不同微生物菌劑對枸杞生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

何 嘉，馬婷慧，白小軍，李清清，高立原，郝萬亮，趙陽陽

(1.寧夏農(nóng)林科學院植物保護研究所，寧夏 銀川 750011；2.寧夏植物病蟲害防治重點實驗室，寧夏 銀川 750011；3.寧夏農(nóng)林科學院，寧夏 銀川 750011；4.百瑞源枸杞股份有限公司，寧夏 銀川 750200)

【研究意義】枸杞(LyciumbarbarumL.)是我國西北干旱地區(qū)重要的特色藥食兩用植物資源[1]，其品質(zhì)成分及藥用價值被國內(nèi)外眾多學者不斷深層挖掘和研究[2-3]，枸杞產(chǎn)業(yè)已成為西部農(nóng)業(yè)結構調(diào)整、轉變經(jīng)濟增長方式的朝陽產(chǎn)業(yè)之一。但是近年來大量施用化肥和農(nóng)藥，造成土壤板結，土壤有機質(zhì)及生物活性降低[4-5]，破環(huán)土壤生態(tài)鏈，農(nóng)田可持續(xù)生產(chǎn)能力下降，嚴重影響枸杞的產(chǎn)量品質(zhì)及經(jīng)濟效益，繼而影響枸杞產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)綠色發(fā)展[6]。微生物菌劑作為具有生物活性的微生物制劑，可有效增加土壤有益菌群多樣性，改善土壤物理、生物性狀和提高土壤肥力[7]、促進作物生長發(fā)育、增強作物抗性及提高產(chǎn)量品質(zhì)[8]，逐漸成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)的重要肥料而被廣泛運用?！厩叭搜芯窟M展】李星星[9]等研究表明，微生物菌劑可促進植株生長，增加植株氮、磷、鉀積累量，改善果實品質(zhì)等綜合性狀。王明友[10]和侯樂梅[11]等研究表明，施用微生物菌劑可增加植株葉片凈光合強度，提高基質(zhì)酶活性，進而提高果實品質(zhì)，改善其產(chǎn)品風味，從而達到增產(chǎn)增效。張佼[12]和岳明燦[13]等研究發(fā)現(xiàn)，微生物菌劑可有效改善土壤肥力和微生物學性質(zhì)，使土壤氮、磷、鉀肥利用效率分別增加24.56%、18.73%、63.12%。李小剛等[5]研究表明，微生物菌劑可使枸杞多糖提高0.25%～25.76%，使類胡蘿卜含量提高37.29%～81.87%，黃酮提高4.28%～23.42%，甜菜堿提高0.374%～0.798%。前人對微生物菌劑針對其它植株生產(chǎn)實踐中研究較多，而對枸杞生產(chǎn)中對其生長和產(chǎn)量品質(zhì)影響的研究較少?！颈狙芯壳腥朦c】本文以“寧杞7號”為研究對象，通過田間試驗研究不同微生物菌劑對枸杞生長、產(chǎn)量和果實品質(zhì)的影響?！緮M解決的關鍵問題】篩選對枸杞增產(chǎn)增收、提質(zhì)增效的土壤微生物菌劑，明確其安全、科學、有效的使用方法，旨在為寧夏枸杞產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展提供科學理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于寧夏吳忠市紅寺堡區(qū)大河鄉(xiāng)枸杞種植基地(37°29′50′′N，105°43′45′′E，海拔1287 m)，該區(qū)屬干旱帶半荒漠地區(qū)緩坡丘陵地帶，典型的溫帶大陸性氣候，多年平均降水量251 mm，年平均蒸發(fā)量2387 mm，年平均氣溫8.7 ℃，日溫差13.7 ℃，全年>10 ℃積溫達3200 ℃以上，全年日照時數(shù)2900～3550 h，晝夜溫差大[14]，無霜期154 d，有利于枸杞養(yǎng)分積累；年平均風速2.9～3.7 m/s，大風日數(shù)25 d，試驗地土壤類型為沙土，灌溉方式為滴灌，肥力基本一致。

1.2 供試材料及試驗設計

枸杞品種為當?shù)刂髟云贩N之一“寧杞7號”，根據(jù)樹齡試驗區(qū)分為一齡樹試驗區(qū)和四齡樹試驗區(qū)，枸杞南北行向定植，株距1.0 m，行距3.0 m。試驗采用隨機區(qū)組排列，設3個不同微生物菌劑處理(各微生物菌劑參考各自說明書施用)，T1(培元)由北京科伯特農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)，有效活菌為解淀粉芽孢桿菌≥0.20億/(CFU·g)，N+P2O5+K2O=12.0%，有機質(zhì)≥20.0%，因其具有生長速度快、產(chǎn)孢量大、抗逆性強等特點，可用來預防植物病害，活化土壤養(yǎng)分，降解農(nóng)藥、化肥殘留，防治植株根腐病效果好。T2(哈茨木霉菌)由美國拜沃股份有限公司生產(chǎn)，有效活性菌數(shù)≥3億/(CFU·g)。T3(根無憂)由木美土里產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)，有效活菌主要是叢枝菌根真菌和解淀粉芽孢桿菌，叢枝菌根真菌主要通過改良土壤理化性狀，對土壤及植株病害進行防治，復合菌株有效活性菌數(shù)≥2億/(CFU·mL)；以等量清水不添加微生物菌劑作為對照CK處理，共4個處理，3次重復，12個小區(qū)，小區(qū)面積為3 m×100 m = 300 m2，每小區(qū)種植100株枸杞樹。2018年5月5日和8月15日，全年共處理2次，用清水稀釋原藥充分溶解，灌根于樹冠邊緣與地面垂直相交的位置，對照組加等量清水，一齡枸杞樹每株澆灌菌液500 mL，四齡枸杞樹每株澆灌菌液1500 mL，施菌后及時進行灌水，以促進菌在根際周圍均勻分布，全園統(tǒng)一管理。

1.3 試驗項目測定及方法

春季枝條生長期，每個處理行重復行里隨機選取3株長勢一致的枸杞樹，分別在每株樹東、南、西、北、中五個方位上隨機選取長度一致、粗細均勻的1個枝條，掛牌標記，作為調(diào)查枝條[15-17]。

1.3.1 生育期指標的 一齡試驗區(qū)成活率和發(fā)根量調(diào)查：于3月29日栽種一齡新樹苗，7 d后進行微生物菌劑處理，處理后50 d調(diào)查枸杞苗的成活率，同時每個重復隨機挖3棵樹，調(diào)查新生毛細根的數(shù)量。

新發(fā)枝條量：春季生長期，記錄各處理標記枸杞樹新發(fā)枝條數(shù)量。枝條生長量：春季新枝生長期(4月20至5月20日)和秋季新枝生長期(8月20至9月30日)，每7 d 1次采用卷尺對標記枝條進行生長量調(diào)查并記錄。SPAD值：盛果期試驗區(qū)每行隨機選取3棵長勢一致的枸杞樹，每棵樹隨機選取5個枝條，每個枝條在上、中、下三部分分別隨機選取1片健康的功能葉，采用SPAD-502葉綠素儀進行葉片SPAD值測定，即每個處理測定135個葉片。成花率：春季枸杞現(xiàn)蕾后，每10 d調(diào)查1次花蕾量，連續(xù)調(diào)查3次；枸杞開花后，每10 d調(diào)查1次開花量，連續(xù)調(diào)查3次，用每次的開花量除以現(xiàn)蕾量得到成花率。坐果率：從第一批枸杞青果形成開始，每10 d調(diào)查1次青果量，連續(xù)調(diào)查3次，用青果量除以對應的開花量得到坐果率。產(chǎn)量：夏果和秋果成熟期，分別采集每一批次枸杞鮮果，后制干測產(chǎn)，夏果共計6批次，秋果3批次，同時調(diào)查每批次的枸杞鮮果百粒重。

1.3.2 枸杞果實品質(zhì)測定 盛果期采摘成熟的枸杞鮮果，在相同條件下采用烘箱對鮮果進行烘干并獲得干果，分別根據(jù)GB/T 18672-2014用苯酚-硫酸法比色測定枸杞多糖含量[18]；根據(jù)GB/T 23710-2009用離子色譜法測定甜菜堿含量；參照《保健食品功效成分及衛(wèi)生指標檢驗規(guī)范》(2003年版)第二部分檢驗方法(二十四)保健食品中總黃酮的測定方法進行枸杞總黃酮含量測定；根據(jù)GB 5009.83-2016食品安全國家標準中食品β胡蘿卜素的方法進行胡蘿卜素含量測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗結果均以測定數(shù)據(jù)的平均值表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Microsoft Office Excel 2010軟件和DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)V17.10高級版，用鄧肯氏新復極差檢驗法進行差異顯著性檢驗(P<0.05)。

2 結果與分析

2.1 微生物菌劑對枸杞成活率及發(fā)根量的影響

如圖1-A 所示，各微生物菌劑處理后苗成活率均高于對照，其中處理T3和T2較CK苗成活率分別顯著增加15%和14%，處理T1和CK間無顯著差異。如圖1-B所示，不同微生物菌劑處理較CK枸杞苗發(fā)根量均有促進作用，其促進作用大小排序為：T1>T2>T3，但各處理間無顯著差異。

圖中不同小寫字母表示差異顯著，下同

2.2 微生物菌劑對枸杞生長的影響

由表1所示，各微生物菌劑處理下枸杞春稍和秋稍生長量均高于對照，春稍以處理T1枝條生長量最大(0.25 cm/d)，較處理CK增長14.29%；各處理以T2對秋稍生長量促進效果最明顯，其次是處理T1、T3，與處理CK秋稍生長量相比，處理T2顯著增長54.9%，T1、T3分別增長29.4%、13.7%，處理T1、T3與CK間無顯著差異。

表1 一齡試驗區(qū)不同處理對枝條生長量的影響

如表2所示，微生物菌劑處理調(diào)控可有效提高四齡植株發(fā)枝量，其中處理T2的發(fā)枝量最大，較CK顯著增加87.09%，較其余處理顯著增加30.05%，其次是處理T3、T1均與T2、CK間無顯著差異。微生物菌劑處理對四齡枸杞春梢、秋梢生長量均有促進作用，較對照春稍和秋稍分別有效增長7.5%～11.9%、15.0%～18.3%，但各處理間差異不顯著。不同微生物菌劑調(diào)控均能顯著提高枸杞功能葉的SPAD值，依次為T2>T1>T3，分別較處理CK顯著提高6.85%、6.24%、5.36%。

表2 不同處理對枸杞枝條生長量及SPAD值的影響

2.3 微生物菌劑對枸杞成花坐果的影響

由圖2可知，各微生物菌劑處理下四齡枸杞成花率和坐果率均高于對照。其中成花率以處理T2顯著最高，較其它處理顯著提高12.23%，較處理CK顯著提高18.87%，處理T1、T3、CK間無顯著差異；與處理CK坐果率相比，T2、T3分別顯著提高13.63%和11.35%，處理T1與CK間無顯著差異。

圖2 不同處理對枸杞成花率和坐果率的影響

2.4 微生物菌劑對枸杞產(chǎn)量的影響

枸杞種植成本按平均60 000元/hm2計算，由表3可知，各微生物菌劑處理較對照均有顯著增產(chǎn)增效作用。處理T1、T2、T3較CK分別顯著增產(chǎn)30.39%、52.73%和46.22%。與處理CK相比，處理T1、T2、T3分別顯著增加產(chǎn)值30.39%、52.73%和46.22%，T3經(jīng)濟效益最高為25 211.5元/hm2。

表3 不同處理對枸杞產(chǎn)量的影響

2.5 微生物菌劑對枸杞果實品質(zhì)的影響

如表4所示，微生物菌劑對枸杞果實百粒重有一定的影響，各處理較CK可有效提高夏果百粒重，但處理間無顯著差異。與處理CK相比，各微生物菌劑可顯著提高夏果枸杞多糖、甜菜堿和胡蘿卜素含量，處理T1、T2、T3多糖含量分別提高25.00%、18.18%和4.55%；甜菜堿含量分別提高43.66%、32.39%和25.53%；胡蘿卜素含量分別提高2.61、1.91和1.77倍。對果實總黃酮含量的影響，處理T1促進效果最佳，其次是T2，分別較CK顯著提高58.00%和34.28%，處理T3也有促進效果，但與處理CK間無顯著差異。T1對果實品質(zhì)提高效果尤為最佳，其中枸杞多糖、甜菜堿、胡蘿卜素含量較其它處理顯著增加5.77%、8.52%、23.78%。

表4 不同處理對枸杞果實品質(zhì)的影響

3 討 論

微生物菌劑作為一種新型生物肥料，由單個或多種有益微生物發(fā)酵而成，同時也含有多種腐殖質(zhì)和微量元素，可有效改良土壤環(huán)境，協(xié)助植物吸收營養(yǎng)，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，且對環(huán)境污染小，是生產(chǎn)“綠色食品”的理想肥料[8]。在枸杞生產(chǎn)中，趙棟等[19]通過4種微生物肥對枸杞生長及抗病性研究表明，施用微生物肥料可有效維持枸杞功能葉光合能力，促使葉片葉綠素含量顯著提高5.1%～5.6%，葉片蛋白質(zhì)含量增加3.7%～6.6%、脯氨酸含量增加3.7%～6.6%，進而防止葉片早衰，提高抗性和適應能力，使果枝發(fā)育健壯。此外，施用含有微生物菌劑的有機肥在一定程度上可提高枸杞光合生產(chǎn)速率，促進枸杞生長，增加根際土壤的有益微生物菌群及優(yōu)化土壤微生物種群結構，從而增強土壤活性和“通透性”，提高肥料轉化利用率，提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)等[17, 20]。周晨光等[21]研究表明，解淀粉芽孢桿菌微生物菌劑可以顯著提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)，使茶葉百芽重增加22.3%。董勝旗等[22]通過在草莓上施用復合微生物菌劑可有效促進植株生長，增強抗性，改善果實品質(zhì)，增產(chǎn)率達17.46%。

本研究結果表明，枸杞生長發(fā)育方面，處理T2、T3可使一齡枸杞苗成活率顯著提高14%～15%，T1處理下一齡枸杞苗的發(fā)根量相對最高，此結果在今后枸杞的種植及苗期管理等方面有一定的指導性和參考性。各微生物菌劑可使發(fā)枝量和SPAD值顯著提高29.9%～87.09%和5.36%～6.85%，處理T2對發(fā)枝量和SPAD值的提高作用最顯著，說明施用微生物菌劑有利于改善土壤環(huán)境，提高土壤肥力，從而促進植株生長、增強光合效應等。微生物菌劑處理對枸杞植株發(fā)根量和春秋枝條生長量也有一定的提高作用，但作用不顯著，分析其原因可能是由于枝條生長情況調(diào)查時期較早，所施微生物菌劑對土壤的調(diào)控作用還未得到充分發(fā)揮，故前期植株生長表現(xiàn)不明顯。同時各微生物菌劑對枸杞成花坐果有積極的促進作用，可使成花率提高2.07%～18.87%，坐果率提高3.19%～13.63%，其中處理T2的促進作用最顯著，對百粒重有一定增加作用但不顯著，可使夏果百粒重增加1.73%～4.92%。產(chǎn)量方面，各微生物菌劑處理增產(chǎn)作用顯著，較CK產(chǎn)量顯著增加325.8～565.2 kg/hm2，其中處理T2增產(chǎn)最高達52.7%。以上結果與羅希榕[8]等研究結果“枯草芽孢桿菌、哈茨木霉(T2)、解淀粉芽孢桿菌等廣譜性微生物菌劑對辣椒豐產(chǎn)性能影響明顯，其中哈茨木霉(T2)可使辣椒單株產(chǎn)量增加55.76%，同時可提高果實品質(zhì)，有效調(diào)控土壤微生態(tài)平衡”相似。綜上所述，根部土壤經(jīng)微生物菌劑調(diào)控處理后可促進花芽提前分化，花期和果期提前，坐花坐果率提高，從而產(chǎn)量提高，這與程乾斗[17]等研究得出“施用微生物菌劑可有效提高百粒重增產(chǎn)25.62%～50.57%”的結果相似。果實的品質(zhì)方面，各微生物菌劑處理可使品質(zhì)指標枸杞多糖、甜菜堿、總黃酮分別顯著提高4.55%～25%、25.5%～43.67%、12.5%～58%，胡蘿卜素含量較對照顯著增加1.77～2.61倍，這與前人[17]研究結果“施用微生物菌劑可使枸杞多糖提高13.05%～71.04%，甜菜堿含量提高9.48%～51.86%，類胡蘿卜素含量提高13.05%～71.04%”基本一致，其中處理T1相較于其它處理提升效果最佳。對于本研究，土壤真菌細菌微生物多樣性與土壤環(huán)境因子的相關性還有待進一步深入研究分析，進而揭示微生物調(diào)控植株生長的機理，結合生產(chǎn)實際，有待形成一套完整、全面的在枸杞生產(chǎn)中微生物菌劑調(diào)控土壤環(huán)境的措施。

4 結 論

培元(T1)，哈茨木霉(T2)和根無憂(T3)3種不同微生物菌劑調(diào)控土壤對枸杞生長發(fā)育、葉綠素含量及果實的產(chǎn)量品質(zhì)均有積極的促進作用，使枸杞幼苗的成活率和發(fā)根量分別顯著提高，提高枸杞植株發(fā)枝量、枝條生長量和SPAD值；同時可提高成花坐果率及產(chǎn)量；可使果實內(nèi)含物含量顯著提高，顯著改善果實品質(zhì)；綜合評價得出哈茨木霉(T2)對生長發(fā)育、產(chǎn)量及經(jīng)濟效益最為顯著，培元(T1)對果實品質(zhì)的提升效果最佳，在今后生產(chǎn)中可供參考和推廣，可將培元和哈茨木霉菌配合施用，以達到提質(zhì)增產(chǎn)效果。綜上可得，根部土壤配施微生物菌劑可有效應用于枸杞作物，提高其經(jīng)濟產(chǎn)能，為枸杞的生長發(fā)育創(chuàng)造良好的環(huán)境，為高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)打下堅實基礎，對枸杞產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展提供一定的理論參考。