竹纖維高分子菌肥對軟籽石榴產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

于嘉欣，龍文聰，肖析蒙，成思軒，楊 壯，何明珠，楊瑤君*

（1.西華大學(xué)，食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610039；2.樂山師范學(xué)院，竹類病蟲防控與資源開發(fā)四川省重點實驗室，四川 樂山 614000；3.四川省龍日種畜場，四川 紅原 624400）

四川省會理縣擁有非常適宜石榴生長的氣候和光熱資源，但是季節(jié)性干旱和土地沙化是限制石榴產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因子[1-2]，加之農(nóng)戶忽略了土壤養(yǎng)分的平衡及土地肥力的可持續(xù)發(fā)展[3]，導(dǎo)致水土流失、土壤生物多樣性降低、石榴產(chǎn)量受限、品質(zhì)不佳等多種問題[4]。如何改善土壤供水供肥能力，從而有效提高會理石榴的產(chǎn)量與品質(zhì)，一直是該區(qū)域石榴產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。

微生物肥通過提升土壤微生物含量影響土壤酶活性，具有改善土壤性質(zhì)、提高土壤肥力、增強(qiáng)植物生長的能力[5-6]，應(yīng)用于果樹[7-9]、蔬菜[10]等上有顯著抗病、增產(chǎn)[11]的效果，近年來已廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但有研究表明，微生物肥的施用很大程度上受到環(huán)境的影響[12]，如何維持微生物肥施入土壤中的有效活菌數(shù)是保障其發(fā)揮效果的關(guān)鍵[13]，而會理地區(qū)的季節(jié)性干旱嚴(yán)重制約土壤微生物的繁殖與生長。竹纖維高分子菌肥是一種集保水、增肥、促根為一體的新型微生物肥料，前期的研究表明，它能使柑橘土壤層含水量增加39.1%、大蒜根重增加158.9%、番茄增產(chǎn)167%[14-15]，但目前尚無其在石榴上成熟應(yīng)用的報道。

本文通過田間對比試驗，主要探討以下2個問題：（1）竹纖維高分子菌肥處理對石榴果園土壤養(yǎng)分及微生物的影響；（2）竹纖維高分子菌肥處理對軟籽石榴產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期為竹纖維高分子菌肥在會理地區(qū)軟籽石榴上的科學(xué)施用及提質(zhì)增效提供理論依據(jù)和科學(xué)技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗在四川省涼山彝族自治州會理縣軟籽石榴果園進(jìn)行。石榴樹齡6～8年，樹勢中庸，南北行，株行距2 m×4 m，匍匐栽培；土壤為壤質(zhì)土，肥力偏低，有機(jī)質(zhì)11.94 g/kg，堿解氮55.11 mg/kg，有效磷31.92 mg/kg，速效鉀41.25 mg/kg；供試品種為突尼斯軟籽石榴。供試復(fù)合肥（N-P2O5-K2O）總養(yǎng)分≥54%，由深圳市芭田工程股份有限公司提供；有機(jī)肥為酒糟有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)含量＞78.6%，由四川鑫鑫驕揚生物科技有限公司提供；微生物肥為一種能自動反復(fù)吸水釋放的竹纖維高分子微生物肥，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)≥5×108/g，保水＞50倍，有機(jī)質(zhì)≥60%，由竹類病蟲防控與資源開發(fā)四川省重點實驗室提供。

1.2 試驗設(shè)計

試驗選擇地力均勻，樹齡、樹勢相當(dāng)?shù)氖翊筇镞M(jìn)行，采用常規(guī)施肥與竹纖維高分子菌肥套餐施肥2個處理，分別為：常規(guī)施肥處理（有機(jī)肥4800 kg/hm2，復(fù)合肥900 kg/hm2）；竹纖維高分子菌肥處理（菌肥120 kg/hm2，有機(jī)肥2400 kg/hm2，復(fù)合肥450 kg/hm2）；有機(jī)肥與竹纖維高分子菌肥作基肥于2020年4月中下旬開花前開條溝施入，復(fù)合肥分別在石榴開花前期、果實膨大前期、果實膨大后期分3次撒施；每處理80株，重復(fù)3次，大區(qū)面積640 m2，所有處理在同一天完成。2020年8月30日石榴成熟期，于試驗大區(qū)采用蛇形取點法8點采集5～20 cm耕層土壤，取回土壤后一部分存于-4℃冰箱，一部分去除土壤中的可見動植物殘體及石塊等自然風(fēng)干，過0.425 mm篩后混合備用；每個處理組選取健壯、長勢一致的石榴樹8株，每株東、南、西、北4個方位隨機(jī)采果色均勻、無機(jī)械損傷、無病蟲害的完全成熟果實4個，果實采摘當(dāng)天立即貯藏于4℃的冷庫。

1.3 檢測方法

土壤細(xì)菌、放線菌和真菌分別采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、改良高氏一號培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基，平板稀釋涂布法計數(shù)；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法測定，堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測定，有效磷采用碳酸氫鈉浸提、鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用原子吸收分光光度計測定；石榴果實洗凈晾干后，用不銹鋼水果刀將果實分成兩半，剝?nèi)∈褡蚜?，力度適中，以不損傷籽粒為宜，取其中一部分石榴籽粒測定百粒重與含水量，其余石榴籽儲于-20℃冰箱保存，用于測定果實相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)。采用手持式折光儀測定可溶性固形物含量；采用苯酚硫酸法測定可溶性糖含量；采用3，5-二硝基水楊酸法測定還原糖含量；采用鉬藍(lán)比色法測定Vc含量；采用NaOH滴定法測定可滴定酸含量。

石榴籽粒含水量（%）=（果實鮮重-烘干恒重）/果實鮮重×100

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016、SPSS 23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與方差分析，表中數(shù)據(jù)均以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 竹纖維高分子菌肥處理對石榴土壤養(yǎng)分與微生物的影響

由表1可以看出，與常規(guī)施肥相比，竹纖維高分子菌肥處理下石榴土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀與有機(jī)質(zhì)含量均有一定的增加，增幅分別為67.27%、25.98%、41.54%與20.08%，且組間差異顯著（P＜0.05）；在土壤微生物含量影響方面，竹纖維高分子菌肥處理下土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量均顯著高于常規(guī)施肥組，其中細(xì)菌含量達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。試驗結(jié)果表明，通過施用竹纖維高分子菌肥，不僅可以增加石榴果園土壤中微生物含量，而且其中含有的大量解磷、解鉀、固氮作用的微生物開始參與土壤活性調(diào)控，從而改善土壤微生物活性，提升土壤速效養(yǎng)分與肥力，土壤性質(zhì)得到了明顯改善。

表1 竹纖維高分子菌肥處理下石榴土壤養(yǎng)分與微生物的變化

2.2 竹纖維高分子菌肥處理對石榴果實外觀及產(chǎn)量的影響

果實外觀品質(zhì)關(guān)系著果實的商品率及經(jīng)濟(jì)效益[16]。竹纖維高分子菌肥處理的石榴表皮光亮，色澤鮮艷且著色較均勻（圖2，圖3B），籽粒深紅（圖3D），與常規(guī)施肥相比，有著更好的品相。觀察兩種施肥處理下的石榴外觀與籽?？梢钥闯?，竹纖維高分子菌肥處理下的突尼斯軟籽石榴外觀品質(zhì)更佳，商品率更高。

圖2 菌肥處理組

圖3 竹纖維高分子菌肥處理下石榴果實的外觀品質(zhì)

圖1 常規(guī)施肥組

由表2可以看出，常規(guī)施肥與菌肥處理后的石榴果實單果重分別為409.16和406.90 g，組間差異不顯著，但菌肥處理后的單株結(jié)果量較常規(guī)施肥相比顯著提升了29.44%（P＜0.05）；兩種施肥處理下，石榴樹單株產(chǎn)量分別為31.25、40.23 kg，總產(chǎn)量分別為38.78、48.23 t/hm2，且組間差異顯著（P＜0.05），株產(chǎn)量與總產(chǎn)量分別增加了24.37%和28.74%。結(jié)果表明，竹纖維高分子菌肥處理對軟籽石榴單果重影響不明顯，但果實大小較常規(guī)施肥相比更均勻，且可有效提高軟籽石榴的座果率與單株結(jié)果數(shù)，從而提高產(chǎn)量。

表2 竹纖維高分子菌肥處理下石榴產(chǎn)量的變化

2.3 竹纖維高分子菌肥處理對石榴果實品質(zhì)的影響

石榴籽粒是果實的主要可食部分，其可食率、百粒重、含水率影響著果實的品質(zhì)，可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、Vc含量等指標(biāo)則很大程度上影響著石榴果實的口感與風(fēng)味[17]。如表3所示，竹纖維高分子菌肥處理后的石榴果實可食率、百粒重和含水率分別較常規(guī)施肥增加了9.63%、20.93%和4.82%，說明處理后的石榴果皮更薄，可食用部分更多，出汁率也更高；而其可溶性固形物、還原性糖、Vc含量、糖酸比、固酸比則分別提高了7.38%、10.77%、26.37%、68.85%、70.36%，處理組均顯著高于常規(guī)施肥（P＜0.05）；可滴定酸與可溶性糖含量的組間差異不顯著。試驗數(shù)據(jù)表明，竹纖維高分子菌肥處理比常規(guī)施肥更能顯著提高石榴的總糖、可溶性固形物與Vc的含量，降低可滴定酸含量，從而提高其糖酸比、固酸比，改善軟籽石榴的風(fēng)味和品質(zhì)。

表3 竹纖維高分子菌肥處理下石榴果實品質(zhì)的變化

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，竹纖維高分子菌肥處理下，石榴果樹土壤中微生物數(shù)量出現(xiàn)顯著增加，其中細(xì)菌占比最大，這與姬延偉[18]研究生物菌肥對梨樹土壤及酶活影響的結(jié)果相符；與常規(guī)施肥相比，竹纖維高分子菌肥處理組土壤中大量微生物的代謝活動加速了土壤有機(jī)質(zhì)礦化分解，且土壤微生物代謝活動旺盛還有利于氮素的生物固定和磷素活化[19]，菌肥中含有大量的棕色固氮菌等對土壤中氮元素的提高也有一定的促進(jìn)作用，所以土壤中速效養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)含量有所提升，這與褚長彬等[20]研究結(jié)果一致。本試驗結(jié)果表明，竹纖維高分子菌肥處理后石榴果實株結(jié)果數(shù)較常規(guī)施肥提高了29.44%，促進(jìn)了軟籽石榴增產(chǎn)；果實大小較常規(guī)施肥更均勻，果實著色率也更高，外觀品質(zhì)更佳；竹纖維高分子菌肥處理還提高了石榴果實中還原性糖、可溶性糖和可溶性固形物含量，而兩組的可滴定酸含量都很低，這與劉春陽[21]的研究結(jié)果相同；而有研究指出，微生物肥可提高植株相關(guān)酶系的活性，進(jìn)而促進(jìn)果實中Vc含量的增加[22]，竹纖維高分子菌肥處理后的石榴果實Vc含量顯著高于常規(guī)施肥，這與柳驍桐等[23]、王凌云等[24]研究結(jié)果相同。

本研究結(jié)果與現(xiàn)有的微生物肥配施化肥、有機(jī)肥結(jié)果相比有所不同。庫永麗等[25]研究表明，施用微生物肥料對土壤細(xì)菌、放線菌數(shù)量有所改善，但降低了真菌數(shù)量；本試驗中，常規(guī)施肥與竹纖維高分子菌肥處理酒糟生物有機(jī)肥采用的“根際促生菌+生防真菌”復(fù)合菌種能夠提高土壤中有益真菌的數(shù)量，且竹纖維高分子菌肥中含有高吸水性的多糖物質(zhì)能提供高濕度環(huán)境和碳源，維持根系環(huán)境的相對穩(wěn)定，促進(jìn)有益微生物快速繁殖成為優(yōu)勢菌群，所以竹纖維高分子菌肥處理較常規(guī)施肥土壤真菌數(shù)量顯著上升，其中可能含有部分對分解有機(jī)質(zhì)有促進(jìn)作用的有益真菌[26]，這也能解釋竹纖維高分子菌肥處理有機(jī)質(zhì)含量較高的原因，但其豐度與多樣性還需進(jìn)一步試驗驗證；而殷碧秋等[27]研究發(fā)現(xiàn)微生物菌劑配施75%化肥追肥量的辣椒產(chǎn)量品質(zhì)最佳，本研究表明，竹纖維高分子菌肥配施50%復(fù)合肥追肥的產(chǎn)量與品質(zhì)較常規(guī)施肥顯著提升，效果更好。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將竹纖維高分子菌肥與化肥、有機(jī)肥復(fù)配施用是可行的，可顯著減少化學(xué)肥料和有機(jī)肥的用量，同時具有提高土壤微生物和速效養(yǎng)分的作用，既可增產(chǎn)增效，又省工省時省肥，應(yīng)用前景廣闊。

綜上所述，竹纖維高分子菌肥處理能夠顯著促進(jìn)石榴果園中土壤微生物的含量，提升土壤生物活性與肥力，從而提升土壤中堿解氮、有效磷、速效鉀等速效養(yǎng)分與有機(jī)質(zhì)的含量，促進(jìn)植株生長，對軟籽石榴可食率、百粒重、含水率及產(chǎn)量也有顯著的促進(jìn)作用；對果實中總糖、可溶性固形物及Vc的含量有著積極的提升作用，可改善軟籽石榴口感與風(fēng)味。竹纖維高分子菌肥在會理地區(qū)軟籽石榴上的應(yīng)用表明，其擁有能改善季節(jié)性干旱地區(qū)土壤供水供肥的能力，在實際生產(chǎn)中具有重要的指導(dǎo)與應(yīng)用價值。