3種微生物菌劑對基質栽培草莓生長發(fā)育、果實產(chǎn)量品質和病害的影響

朱 麗， 殷 敏， 任榮榮， 姬振蒙， 孫傳文， 陳曉東， 趙密珍， 喬玉山

(1.江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所新洋試驗站，江蘇鹽城 224049；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室，江蘇南京 210014；3.南京農(nóng)業(yè)大學園藝學院，江蘇南京 210095； 4.江蘇省鹽城市鹽都區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江蘇鹽城 224000)

草莓(FragariaananassaDuch.)含有特殊的水果香氣和豐富的礦物質元素，是一種營養(yǎng)價值極高的水果。除鮮食外，還廣泛用于制作果汁、果酒、果醬和其他多種加工產(chǎn)品[1]，深受人們喜愛。而又因其生長周期短，經(jīng)濟價值高，逐漸成為栽培最多的小漿果，農(nóng)民通過對草莓進行設施栽培和觀光采摘，已達到了增收致富的效果[2]。

近年來，我國草莓種植廣泛，由于長期復種，土壤病害積累，植株生長羸弱，施肥施藥成為保障設施草莓產(chǎn)量的重要措施[3]。化肥的過度施用，也引起了土壤板結、結構混亂、肥力下降和環(huán)境污染等不良后果的發(fā)生，還進一步導致草莓果出現(xiàn)畸形、品質參差不齊以及商品性能降低等問題。為滿足人們生活水平日益提高后對果實高品質的追求，草莓的種植技術和相關的生理基礎研究也在不斷探索[4]。已有研究證明，枯草芽孢桿菌、木霉菌和寡雄腐霉菌對西紅柿青枯病[5]、棉花枯萎病[6]、黃瓜立枯病[7]以及辣椒疫病[8]等作物表現(xiàn)出良好的防病促生作用，有益微生物能降解根泌自毒物質含量，修復土壤微生物生態(tài)結構，減輕病害帶來的經(jīng)濟損失[9]。

同時微生物菌劑還能改善作物的產(chǎn)量和品質，通過有益微生物的施入，土壤中有機物質得以分解，植株根系通過吸收足夠的有機質來增加葉片葉綠素的形成，進一步增強了光合作用，從而積累較多的營養(yǎng)物質以使植株茁壯生長[10]。但目前生防菌劑對基質種植的草莓生長發(fā)育和果實產(chǎn)量品質的影響研究不多。本試驗對比了施用寧盾微生物菌劑(JN)、哈茨木霉菌(JH)、寡雄腐霉菌(JG)、代森錳鋅+多菌靈(YDD)和吡唑醚菌酯(YB)對草莓基質栽培植株長勢、鮮果產(chǎn)量品質和病害的影響，旨在探索適合草莓生長發(fā)育的試劑，為促進草莓鮮果生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗于江蘇省農(nóng)業(yè)科學院的雙層塑料連棟大棚中進行。供試草莓品種為寧玉，選大小一致、生長健壯的生產(chǎn)苗，由江蘇省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所提供。栽培基質為復合基質，購于江蘇興農(nóng)基質科技有限公司。

供試的微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑：寧盾微生物菌劑(A型)(南京農(nóng)大生物源農(nóng)藥創(chuàng)制有限公司)，有效成分：芽孢桿菌(活菌數(shù)≥20億個/mL)，劑型：液態(tài)；哈茨木霉菌(美國拜沃股份有限公司)，有效成分含量：3億CFU/g哈茨木霉菌，劑型：可濕性粉劑；寡雄腐霉菌(捷克生物制劑股份有限公司)，有效成分含量：100萬個孢子/g寡雄腐霉菌，劑型：可濕性粉劑；代森錳鋅(北京中保綠農(nóng)科技集團有限公司)，有效成分含量：80%，劑型：可濕性粉劑；多菌靈(鎮(zhèn)江建蘇農(nóng)藥化工有限公司)，有效成分含量：50%，劑型：可濕性粉劑；吡唑醚菌酯(德國巴斯夫股份公司)，有效成分含量：250 g/L，劑型：乳油。

1.2 試驗設計

2020年9月8日將寧玉草莓苗種植于高架壟中，肥水管理同常規(guī)。分別于9月16日、9月29日和10月20日進行菌劑和化學農(nóng)藥試劑的灌溉。6種處理方法如表1所示。每個處理種植30株，每10株重復1次，共重復3次。

表1 不同微生物菌劑與化學農(nóng)藥試劑的實施方法

2020年11月開始調查各處理的草莓物候期，2020年12月25日統(tǒng)計成活率，每個處理取樣本15株，每5株重復1次，測定植株表型性狀。隨后取果實樣品，果實成熟后即摘，采摘之前先進行果實表型性狀測定，采摘截止至2021年1月27日，所采樣品為草莓生長部位相同的果實，采集后立即放置 4 ℃ 冰盒，隨后轉移到-80 ℃冰箱備用。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 草莓物候期調查 參照《草莓種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》[11]進行草莓第1花序物候期調查。

1.3.2 植株、果實表型性狀測定 參照草莓簡易測定方法[12]測定植株株高、葉長、葉寬、冠徑；花序梗長：用直尺測量花序基部到頂部的長度，單位為cm。果實采摘從2020年12月25日至2021年1月27日所取得的第1花序的果實。果實縱莖：用游標卡尺測量果實基部到頂部的長度，單位為mm；果實橫徑：用游標卡尺分別測量果實中間寬邊和窄邊的大小，取2組數(shù)據(jù)的平均值，單位為mm；平均單果質量：第1花序果實成熟后的單個果實質量，單位為g；平均株產(chǎn)果數(shù)：第1花序果實成熟后的每株產(chǎn)出果實數(shù)量，單位為個；果面光澤：果實表面顏色的亮度，分為弱、中和強等3個級別；果面顏色：果實成熟時果面的顏色，分為白、橙紅、紅、深紅和紫紅等5個級別[11]。

1.3.3 果實品質的測定 可溶性固形物用袖珍數(shù)字式阿貝折射儀(型號：ATAGO PAL-1，日本)測定；硬度用手持式硬度計(型號：FHM-1)測定：果實硬度P=N/S，單位為kg/cm2(其中N為測力彈簧壓在果實面上的力，單位為kg；S為果實測量的受力面積，單位為cm2)；可溶性糖含量用蒽酮比色法測定，采用上海索萊寶生物科技有限公司的檢測試劑盒測定(貨號為：BC0035)；維生素C含量采用磷鉬酸微板法測定，采用上海源葉生物科技有限公司檢測試劑盒測定(貨號為：R22194)。

1.3.4 果實抗氧化物的測定 總酚含量、類黃酮含量、過氧化氫酶活性(CAT)、植物原花青素(OPC)含量均采用上海索萊寶生物科技有限公司的檢測試劑盒測定(貨號分別為BC1340、BC1330、BC0205、BC1355)，總抗氧化能力(T-AOC)采用南京建成生物工程研究所的檢測試劑盒測定(貨號為：A015-3-1)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

用Excel 2016軟件整理數(shù)據(jù)和作圖，使用SPSS 21.0軟件對相關數(shù)據(jù)進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓物候期的影響

在調查草莓物候期時發(fā)現(xiàn)(表2)，JN和JH處理后的草莓在顯蕾期至盛花期，以及轉至果實始熟期的各個階段均早于CK和其他化學農(nóng)藥試劑處理，其中JN處理比對照提前3 d進入白果期，比YDD和YB處理分別提前了9、4 d，白果期的提前為成熟期奠定了基礎，因此JN和JH處理的草莓成熟期均早于其他處理。而JG處理的草莓果實生長周期僅次于JH處理，在轉色成熟階段時間間期短于CK和YDD處理，果實成熟較快，表現(xiàn)較佳。通過調查得知，3種微生物菌劑處理對草莓果實成熟均有促進作用，對果實提前上市搶占市場具有重要意義。

表2 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑處理的草莓物候期

2.2 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓植株生長和病害的影響

從測量的植株表型性狀(圖1)中得出，3種菌劑處理后的草莓苗幾項生長指標均顯著高于CK和化學農(nóng)藥試劑處理，JG處理的草莓植株在葉長、葉寬和株高等性狀上分別較CK顯著提高17.71%、32.88%、37.51%，比YDD處理顯著增加30.19%、23.32%、37.51%，JG與CK、YDD處理之間的葉長、葉寬和株高均表現(xiàn)顯著差異；同時，還發(fā)現(xiàn)JH處理的草莓葉片數(shù)和冠徑與CK相比顯著提高38.44%、30.81%，葉片數(shù)比YDD處理顯著增加50.00%，株高和冠徑也顯著高于YDD處理30.44%和31.44%，有增長促進作用；JN處理的植株莖葉生長勢僅次于其上2組菌劑處理，但3組菌劑處理之間差異不明顯。除此之外，測定的花序數(shù)中，JN處理在3組菌劑處理中表現(xiàn)最佳，并且數(shù)量也較CK、YDD和YB處理分別顯著提高27.75%、80.35%、35.30%，在花序梗長上也分別提高了24.37%、62.42%、17.12%，花序生長表現(xiàn)優(yōu)勢。

而草莓在種植過程中也發(fā)生了較多病害，前期多以炭疽病、根腐病以及枯萎病居多，后期果實成熟后多以白粉病和灰霉病居多，比較CK和化學農(nóng)藥試劑處理，微生物菌劑處理后的植株發(fā)病率明顯降低，尤其JN處理較CK和化學農(nóng)藥試劑處理下降了40.01%～62.50%，根腐病和枯萎病發(fā)生較少，后期白粉病和灰霉病也相對出現(xiàn)較少，體現(xiàn)出了較強的和持續(xù)的防病效果。

2.3 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓第1花序果實產(chǎn)量的影響

受冬季低溫影響，所有處理的第1花序果實產(chǎn)量表現(xiàn)不佳，但與CK相比，微生物菌劑的使用對鮮果產(chǎn)量也產(chǎn)生了一定影響。由表3可知，測定的草莓第1花序的果實產(chǎn)量中，平均單果質量、平均株產(chǎn)果數(shù)和最大果質量以3種菌劑為佳，其中以JN處理的草莓平均株產(chǎn)果數(shù)最多，比CK和化學農(nóng)藥試劑處理增加1.22～9.00倍，數(shù)量表現(xiàn)較優(yōu)，而且最大果質量是CK、YDD和YB處理的1.09、1.85、1.10倍。此外JN處理的平均單果質量也較對照和YDD處理提高3.47%、1.41%，但無較大差別。而JG處理的平均單果質量則表現(xiàn)最佳，較CK和化學農(nóng)藥試劑處理提高了8.45%～35.17%，也比JN和JH處理高30.64%、13.57%，果實平均長勢較大，但其平均株產(chǎn)果數(shù)和最大果質量不及其他2種菌劑處理。

表3 不同微生物菌劑和藥劑對草莓第1花序果實產(chǎn)量的影響

2.4 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓果實大小和色澤的影響

對于草莓的果實大小和色澤進行分析可知，JG處理的草莓果實長勢較好，果實縱徑和橫徑較CK顯著提高15.71%、10.31%，比YDD顯著提高37.76%、22.83%。JG處理的果面光澤較強，果色以紅色居多，但畸形果較多，美觀性較差，會使得果面受光不均勻，造成口感不佳。其次是JH處理的果實，大小與JG處理的相近，色澤也較好。而JN處理的草莓果實縱橫徑相比較其他2組微生物菌劑處理均差異不顯著，但比CK和化學農(nóng)藥試劑增大了3.53%～26.48%，畸形果率最低，果型表現(xiàn)為形態(tài)較好的圓錐形，果面光澤和顏色也以強和紅色較多，且深紅色果面較其他處理有所增加，觀賞性好(表4)。

表4 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓果實大小和色澤的影響

2.5 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓果實品質和抗氧化能力的影響

在測定的果實品質和抗氧化相關指標中發(fā)現(xiàn)，不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓果實品質的影響具有一定差異。由表5可知，3種菌劑均可提高果實品質，其中JN處理的草莓可溶性固形物含量比CK和YB處理高8.36%、2.54%，也較JH和JG處理有所提高，但JN與這4種處理之間均無顯著差異；JN處理的草莓可溶性糖含量是CK和YDD的1.51、1.67倍(P<0.05)，JN與CK、YDD處理之間均達差異顯著水平；JN處理的草莓維生素C含量和硬度較對照也有所提高，品質表現(xiàn)較好。在測定的果實抗氧化物含量中(圖2)，5種試劑處理較對照也存在著一些變化，JN處理草莓果實的總酚含量、過氧化氫酶(CAT)活性、植物原花青素(OPC)含量和總抗氧化能力(T-AOC)在6種處理中均居于最高，JN處理的總酚含量較CK和YB處理顯著提高167.16%、80.81%，過氧化氫酶比其他處理顯著提高37.68%～529.45%，且植物原花青素含量也是CK和YDD處理的2.63、3.96倍，之間均有顯著差異變化，總抗氧化能力(T-AOC)也比CK、YDD和YB處理高31.75%、37.19%、31.75%。JN處理后果實的整體抗氧化能力表現(xiàn)優(yōu)異。

表5 不同微生物菌劑和化學農(nóng)藥試劑對草莓果實品質的影響

3 討論與結論

施加微生物菌劑對作物生長的有利作用突出，前人主要探究化學化學農(nóng)藥試劑對草莓土傳病害的防治效果[13-14]，本試驗著重探索了微生物菌劑對基質栽培的草莓生長發(fā)育和鮮果生產(chǎn)的影響。

從試驗結果得知，JN對草莓物候期與植株生長的影響明顯。JN處理的草莓進入顯蕾期時間早于其他處理，進入果實始熟期時間也稍快于CK和化學農(nóng)藥試劑處理，成熟較早有利于草莓前期產(chǎn)量的形成。在植株生長方面，JN處理的草莓在葉片、株高以及花序等性狀指標方面均表現(xiàn)較好。JN的主要成分為芽孢桿菌，有研究表明芽孢桿菌可產(chǎn)生多種有益酶類和B族維生素，對植株生長有利[15]。而且JN處理的草莓植株發(fā)病率也較CK和化學農(nóng)藥試劑處理明顯降低，芽孢桿菌能夠表現(xiàn)出較好的生防效果，已有較多研究報道[16]。

進入果期調查后發(fā)現(xiàn)，JN處理對草莓果實發(fā)育也起到一定的促進作用。施用JN后采摘的平均株產(chǎn)果數(shù)是CK和YDD處理的2.5～10倍，推測可能與JN中的有益菌相關，有益微生物既可作為病原菌的拮抗物種，又可分解有機物質進行營養(yǎng)補充。但所有處理的草莓產(chǎn)量不多，不及生產(chǎn)所需，推測是因為冬季塑料大棚溫度較低，無加溫措施，抑制了第1花序果的產(chǎn)量，后續(xù)試驗會在此方面進行改進。在果實大小方面，JN處理較對照和化學農(nóng)藥試劑也有所提高，畸形果率為最低，果面光澤和顏色也呈現(xiàn)較好形態(tài)。這一結果與前人在其他作物上的研究結果[17-18]相似，施用微生物菌劑改善了根系生態(tài)環(huán)境，利于根系營養(yǎng)吸收[19]，果實生長表現(xiàn)優(yōu)異。

在果實品質方面還發(fā)現(xiàn)，草莓果實中的可溶性固形物和維生素C含量隨著微生物菌劑的施用均呈上升趨勢，可溶性糖含量也較化學農(nóng)藥試劑處理有所增加，這與周艷孔等在草莓上的研究結果[10]相近，施加微生物菌劑可以達到提高果實品質的效果。在抗氧化能力中，JN處理的草莓果實中總酚含量、類黃酮含量、過氧化氫酶活性和植物原花青素含量均比CK和化學農(nóng)藥試劑高，其他2種菌劑處理后也表現(xiàn)良好。查閱文獻得知，酚類物質、原花青素和黃酮類化合物能通過調節(jié)細胞相關的氧化還原反應，有效抑制或清除活性氧自由基，發(fā)揮抗氧化作用[20]。由此可得，JN的施入也間接提高了果實抗氧化能力，作用明顯。

綜上所述，從不同試劑處理對草莓植株生長和果實質量的影響結果表明，微生物菌劑對草莓生長發(fā)育均有較好的改善促進作用，但3種菌劑在促進植株生長方面影響差異不大，而JN處理的草莓果實則表現(xiàn)更優(yōu)，在物候期抗氧化物含量以及果實品質方面較佳，與其他處理具有一定差異。由結論可得，有益菌劑施入基質后，植株生長狀態(tài)和果實品質都能得到有效提高。該試驗還有需要完善的地方，在后續(xù)的試驗中，可以對施用量的設置進行改良，以達到更好的應用效果。同時，生防菌劑活性易受環(huán)境影響，在施用上還需要注意規(guī)范操作，以便充分發(fā)揮其作用[21]。