qiáng)[16-19]。而采用EM菌灌根，不僅可提高有益菌群的數(shù)量和抑制有害菌群數(shù)量，達(dá)到以菌抑菌的目的，還能提高土壤活力和透氣性，促進(jìn)草莓根系對土壤各種元素分解吸收[14,16]，其應(yīng)用效果良好。