不同種類生物菌肥及用量對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

包昌艷，趙 晉，賀占雪，范永福，姜存良，鄧 浪，周 軍，王連春，*

（1.西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，云南 昆明 650224；2.云南省森林資源培育與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，云南 昆明 650224；3.北方民族大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021；4.大理州農(nóng)業(yè)科學(xué)推廣研究院經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南 大理 671600）

獼猴桃作為新型保健佳果，具有獨(dú)特的口感和風(fēng)味，深受消費(fèi)者喜愛，目前世界各地獼猴桃產(chǎn)業(yè)正迅速發(fā)展。我國(guó)是獼猴桃原產(chǎn)國(guó)，也是世界上栽培面積最大的國(guó)家。獼猴桃已成為農(nóng)民創(chuàng)收的重要特色產(chǎn)業(yè)，但隨著栽培面積持續(xù)擴(kuò)大、連作障礙、栽培技術(shù)落后以及果農(nóng)習(xí)慣使用化肥來(lái)促進(jìn)高產(chǎn)等影響，致使獼猴桃優(yōu)質(zhì)果較少，種植園區(qū)土壤條件也日趨惡化，嚴(yán)重制約獼猴桃鮮果的內(nèi)銷與出口。對(duì)現(xiàn)有的獼猴桃栽培加強(qiáng)管理，科學(xué)合理施肥，提升品質(zhì)，增加產(chǎn)量是目前獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)之一［1］。隨著人們對(duì)環(huán)境安全和食品安全的重視，生物菌肥作為生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要肥源［2］，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮愈加明顯的生態(tài)效益［3］，再次成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，生物菌肥的應(yīng)用也為優(yōu)質(zhì)獼猴桃的綠色生產(chǎn)提供了更多可能。

生物菌肥是含有活體微生物的功能性肥料，具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)、改良土壤、防治病菌等多重效應(yīng)，在食品安全、節(jié)約肥料資源方面具有不可替代的地位［1］。已有研究表明，施用微生物肥料能降低草莓酸含量，提高糖酸比、Vc含量等［4］；施用木美土里微生物菌肥能夠顯著促進(jìn)蘋果樹根系生長(zhǎng)，提高坐果率和平衡樹勢(shì)［5］；增施解磷菌肥能夠顯著提高蘋果產(chǎn)量和改善蘋果品質(zhì)［6］，增施微生物菌肥能夠提高庫(kù)爾樂香梨的產(chǎn)量，降低香梨果實(shí)硬度和酸度［7］；SC27微生物土壤增肥劑能夠促進(jìn)柑橘增產(chǎn)7.2%～23.4%，同時(shí)顯著提高柑橘果實(shí)單果重、糖酸比、可溶性固形物及Vc含量等［8］，此外，生物菌肥施入土壤后，還可有效防治香蕉、梨、西瓜等多種果樹病害［9-11］。生物菌肥作為一種新型肥料，在眾多果樹栽培應(yīng)用中已取得一定成效，但其在獼猴桃品質(zhì)提升方面的相關(guān)報(bào)道較少，尤其針對(duì)不同生物菌肥之間的應(yīng)用效果有何區(qū)別，不同生物菌肥施用量的效果是否不同等問題尚未見相關(guān)報(bào)道。故本試驗(yàn)以“貴長(zhǎng)”獼猴桃為研究對(duì)象，通過設(shè)置不同生物菌肥及施肥量在獼猴桃上的田間肥效試驗(yàn)，探討不同生物菌肥及施肥量對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響，并采用主成分分析法對(duì)各施肥處理進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，提出最優(yōu)方案，以期為生物菌肥在當(dāng)?shù)孬J猴桃施肥管理上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

以云南省安寧市八街鎮(zhèn)云南禾旭農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司獼猴桃園3年生的“貴長(zhǎng)”獼猴桃（初果期）為試驗(yàn)材料，棚架式栽培模式，栽植密度為2500株/hm2。于2018～2019年進(jìn)行試驗(yàn)，該區(qū)屬中亞熱帶低緯度高海拔地區(qū)，年均日照2327.5 h，年均氣溫14.9℃，無(wú)霜期平均232 d，年降水量1087.2 mm。試驗(yàn)地土壤為紅壤，土壤基本性質(zhì)如下：0～20 cm土層pH值為6.8，有機(jī)質(zhì)19.16 g/kg，堿解氮78.93 mg/kg，有 效 磷13.86 mg/kg，速 效 鉀172.74 mg/kg；20～40 cm土層pH值為6.9，有機(jī)質(zhì)13.93 g/kg，堿解氮38.5 mg/kg，有效磷4.67 mg/kg，速效鉀73.36 mg/kg。

供試肥料如表1所示，以下生物菌肥均為顆粒固體肥料，其中菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ由金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司提供，菌肥Ⅱ由安徽綠魔羅有限公司提供。

表1 供試肥料

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用田間隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以菌肥種類和施肥量為影響因素，采用上述3種菌肥，施肥量分別為3、6和9 kg/株，不施肥作對(duì)照（表2）。每個(gè)小區(qū)3株，重復(fù)3次，小區(qū)之間設(shè)保護(hù)行。于獼猴桃休眠期采用條施法一次性將肥料施入，在供試樹體兩側(cè)約50 cm開條狀溝（深20～30 cm，寬20 cm）后均勻撒施肥料，覆土平整，其他管理保持一致。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

于獼猴桃果實(shí)成熟期采樣，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)稱取10個(gè)不同果實(shí)的單果質(zhì)量，并用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量其橫徑、側(cè)徑、縱徑，計(jì)算果形指數(shù)（果形指數(shù)=橫徑/縱徑）；可溶性固形物含量采用數(shù)字手持袖珍折射儀（PIL-1-3810，日本ITIGO中國(guó)分公司）測(cè)定；可滴定酸、Vc含量、還原糖、可溶性糖和可溶性蛋白含量依據(jù)《果蔬采后生理生化試驗(yàn)指導(dǎo)》測(cè)定［12］；糖酸比=可溶性糖/可滴定酸。

表2 試驗(yàn)各施肥處理組合

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010進(jìn)行基礎(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 20.0進(jìn)行方差分析和主成分分析，利用軟件Canoco 4.5進(jìn)行主成分二維排序制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物菌肥種類對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

對(duì)不同生物菌肥的應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比分析（表3）表明，與CK相比，3種菌肥處理下果實(shí)橫徑、側(cè)徑及果形指數(shù)均無(wú)顯著性差異，可滴定酸顯著低于CK，其余指標(biāo)均顯著高于CK。但3種菌肥處理對(duì)單果重、縱徑、可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量及可溶性蛋白含量的影響均無(wú)顯著差異，菌肥Ⅲ處理下單果重和縱徑最大，較CK分別極顯著增加23.33%和11.05%；菌肥Ⅱ處理下可溶性固形物含量、VC含量及還原糖含量最高，較CK分別顯著增加21.06%、49.72%和31.45%；菌肥Ⅰ處理下可溶性蛋白含量最高，比CK極顯著提高了44.23%。而3種菌肥對(duì)果實(shí)可滴定酸含量、可溶性糖含量及糖酸比影響不一，且差異顯著；菌肥Ⅰ、菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ處理的可滴定酸含量平均較CK極顯著降低27.11%、9.04%和17.47%，表現(xiàn)為CK>菌肥Ⅱ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅰ；可溶性糖含量分別較CK極顯著增加63.41%、31.33%、39.10%，表現(xiàn)為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ>CK；糖酸比分別較CK顯著增加了139.58%、45.00%、74.58%，也表現(xiàn)為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ>CK。綜上，3種生物菌肥對(duì)獼猴桃果實(shí)可滴酸含量、可溶性糖含量及糖酸比影響差異顯著，但對(duì)其余指標(biāo)影響無(wú)顯著差異，說明3種生物菌肥對(duì)獼猴桃果品的應(yīng)用差異主要表現(xiàn)在影響果實(shí)口感，以菌肥Ⅰ對(duì)果實(shí)口感改善效果最好，相比菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ，菌肥Ⅰ的可溶性糖含量、糖酸比平均顯著增加了21.00%、51.23%，可滴定酸含量平均降低了15.53%。

表3 不同生物菌肥對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

2.2 施肥量對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

對(duì)不同施肥量的效果差異進(jìn)行分析（表4）可知，不同施肥量顯著改善了獼猴桃果實(shí)單果重及果品各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。與CK相比，可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和糖酸比分別極顯著提高了19.19%、42.71%、35.91%、44.86%、42.31%和109.58%（均值），可滴定酸含量極顯著降低22.59%。各果品指標(biāo)整體呈現(xiàn)隨施肥量增加而升高的趨勢(shì)，可滴定酸含量則隨施肥量增加而降低，但施肥量為6和9 kg/株時(shí)，各果品指標(biāo)之間無(wú)極顯著差異。相比施肥量3 kg/株，當(dāng)施肥6和9 kg/株時(shí)可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均極顯著提高。

表4 不同施肥量對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

同時(shí)，由圖1和圖2可知，同種菌肥處理時(shí)，各施肥量對(duì)果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響顯著，施肥6和9 kg/株時(shí)各指標(biāo)含量較高（M2與M3，T2與T3、K2與K3），且與施肥3 kg/株（M1、T1、K1）時(shí)差異顯著（可滴定酸除外）。施菌肥Ⅰ時(shí)，施3 kg/株（M1）的可滴定酸含量、可溶性蛋白含量與CK差異不顯著，其余指標(biāo)均顯著提高；施菌肥Ⅱ時(shí)，隨施肥量增加，可滴定酸無(wú)顯著變化，且與CK無(wú)顯著差異，施3 kg/株（T1）時(shí)的糖酸比與CK也無(wú)顯著差異，其余指標(biāo)較CK顯著提高；施菌肥Ⅲ時(shí)，除3 kg/株（K1）時(shí)的可滴定酸含量、還原糖含量和糖酸比外，其余指標(biāo)均顯著高于CK。綜上，施肥量對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響顯著，3種菌肥隨施肥量的增加各指標(biāo)變化規(guī)律基本一致，同種菌肥施肥9與6 kg/株時(shí)各果品性狀無(wú)顯著差異，說明施用生物菌肥應(yīng)適量，避免造成浪費(fèi)。

圖2 不同處理對(duì)獼猴桃營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.3 不同處理對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響及綜合評(píng)價(jià)

2.3.1 不同處理對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的影響

從獼猴桃外觀品質(zhì)（圖1）來(lái)看，與CK相比，各施肥處理可顯著提高獼猴桃單果質(zhì)量，其中K2處理下單果質(zhì)量最大，較CK顯著提高了30.03%；而果實(shí)橫徑、側(cè)徑、縱徑以及果形指數(shù)均高于CK處理，但并未達(dá)到顯著水平。就營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)而言（圖2），生物菌肥處理下果實(shí)的可溶性固形物含量顯著高于CK，增幅為5.67%～26.65%，其中M2、M3、T2、T3、K2和K3處理時(shí)可溶性固形物含量較高，且顯著高于其余施肥處理；可滴定酸含量則相反，施用生物菌肥能降低其含量，M2、M3、K2和K3處理下可滴定酸含量較低，比CK分別顯著降低36.14%、30.72%、19.28%和28.92%；還原糖含量與可溶性蛋白含量在M2、M3、T2、T3、K2和K3處理時(shí)達(dá)較高水平，且顯著高于其他處理，分別較CK顯著提高了29.64%～42.54%和38.46%～57.69%；9個(gè)施肥處理下果實(shí)VC含量與CK處理存在顯著差異，其中T2處理時(shí)達(dá)最高值，與M2、M3和T3處理無(wú)顯著差異，但顯著高 出M1、T1、K1、K2和K3處 理43.54%、38.21%、56.52%、11.96%和12.80%；可溶性糖含量在M2和M3處理時(shí)較高，且顯著高于其他處理，增幅為45.63%～77.19%；糖酸比除T1和K1外，其他處理均與CK處理差異顯著，其中M2、M3和K3處理時(shí)糖酸比較高，分別比CK增高182.08%、169.17%和115.83%。綜上，施用生物菌肥均可改善獼猴桃果實(shí)品質(zhì)，整體上提高了單果質(zhì)量、果實(shí)可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量，降低可滴定酸含量，進(jìn)而提高果實(shí)糖酸比。

2.3.2 不同處理下獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的主成分分析

各施肥處理下的果品指標(biāo)具有不同的量綱和數(shù)量級(jí)，因此對(duì)12個(gè)果品指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，而后進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表5所示，提取得到3個(gè)主成分，各主成分特征值分布為1.295～7.325，其中提取出的前兩個(gè)主成分PC1和PC2占據(jù)總方差的61.041%和17.639%，累積方差貢獻(xiàn)率為89.475%（>85%），基本解釋了果品數(shù)據(jù)的全部變異。同時(shí)得出3個(gè)主成分的因子荷載，由旋轉(zhuǎn)后荷載值可知，第一主成分中可溶性固形物、Vc、還原糖、可溶性糖、可溶性蛋白和糖酸比都具有較大的正荷載值，可滴定酸系數(shù)值為負(fù)，但其絕對(duì)值較大，說明第一主成分反映果實(shí)營(yíng)養(yǎng)因子；第二主成分中具有較大的荷載值的性狀為單果重、橫徑、側(cè)徑、縱徑，說明第二主成分反映果實(shí)質(zhì)量因子；第三個(gè)主成分中果形指數(shù)具有最大荷載值，說明第三主成分反映果實(shí)形狀。

表5 不同施肥處理下果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析

同時(shí)由PCA二維排序（圖3）可以看出，可溶性固形物（SSC）、Vc、還原糖（RS）、可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（SS）與糖酸比（SAR）相互呈正相關(guān)關(guān)系，且均與可滴定酸（TA）呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，其中可溶性固形物、Vc與還原糖的夾角很小且方向一致，呈顯著正相關(guān)關(guān)系，可溶性糖與糖酸比夾角很小且方向一致，也呈顯著正相關(guān)關(guān)系。另外，可溶性糖、糖酸比、Vc和還原糖的箭頭連線最長(zhǎng)，表明上述指標(biāo)能夠較好地解釋果實(shí)品質(zhì)的差異，而果形指數(shù)（FSI）、橫側(cè)縱三徑（FII、TS、FL）對(duì)果實(shí)品質(zhì)的解釋能力較差。除可滴定酸外，其余指標(biāo)均集中在第二排序軸左側(cè)，表明可滴定酸對(duì)果實(shí)品質(zhì)的解釋作用與其余指標(biāo)存在本質(zhì)上的差異。從施肥量的角度來(lái)看，M2、M3、K2、K3、T2和T3（施肥量均為6或9kg/株）處理均集中在第二排序軸左側(cè)，表明無(wú)論是何種菌肥當(dāng)施用量大于6 kg/株時(shí)對(duì)果實(shí)品質(zhì)均有明顯地促進(jìn)作用。

以各主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重，得出 主 成 分 綜 合 函 數(shù) 表 達(dá) 式：F綜=F1×61.041%+F2×17.639%+F3×10.795%。

各施肥處理下果實(shí)性狀的綜合得分如表6所示，M3、M2和K2施肥處理時(shí)果品綜合評(píng)價(jià)得分較高，T1、K1和M1施肥處理時(shí)綜合得分較低，3種菌肥處理下果實(shí)品質(zhì)綜合表現(xiàn)為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ。結(jié)合表4，當(dāng)施肥量為6和9 kg/株時(shí)，各果實(shí)品質(zhì)除糖酸比外均無(wú)顯著差異，據(jù)此可認(rèn)為最優(yōu)施肥處理為M2，即施用生物菌肥I且施肥量為6 kg/株時(shí)品質(zhì)最佳，其次是K2處理。

表6 不同處理下獼猴桃果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)

2.3.3 不同處理下獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)各主成分特征向量和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，特征向量求法為：各自主成分載荷值除以各自主成分特征值的算術(shù)平方根，以特征向量為權(quán)重，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)可以得到3個(gè)主成分F1、F2和F3的 函 數(shù) 表 達(dá) 式：F1=0.298×FW+0.269×FII+0.224×TS+0.278×FL+0.085×FSI+0.323×SSC-0.294×TA+0.318×Vc+0.336×RS+0.324×SS+0.331×SP+0.293×SAR；

3 討論

生物菌肥能產(chǎn)生對(duì)果樹生長(zhǎng)有益的各種生理活性物質(zhì)，刺激和調(diào)控果樹生長(zhǎng)，進(jìn)而改善果實(shí)的外觀、口感、耐儲(chǔ)運(yùn)性等方面的品質(zhì)，同時(shí)增產(chǎn)增收，增加果農(nóng)收益。研究表明，生物復(fù)混肥對(duì)獼猴桃產(chǎn)量和品質(zhì)的提高效果顯著高于化肥和傳統(tǒng)有機(jī)肥［13］，與施用普通化肥相比，生物有機(jī)肥與復(fù)合微生物肥配施可顯著提升獼猴桃單果重、可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量，糖酸比等，尤其以施用高量生物肥料的效果更好［14］。含枯草芽孢桿菌C3和解磷細(xì)菌YL6的生物肥料可顯著提高高齡獼猴桃果實(shí)Vc、可溶性糖、可溶性蛋白等含量，并降低可滴定酸含量［15］。本研究結(jié)論與前人研究基本一致，這是由于施入的解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等促生菌高效分泌植物促生物質(zhì)［16］以及菌肥中含有的營(yíng)養(yǎng)成分共同促進(jìn)樹體生長(zhǎng)，以提高果實(shí)品質(zhì)。

不同生物菌肥的應(yīng)用效果表現(xiàn)有一定差異，本研究綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明：3種菌肥處理下果實(shí)品質(zhì)綜合表現(xiàn)為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ，復(fù)合菌種生物菌肥（菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ，分別含解淀粉芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌）應(yīng)用效果優(yōu)于單一菌種生物菌肥（菌肥Ⅱ，含枯草芽孢桿菌），分析原因可能是復(fù)合菌肥含有的多種微生物能發(fā)揮更豐富的功能［17］；促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，以滿足植物生長(zhǎng)需要；同時(shí)菌株混配的復(fù)合生物菌肥施入土壤后，其基因型與表型的多樣性更適應(yīng)于植物根際在生長(zhǎng)周期中的一系列生理變化，對(duì)根部的定植和存活更加有利［18］。劉曉倩等［19］研究認(rèn)為混合菌株的解磷菌、解鉀菌肥的施用對(duì)煙株的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和產(chǎn)值提升優(yōu)于單獨(dú)施用一種菌肥，與本研究結(jié)論一致。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)3種菌肥的應(yīng)用效果差異主要表現(xiàn)在影響果實(shí)可溶性糖含量、糖酸比和可滴定酸含量，菌肥Ⅰ對(duì)果實(shí)糖酸含量的影響最顯著，相對(duì)于菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ，菌肥Ⅰ的可溶性糖含量平均顯著增加了21.00%，糖酸比顯著提高了51.23%，而可滴定酸含量則顯著降低15.53%，分析原因可能是解淀粉芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌更有利于獼猴桃果實(shí)糖分的形成與積累，但具體作用機(jī)理需進(jìn)一步研究。不同施肥量對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響顯著，無(wú)論施用何種菌肥，當(dāng)施用量為6和9 kg/株時(shí)均會(huì)對(duì)果實(shí)品質(zhì)造成一定的影響，3種菌肥隨施肥量的增加，各果品指標(biāo)變化規(guī)律基本一致，施肥9與6 kg/株時(shí)果品指標(biāo)均無(wú)顯著差異，說明施用生物菌肥應(yīng)適量，一定范圍內(nèi)增施生物菌肥能提高獼猴桃果實(shí)品質(zhì)，而超過閾值時(shí)則造成浪費(fèi)。

4 結(jié)論

在本研究條件下，復(fù)合菌種生物菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ對(duì)獼猴桃果實(shí)品質(zhì)的作用效果優(yōu)于單一菌種生物菌肥Ⅱ，不同菌肥的應(yīng)用差異表現(xiàn)為對(duì)果實(shí)糖酸含量的影響，以菌肥Ⅰ對(duì)糖酸影響最為顯著。各施肥處理整體上提高了果實(shí)單果質(zhì)量、果實(shí)可溶性固形物、Vc、還原糖、可溶性糖及可溶性蛋白含量，降低了可滴定酸含量，進(jìn)而提高了果實(shí)糖酸比，適量增施生物菌肥能顯著改善果實(shí)品質(zhì)，推薦施用生物菌肥Ⅰ，施肥量為6 kg/株。