酵素微生物套餐肥對(duì)桃園果實(shí)品質(zhì)及土壤微生態(tài)的影響

譚德星，魯雪利，蘇曉藝

（濰坊島本微生物技術(shù)研究所，山東濰坊 261041）

隨著人們消費(fèi)水平的提高，果樹品質(zhì)化栽培已成為國(guó)內(nèi)外果樹生產(chǎn)發(fā)展的重要趨勢(shì)，當(dāng)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也正在由高產(chǎn)向優(yōu)質(zhì)方向轉(zhuǎn)變，迫切需要養(yǎng)分全面且生態(tài)健康的綠色生物肥料，以減輕化肥、農(nóng)藥及激素性肥料對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)的破壞，提高肥料利用率、改善種植土壤微生態(tài)、提高水果的產(chǎn)量和品質(zhì)，發(fā)展酵素農(nóng)業(yè)。

“酵素農(nóng)業(yè)”2016 年首次在國(guó)內(nèi)提出，是一種充分利用特定微生物菌組及其代謝產(chǎn)物（統(tǒng)稱酵素），通過(guò)改良生長(zhǎng)環(huán)境并調(diào)動(dòng)和調(diào)節(jié)生物自身正常生理生化反應(yīng)，激發(fā)生物機(jī)體自然免疫力，以實(shí)現(xiàn)最大生產(chǎn)潛能和最佳質(zhì)量的一種生產(chǎn)方式和管理模式[1-2]。

‘龍峰桃’是山東省德州市武城縣西店村結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢(shì)發(fā)展的特色果樹之一，為早熟甜油桃新品系，結(jié)果早、產(chǎn)量高、營(yíng)養(yǎng)豐富、口感好、耐儲(chǔ)運(yùn)，深受種植者和消費(fèi)者的喜愛[3]。本研究旨在探索酵素微生物套餐肥對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)品質(zhì)及土壤微生態(tài)的影響，以期為武城縣特色果樹種植提供技術(shù)支持，為酵素微生物套餐肥的推廣及應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地在山東省武城縣‘龍峰桃’種植園，桃園總面積約18 hm2，其中露天面積約13 hm2，大棚面積約0.6 hm2，試驗(yàn)為露天種植區(qū)，面積約0.13 hm2，其余為示范區(qū)，試驗(yàn)區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量10.7 g/kg，全氮129 mg/kg，速效磷86.3 mg/kg，速效鉀為147.4 mg/kg，pH 7.56。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料選擇‘龍峰桃’，樹齡為4 年。

酵素微生物套餐肥（基施島本酵素?cái)U(kuò)繁菌肥+沖施島本酵素菌根菌+葉噴島本1 號(hào)），產(chǎn)品由濰坊市華濱生物科技有限公司生產(chǎn)，其中島本酵素?cái)U(kuò)繁菌肥中有效活菌數(shù)≥2 億/g、有機(jī)物≥65%、植物蛋白≥20%、寡聚糖≥5%，島本酵素菌根菌為復(fù)合微生物菌劑，有益活菌≥2 億/mL，島本1 號(hào)為復(fù)合微生物菌劑，有益活菌≥2億/mL，雞糞發(fā)酵糞肥、商品復(fù)合肥（N+P+K≥40%）、水溶肥（20-20-20）及磷酸二氫鉀等傳統(tǒng)常規(guī)肥料。

1.3 試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)于2019 年3 月—2020 年9 月進(jìn)行，共兩個(gè)處理（實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組），不設(shè)重復(fù)。

試驗(yàn)組：基肥為每667 m2施入擴(kuò)大菌發(fā)酵秸稈有機(jī)肥1 000 kg+島本酵素?cái)U(kuò)繁菌肥100 kg，追肥每次施入島本酵素?cái)U(kuò)繁菌肥5～10 kg/棵+沖施島本酵素菌根菌5 kg/667 m2，葉面噴施“島本1 號(hào)”500 倍液2 L。

對(duì)照組：每667 m2基施雞糞發(fā)酵肥4 000～5 000 kg、商品復(fù)合肥80～100 kg，追肥每667 m2沖施水溶肥80～100 kg，以磷酸二氫鉀為葉面肥噴施，用量為500 g。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.4.1 ‘龍峰桃’果實(shí)品質(zhì)

在‘龍峰桃’成熟期，兩個(gè)處理隨機(jī)采摘16 個(gè)果實(shí)，送農(nóng)業(yè)部外檢，進(jìn)行果實(shí)感官、品質(zhì)營(yíng)養(yǎng)（可溶性固形物、可溶性糖、固酸比、糖酸比、總酸、維生素C、果膠、鉀、磷、鎂、鈣含量）、衛(wèi)生安全（有害重金屬砷、鉛、鉻、鎘，敵敵畏、樂(lè)果、溴氰菊酯含量）等指標(biāo)的測(cè)定。

1.4.2 土壤肥力檢測(cè)

在‘龍峰桃’成熟采收前，隨機(jī)選定10 棵樹，在距離樹干30 cm 處用土壤取樣器采集0～20 cm 深處土樣，快速裝入樣品袋中，檢測(cè)土壤微生物總量、有機(jī)質(zhì)、總氮、速效磷、速效鉀、pH 值和鹽分含量。土壤微生物總量采用稀釋平板法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀法，總氮采用凱氏定氮法，速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法，pH 采用電導(dǎo)儀法，含鹽量采用烘干殘?jiān)╗4-5]測(cè)定。

1.4.3 土壤微生物菌落檢測(cè)

土壤微生物細(xì)菌、真菌、放線菌菌群數(shù)量的測(cè)定采用稀釋平板法進(jìn)行測(cè)定。

1.4.4 土壤微生物群落功能多樣性檢測(cè)

在本試驗(yàn)中，土壤微生物群落功能多樣性采用Biolog-Eco 板進(jìn)行測(cè)定[6]。其中，Shannon 指數(shù)（H）反映土壤中微生物群落豐富度，H值越大表示土壤中微生物群落越豐富；Simpson 指數(shù)（1/D）表征土壤中微生物群落優(yōu)勢(shì)度，指數(shù)越高，指示土壤群落多樣性越好；McIntosh 指數(shù)（U）是評(píng)估土壤中微生物群落均勻度的一個(gè)指數(shù)。稱取新鮮土樣10 g 加入到90 mL 無(wú)菌生理鹽水中，200 r/min 搖床震蕩30 min，逐步稀釋到10-3，將稀釋液標(biāo)記接種到測(cè)試板（ECO）中，接種量150 μL，并將測(cè)試板置于30 ℃下培養(yǎng)10 d，每隔24 h 用Biolog 自動(dòng)讀取裝置在590 nm 下數(shù)值，計(jì)算AWCD平均顏色變化率、Shannon 香濃指數(shù)（H）、Simpson 指數(shù)（1/D）、McIntosh 指數(shù)（U）、McIntosh 均勻度（E），計(jì)算公式見式（1）～（6）。

式中，C為試驗(yàn)組培養(yǎng)基孔吸光值；R為對(duì)照孔吸光值；n為培養(yǎng)基孔數(shù)；Pi為第i孔的相對(duì)吸光值與所有反應(yīng)孔相對(duì)吸光值總和的比值；ni為第i孔的相對(duì)吸光值（C-R）；N為所有反應(yīng)孔相對(duì)吸光值的總和。

1.5 數(shù)據(jù)處理分析

采用Microsoft Excel 2003 和SPSS 17.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵素微生物套餐肥對(duì)‘龍峰桃’品質(zhì)的影響

2.1.1 酵素微生物套餐肥對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)感官的影響

表1 為不同處理對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)感官的影響。由表知，與對(duì)照組相比，采用酵素微生物套餐肥生產(chǎn)的‘龍峰桃’果實(shí)感官更佳，單果質(zhì)量、果實(shí)橫徑、含水量、果實(shí)硬度較對(duì)照組分別提高21.6%、7.5%、4.5%、13.9%，口感更佳。

表1 不同試驗(yàn)處理對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)感官的影響Table 1 Effects of different experimental treatments on the sensory of ‘Longfeng peach’ fruit

2.1.2 酵素微生物套餐肥對(duì)‘龍峰桃’營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

表2 為不同處理對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。由表知，與對(duì)照組相比，采用酵素微生物套餐肥生產(chǎn)的‘龍峰桃’營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)更優(yōu)，可溶性固形物含量、可溶性糖含量分別提高26.8%、8.7%，總酸降低5.9%，固酸比、糖酸比分別提高34.8%、15.8%，口感更好；維生素C、果膠、鉀、磷、鎂、鈣含量分別提高41.3%、11.8%、12.2%、18.6%、10.0%，營(yíng)養(yǎng)更豐富、風(fēng)味更佳。

表2 不同試驗(yàn)處理對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different experimental treatments on nutritional quality of ‘Longfeng peach’ fruit

2.1.3 酵素微生物套餐肥對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)安全性的影響

表3 為不同處理對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)安全性的影響。由表可知，與對(duì)照組相比，采用酵素微生物套餐肥生產(chǎn)的‘龍峰桃’重金屬鉻含量降低，農(nóng)殘含量均在限量以下，食用更健康。

表3 不同試驗(yàn)處理對(duì)‘龍峰桃’果實(shí)安全的影響Table 3 Effects of different test treatments on health and safety of ‘Longfeng peach’ fruit

2.2 酵素微生物套餐肥對(duì)土壤微生態(tài)的影響

2.2.1 酵素微生物套餐肥對(duì)土壤肥力的影響

土壤是作物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，土壤的肥力直接決定了作物的生長(zhǎng)發(fā)育，影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。表4 為不同施肥處理對(duì)桃園土壤肥力的影響。由表知，與對(duì)照組相比，采用酵素微生物套餐肥處理的土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀含量分別提高129%、9.6%、38.3%、54%，可見，酵素微生物套餐肥的處理顯著提高了土壤養(yǎng)分，改良了土壤，但整體來(lái)看，有機(jī)質(zhì)含量還是偏低，仍需要繼續(xù)增施有機(jī)肥進(jìn)行調(diào)理。

表4 不同試驗(yàn)處理對(duì)土壤肥力的影響Table 4 Effect of different test treatments on soil fertility

2.2.2 酵素微生物套餐肥對(duì)土壤微生物組成和數(shù)量的影響

土壤微生物是土壤中不可或缺的重要組成部分，也是土壤生命的重要“調(diào)控者”，對(duì)作物的健康生長(zhǎng)有重要作用[8]。表5 為不同試驗(yàn)處理對(duì)土壤微生物組成和數(shù)量的影響。由表5 知，土壤微生物組成中細(xì)菌數(shù)量＞放線菌數(shù)量＞真菌數(shù)量，與對(duì)照組相比，采用酵素微生物套餐肥土壤總體活菌數(shù)量提高61.1%，其中細(xì)菌數(shù)量提高61.9%，放線菌提高39.3%，真菌數(shù)量降低1.48%。

表5 不同試驗(yàn)處理對(duì)土壤微生物組成和數(shù)量的影響Table 5 Effects of different test treatments on soil microbial composition and quantity

2.2.3 酵素微生物套餐肥對(duì)土壤微生物群落代謝活性的影響

平均顏色變化率（AWCD）是表征土壤微生物代謝活性的重要指標(biāo)，AWCD越大，表明土壤微生物活性越高[9-11]。圖1 為不同試驗(yàn)處理AWCD值隨培養(yǎng)時(shí)間的變化趨勢(shì)。由圖可知，各處理隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，AWCD值均先升高后趨于穩(wěn)定，拐點(diǎn)為72 h，后期用72 h 的吸光值進(jìn)行土壤微生物群落多樣性分析。不同處理間比較得出，采用酵素微生物套餐肥處理組的AWCD值高于對(duì)照組。由此可見，采用酵素微生物套餐肥能顯著提高土壤根際微生物群落代謝活性。

圖1 不同試驗(yàn)處理AWCD 值隨培養(yǎng)時(shí)間的變化Fig.1 Change of AWCD with culture time in different experimental treatments

2.2.4 酵素微生物套餐肥對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響

表6 顯示了不同試驗(yàn)處理對(duì)土壤微生物群落的影響。由表知，采用酵素微生物套餐肥處理后土壤的Shannon 指數(shù)、Simpson 指數(shù)、McIntosh 指數(shù)均高于對(duì)照組，表明施用酵素微生物套餐可增加土壤微生物群落的多樣性和豐度。

表6 不同試驗(yàn)處理對(duì)土壤微生物群落多樣性的影響Table 6 Effects of different experimental treatments on soil microbial community diversity

3 討論與結(jié)論

‘龍峰桃’是德州當(dāng)?shù)靥厣N植作物之一，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本研究根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤條件及施肥習(xí)慣，采用酵素菌技術(shù)分析了酵素微生物套餐肥對(duì)土壤微生態(tài)環(huán)境及‘龍峰桃’果實(shí)品質(zhì)的影響。

微生物可促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)，維持土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定[12]，因此，建立良好的土壤微生態(tài)是改善提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)。本研究通過(guò)對(duì)土壤養(yǎng)分、菌群結(jié)構(gòu)進(jìn)行的檢測(cè)，并采用Biolog-Eco 板測(cè)定土壤微生物群落的代謝活性及代謝多樣性，結(jié)果表明施用酵素微生物套餐肥較常規(guī)施肥，土壤有機(jī)質(zhì)、銨態(tài)氮、速效磷、速效鉀等含量均得到提高，AWCD值、Shannon 指數(shù)及McIntosh 指數(shù)均顯著增強(qiáng)，土壤微生物群落多樣性及代謝活性增強(qiáng)，土壤生態(tài)環(huán)境得到優(yōu)化。

微生物肥料能有效改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，提高作物蛋白質(zhì)、糖分、維生素、氨基酸等有益成分含量，使果實(shí)增大、色澤靚麗，還可以減少硝酸鹽含量，提高農(nóng)產(chǎn)品安全性[13-15]。本試驗(yàn)結(jié)果表明采用酵素微生物套餐肥可改善‘龍峰桃’口感，增加可溶性固形物、可溶性糖、維生素C、果膠等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，降低有害重金屬含量及農(nóng)藥殘留，使果實(shí)更健康，從葉面、土壤、根系方面著手改善作物生長(zhǎng)微生態(tài)，減少化肥農(nóng)藥投入，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，最終達(dá)到沃土、根深、葉茂、果優(yōu)的效果，是一套切實(shí)可行的適合果蔬健康生態(tài)生長(zhǎng)的落地方案[15]。