EM菌對山地避雨栽培西紅柿產(chǎn)量、品質(zhì)和病害的影響

甘金佳 毛玲莉 蔣水元 尹華田 孫成榮 潘美學(xué)

(1廣西壯族自治區(qū)中國科學(xué)院廣西植物研究所 廣西桂林541006;2桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心 廣西桂林541006;3資源縣生產(chǎn)力促進(jìn)中心 廣西桂林541400;4資源縣車田苗族鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心 廣西桂林541400)

西紅柿是我國重要的蔬菜作物，近年來我國的西紅柿栽培面積不斷擴大，但現(xiàn)在大多數(shù)西紅柿仍采用傳統(tǒng)的栽培模式，化肥在提高西紅柿產(chǎn)量中起了十分重要的作用，我國化肥的平均施肥強度為443.5 kg/hm2，遠(yuǎn)高于國際公認(rèn)的施肥上限225 kg/hm2［1］。長期、連續(xù)和不合理地使用化肥，不但引發(fā)土壤板結(jié)，土壤酸化、次生鹽漬化和養(yǎng)分不平衡等問題，還會造成西紅柿中硝酸鹽含量的積累，果實品質(zhì)下降，給人體帶來危害［2］。近年來，國內(nèi)外研究表明，施用生物菌肥可以有效改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤肥力，對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)都有提升作用，同時還能降低病蟲害發(fā)生率，所以生產(chǎn)上提倡使用生物菌肥培肥地力，改善土壤養(yǎng)分比例，提高化肥肥效，改善環(huán)境［3-4］。EM（Effective microorganisms，有效微生物）菌可以作為生物菌肥施用于各種作物，EM菌是由80多種功能不同的微生物所組成的一種活菌復(fù)合制劑，含有的多種放線菌可分泌抗生物質(zhì)，可抑制病原菌的生長，并增強作物對病蟲害的抵抗能力，EM菌還可以改善作物根系微生態(tài)環(huán)境中的理化性質(zhì)和微生物活性，調(diào)節(jié)土壤pH和降低土壤鹽度，具有解磷、溶鉀和固氮作用，特別是有益微生物代謝合成的次級代謝產(chǎn)物可以抑制土壤中的有害病菌，促進(jìn)根系生長，提高作物產(chǎn)量［3］。中國西南山地已形成一定規(guī)模的山地西紅柿生產(chǎn)基地，但西南山區(qū)降雨較多，年降雨量在1 900～2 000 mm，春季低溫多雨，夏季常降暴雨。多雨天氣不但會影響其開花授粉，還會誘發(fā)早疫病、晚疫病、斑枯病和棉鈴蟲等病蟲害發(fā)生，影響西紅柿產(chǎn)量。目前，國內(nèi)尚無將EM菌應(yīng)用于山地避雨栽培西紅柿的研究。本研究施用EM菌于避雨栽培的西紅柿，研究其對山地避雨栽培西紅柿產(chǎn)量、品質(zhì)和植物病害的影響，為EM菌在西紅柿上的應(yīng)用推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

供試西紅柿接穗品種為從荷蘭瑞克斯旺種苗公司引進(jìn)的硬果型品種—格雷（無限生長型），砧木品種為西大砧木一號（南寧福井番茄科技有限公司提供）。供試EM菌為桂林市綠云生物技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)的必佳EM原液。

1.1.2 樣地概況

試驗在桂林市資源縣車田苗族鄉(xiāng)黃寶村的簡易避雨栽培西紅柿栽培田進(jìn)行，試驗地為山地地貌，海拔約950 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，土壤類型為紅壤，土壤基本理化性質(zhì)為：有機質(zhì)22.77 g/kg，全磷0.86 g/kg，堿解氮108.58 g/kg，有效磷60.98 mg/kg，速效鉀198.23 g/kg，前茬為西紅柿。避雨栽培采用簡易避雨棚，在畦面上方搭棚蓋膜，棚長6 m，寬1.4 m，正好在畦面上方，兩棚下緣間距0.1 m，棚高1.8 m，棚側(cè)無裙膜，避雨棚起到避雨不避風(fēng)的作用，減少雨水對栽培畦面的和作物的沖淋。

1.2 方法

1.2.1 發(fā)酵液制備

首先將EM菌原液活化和擴繁，按照EM原液與紅糖水各一份，加清水10份混合后裝入密閉容器中，密封發(fā)酵7 d，制成發(fā)酵液，又稱為EM活化液，在使用時，將EM活化液加水稀釋，即可配成各種濃度的EM活性菌稀釋液。

1.2.2 試驗設(shè)計

試驗于2019年3月至10月進(jìn)行，共設(shè)6個處理：T1，西紅柿定植后，EM發(fā)酵液稀釋50倍噴施植株全株，同時用200 mL稀釋50倍的EM發(fā)酵液對每株西紅柿進(jìn)行灌根，噴施和灌根每隔15 d一次，共4次；T2，西紅柿定植后，EM發(fā)酵液稀釋100倍噴施植株全株，同時用200 mL稀釋100倍的EM發(fā)酵液對每株西紅柿進(jìn)行灌根，噴施和灌根每隔15 d一次，共4次；T3，西紅柿定植后，EM發(fā)酵液稀釋200倍噴施植株全株，同時用200 mL稀釋200倍的EM發(fā)酵液對每株西紅柿進(jìn)行灌根，噴施和灌根每隔15 d一次，共4次；T4，西紅柿定植后，EM發(fā)酵液稀釋400倍噴施植株全株，同時用200 mL稀釋400倍的EM發(fā)酵液對每株西紅柿進(jìn)行灌根，噴施和灌根每隔15 d一次，共4次；T5，西紅柿定植后，EM發(fā)酵液稀釋800倍噴施植株全株，同時用200 mL稀釋800倍的EM發(fā)酵液對每株西紅柿進(jìn)行灌根，噴施和灌根每隔15 d一次，共4次；CK，西紅柿定植后，清水噴植株全株，同時用200 mL清水灌根，每隔15 d一次，共4次。所有處理均以有機肥（發(fā)酵后的豬糞）為底肥，667 m2施用4 000 kg，并配施復(fù)合肥（N、P、K含量各15%）30 kg。每處理3次重復(fù)，隨機區(qū)組排列，小區(qū)面積25 m2、行距為70 cm、株距為60 cm、每個小區(qū)66株，一畦雙行定植，雙桿整枝。3月18日進(jìn)行穴盤育苗，4月15日嫁接，5月1日定植，7月上旬開始采收。生長期其他追肥均按照常規(guī)管理進(jìn)行。

1.2.3 指標(biāo)測定

（1）對每個處理采用5點取樣法，每個點隨機選取3株西紅柿并掛牌，從第一穗果果實成熟開始到拉秧期，測定選定植株的單果重、果實數(shù)量和單株西紅柿產(chǎn)量，計算平均值，并折算為667 m2的西紅柿產(chǎn)量。

（2）果實成熟后，每個小區(qū)取10個成熟度一致的果實，測定可溶性糖（蒽酮比色法）、有機酸（氫氧化鈉滴定法）、VC（2，6-二氯酚靛酚滴定法）［5］和硝酸鹽含量（酚二磺酸比色法）［6］。

（3）定植后2個月（2019年7月，高溫多雨，病害高發(fā)期）調(diào)查西紅柿病害情況。病害分級調(diào)查，0級為未發(fā)生，一級為5%以內(nèi)植株發(fā)病，二級為5%～25%以內(nèi)植株發(fā)病，三級25%～50%以內(nèi)植株發(fā)病，四級為50%～75%以內(nèi)植株發(fā)病，五級為75%以上植株發(fā)?。?］。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 EM菌對西紅柿坐果數(shù)、單果重和產(chǎn)量的影響

從表1可知，不同處理的西紅柿坐果數(shù)由大到小依次是T2＞T3＞T4＞T1＞T5＞CK，T1、T2和T3的西紅柿坐果數(shù)與T5和CK的坐果數(shù)存在顯著差異。由此可見，施用一定濃度EM菌液能提高西紅柿果實的坐果數(shù)。不同處理的西紅柿單果重不盡相同，單果重由大到小依次是T4＞CK＞T2＞T3＞T5＞T1，各個處理間的單果重并無顯著差異。在單株果實總重方面和667m2的產(chǎn)量方面，由大到小依次是T2＞T3＞T4＞T1＞T5＞CK，T2、T3和T4的單株果實總重分別達(dá)到8.88、8.79和8.41 kg，與CK的單株果實總重存在顯著差異，與CK相比，產(chǎn)量提高了12.98%，11.83%和7.00%。由此可見，施用一定濃度的EM菌發(fā)酵液能促進(jìn)西紅柿產(chǎn)量的增長。施用超過一定濃度的EM菌（T1）對西紅柿坐果數(shù)和產(chǎn)量有抑制作用。

表1 EM菌對西紅柿坐果數(shù)、單果重和產(chǎn)量的影響

2.2 EM菌對西紅柿果實品質(zhì)的影響

由表2可知，T1、T2、T3和T4的西紅柿果實可溶性糖含量和VC含量均顯著高于CK，表明施用一定濃度的EM菌發(fā)酵液可以提升西紅柿果實的可溶性糖含量與VC含量，改善西紅柿品質(zhì)，提高營養(yǎng)成分含量，其中施用T2濃度的EM菌效果最好。表2還顯示，施用EM菌的5個處理的西紅柿有機酸和硝酸鹽含量均低于CK，T1、T2、T3和T4與CK差異顯著。由此說明，施用一定濃度的EM菌發(fā)酵液能顯著降低西紅柿有機酸和硝酸鹽含量，使得西

紅柿果實口感更佳，從而提高西紅柿果實品質(zhì)。

表2 EM菌對西紅柿果實品質(zhì)的影響

2.3 EM菌對西紅柿病害發(fā)生率的影響

西紅柿病害主要有灰霉病、早疫病、炭疽病、根腐病等。在2019年6～7月，桂北山區(qū)降雨較多，西紅柿病害較為嚴(yán)重。由表3可知，施用EM菌發(fā)酵液的5個處理的西紅柿灰霉病、早疫病、炭疽病、根腐病病害發(fā)生率均低于CK。T1、T2和T3的西紅柿病害較輕，灰霉病、早疫病、炭疽病、根腐病病害發(fā)生率均在5%以下，與CK存在顯著差異，T4的灰霉病和根腐病發(fā)生率為4.5%和4.05%，顯著低于CK。由此說明，施用EM菌發(fā)酵液能有效降低西紅柿灰霉病、早疫病、炭疽病、根腐病病害發(fā)生率。

表3 EM菌對西紅柿病害發(fā)生率的影響

3 討論與結(jié)論

李維炯等［8］研究發(fā)現(xiàn)，EM可以促進(jìn)作物生長并提高產(chǎn)量，其原因可能是因為與化肥相比，EM有益微生物使土壤中速效鉀提高5%、速效磷提高31.2%、全氮提高15.5%，提高土壤肥力［9］。楊峰等［10］和任瑞蘭等［11］的研究表明，施用EM菌肥能明顯改善玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因素，植株增高、增粗、葉面積增大，穗長、穗粒數(shù)、產(chǎn)量明顯增加。王廣印等［12］的研究表明，配施EM生物菌肥可提高西紅柿的凈光合速率，從而提高西紅柿的產(chǎn)量。熊俏等［13］將EM菌肥在水果番茄基質(zhì)與土壤栽培中應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)施用EM生物菌肥在水果番茄栽培中均可適當(dāng)提高產(chǎn)量，并且能減少病株發(fā)生，在土壤栽培中施用效果比基質(zhì)栽培中更佳。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果相似，施用EM菌發(fā)酵液能促進(jìn)西紅柿生長，提高西紅柿坐果數(shù)，進(jìn)而提高西紅柿果實產(chǎn)量。EM菌能夠提高作物產(chǎn)量的原因可能是，EM菌劑中有大量的有益活菌，EM菌能形成作物生長發(fā)育的有利環(huán)境，它不僅能改良土壤理化性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，促進(jìn)土壤團(tuán)粒的形成，提高土壤肥力，在重茬地施用EM菌后，可明顯促進(jìn)作物的長勢［14］。此外，張宇等［15］的研究表明，施用EM菌處理的花生，其凈光合速率、蒸騰速率和葉片葉綠體含量均高于對照，說明EM菌能夠有效替代部分化肥，減少化肥使用量，提高產(chǎn)量。本研究結(jié)果與之相似，施用EM菌發(fā)酵液能促進(jìn)西紅柿生長，提高西紅柿坐果數(shù)，進(jìn)而提高西紅柿果實產(chǎn)量。

本研究表明，施用EM菌能提高果實VC含量并降低硝酸鹽含量，這與趙貞等［16］、于志強等［17］和張緒美等［18］的研究結(jié)果相似。于志強等［17］發(fā)現(xiàn)，農(nóng)家肥加入EM菌發(fā)酵肥分別使黃瓜VC、可溶性總糖和可溶性還原糖含量提高。張緒美等［18］的研究表明，與對照相比，施用微生物肥料對西紅柿品質(zhì)產(chǎn)生明顯影響，隨著施微生物肥水平的提高，西紅柿可溶性糖和VC含量均有所提高，果實中硝酸鹽含量下降明顯?？赡苁俏⑸锓柿细淖兞宋骷t柿植株吸收機制，促使西紅柿的葉、莖、根中吸收了土壤中的NO3-，從而使果實中的硝酸鹽含量下降造成的，EM菌發(fā)酵的肥料施入土壤后，其所含的各類微生物對土壤中的營養(yǎng)元素進(jìn)行了活化分解，如解磷細(xì)菌和解鉀細(xì)菌能分解土壤中被固定的磷、鉀，特別是固氮菌能固定空氣中的氮，促進(jìn)了西紅柿植株對養(yǎng)分的吸收利用率。因此，有利于西紅柿品質(zhì)的提高［18］，具體原因還需要進(jìn)一步研究。

EM菌可以抑制有害微生物的生長繁殖，從而抑制病害的發(fā)生。楊清平等［19］發(fā)現(xiàn)，EM活性菌能有效防治獼猴桃潰瘍病，是一種生物防治獼猴桃潰瘍病的新方法；李海江等［20］研究表明，液體EM菌劑灌根對于煙草根腐病的防治具有較為顯著的效果；楊振華［21］采用EM菌發(fā)酵液對設(shè)施草莓灌根，研究發(fā)現(xiàn)，隨著EM菌發(fā)酵液濃度越大，對炭疽病和根腐病的抑菌能力越強，其發(fā)病率越低。本研究結(jié)果與之相似，除了炭疽病和根腐病，本研究還發(fā)現(xiàn)，EM菌對西紅柿灰霉病和早疫病的發(fā)生也有一定抑制作用，隨著施用的EM菌發(fā)酵液濃度增大，灰霉病和早疫病病害發(fā)病率也隨之降低。

綜上所述，施用EM菌對西紅柿提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)和減輕病害方面有重要的影響。施用一定濃度的EM菌發(fā)酵液能促進(jìn)西紅柿產(chǎn)量的增長，施用超過一定濃度的EM菌（如T1）對西紅柿坐果數(shù)和產(chǎn)量有抑制作用。目前，國家提倡綠色高效種植，增施有機肥和生物菌肥，減少化肥的施用量。本研究為EM菌在西紅柿綠色高效種植上的應(yīng)用和推廣提供依據(jù)。