不同生育期施用微生物菌劑對設(shè)施番茄生產(chǎn)和土壤養(yǎng)分的影響

馬 理，劉文菊

（1.永清縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，河北 廊坊 065600；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071000）

設(shè)施番茄是設(shè)施蔬菜中種植面積較大的蔬菜之一，隨著人民生活水平的提高，特別是口感型番茄，作為水果食用，要求適口性和內(nèi)在質(zhì)量不斷提高，銷售價格也一路高升，最高達(dá)到30～40元/kg，種植口感型番茄較普通型番茄效益高出2～3倍，口感型番茄種植面積不斷擴(kuò)大。為保證品質(zhì)，口感型番茄種植要求增施有機(jī)肥料，減施化學(xué)肥料。在設(shè)施番茄主栽地區(qū)，設(shè)施棚齡長、經(jīng)驗(yàn)豐富的農(nóng)戶，通過增施微生物菌劑，可以有效解決設(shè)施土壤鹽漬化、連作障礙等問題，實(shí)現(xiàn)品質(zhì)和產(chǎn)量雙提升。微生物菌劑是一種新型肥料，可以豐富土壤微生物數(shù)量、種類和活性[1]，有固氮、解磷、解鉀的作用[2]，可以促進(jìn)植株生長發(fā)育，改善作物產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。本研究通過比較在設(shè)施番茄不同的生育期內(nèi)施用微生物菌劑的效果，以期明確不同微生物菌劑及其組合的應(yīng)用效果，為微生物菌劑在設(shè)施番茄上的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試番茄品種為普羅旺斯，采購于永清縣興晟農(nóng)業(yè)服務(wù)有限公司振興育苗基地。

供試微生物菌劑是由河北閏沃生物技術(shù)有限公司提供的顆粒微生物菌劑和液態(tài)微生物菌劑，其中顆粒微生物菌劑（有效菌種為巨大芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌，有效活菌數(shù)＞1.0億cfu/g，含N 0.3～0.5 g/kg、P2O51.4～1.7 g/kg、K2O 1.8～2.1 g/kg）；液態(tài)微生物菌劑（有效菌種為巨大芽孢桿菌、膠凍樣類芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥2.0億cfu/mL，含N 0.1～0.3 g/kg、P2O50.6～0.9 g/kg、K2O 0.8～1.1 g/kg）。

供試土壤含硝態(tài)氮25.41 mg/k g、銨態(tài)氮4.36 mg/kg、速效磷124.37 mg/kg、速效鉀474.00 mg/kg，pH值7.62，前茬作物為黃瓜。

1.2 試驗(yàn)時間與地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020年3月—2021年8月在河北省廊坊市永清縣大青垡村（3 9°2 1'3 8.3 2"N，116°26'33.22"E）進(jìn)行。該地區(qū)海拔18.11 m，溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫11.5 ℃，1月份最冷，月均溫度-5.4 ℃，7月份最熱，月均溫度26.2 ℃，年均降水量508.12 mm，降水季節(jié)分布不均，多集中于6—8月份。永清縣共有土地面積大約780 km2，其中沙質(zhì)土占比20%、砂質(zhì)壤土占比43%、壤質(zhì)土占比36.0%、黏質(zhì)土含量最低，僅1.5%[4]。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計

根據(jù)設(shè)施番茄的生育期，試驗(yàn)共設(shè)6個處理，每個處理3次重復(fù)，隨機(jī)排列。小區(qū)面積為57.6 m2，該試驗(yàn)點(diǎn)常規(guī)化肥用量為N 375 kg/hm2、P2O5225 kg/hm2、K2O 535 kg/hm2，有機(jī)肥（腐熟雞糞）用量為N 224 kg/hm2、P2O5173 kg/hm2、K2O 302 kg/hm2，所有處理除微生物菌劑的施用時期不同外，其他田間管理措施都按照當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)習(xí)慣管理模式進(jìn)行，且每個處理的微生物菌劑用量的有效活菌數(shù)均保持一致。試驗(yàn)方案如表1所示。

表1 微生物菌劑適宜施用時期篩選試驗(yàn)設(shè)計

1.4 樣品采集與測定

1.4.1 植物樣品的采集與測定

在番茄結(jié)果初期、打頂之前（定植后50 d），每個小區(qū)隨機(jī)選取10株番茄調(diào)查生長指標(biāo)，主要包括株高、莖粗、葉片數(shù)；在結(jié)果期，對番茄單株坐果數(shù)和單果質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查分析。在盛果期每個小區(qū)的10株番茄上隨機(jī)摘取5個果實(shí)（每株）進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測定。

株高用卷尺測量從莖基部到生長點(diǎn)的高度，單位為c m；莖粗：用游標(biāo)卡尺測量第1片真葉下部節(jié)間位置的直徑，單位為mm；葉片數(shù)即除子葉之外的所有葉片；單株坐果數(shù)指每株所結(jié)番茄總數(shù)。單果質(zhì)量采用稱重法測量，求平均值。

VC含量采用鉬藍(lán)比色法測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定，可溶性固形物含量采用糖量計測定，可溶性糖含量采用濃硫酸—蒽酮比色法測定[5]。

番茄收獲時，按小區(qū)實(shí)時記錄每次采摘的產(chǎn)量，最后累計總產(chǎn)量。

1.4.2 土壤樣品的采集與測定

番茄收獲后，用土鉆采集每個小區(qū)表層（0～20 cm）土樣，進(jìn)行土壤養(yǎng)分含量的測定。NO3--N和NH4+-N含量采用連續(xù)流動分析儀測定，速效磷含量采用分光光度計法測定，速效鉀含量采用火焰光度計法測定[6]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003軟件制圖，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物菌劑施用時期對設(shè)施番茄生長的影響

從表2可以看出，施用微生物菌劑對番茄植株生長具有一定的促進(jìn)作用，但施用時期不同，效果存在差異。與對照相比，T1、T3、T4處理番茄株高分別提高了0.73%、4.05%、5.60%，其中T3和T4處理與對照差異均顯著，且T4處理最高，較T1、T2、T3、T5處理分別顯著提高4.84%、7.05%、1.50%、6.60%。莖粗方面，T3處理最粗，顯著大于其他處理，較對照提高21.84%，其次是T2處理，較對照顯著提高10.18%，T1、T4、T5分別較對照提高6.72%、5.53%、2.47%，但與對照差異不顯著。葉片數(shù)方面，除T5處理低于對照外，其余均高于對照，其中T3處理葉片最多，與對照間差異顯著；單株坐果數(shù)方面，與對照相比，T1和T3處理分別提高了2.94%、7.35%，但3者間差異不顯著，T2、T4、T5處理均低于對照，其中T5顯著低于對照。單果質(zhì)量方面，除T4處理外，T1、T2、T3、T5處理均較對照顯著提高，分別比對照提高42.13%、30.46%、27.41%、18.27%。從5個生長指標(biāo)的總體變化情況來看，T3處理和T1處理番茄生長表現(xiàn)較好，其次為T4處理和T5處理。

表2 微生物菌劑施用時期對番茄生長的影響

2.2 微生物菌劑施用時期對設(shè)施番茄品質(zhì)的影響

如表3 所示，各處理番茄V C 含量介于33.67～51.07 mg/kg，以T5處理含量最高，為51.07 m g/k g，微生物菌劑處理T1—T5均高于對照，且T2、T3、T5處理均顯著高于對照。各處理可溶性蛋白含量范圍為0.12～0.16 mg/g，微生物菌劑處理T1—T5均高于對照，但各處理間差異不顯著。各處理可滴定酸含量范圍為23.90%～46.22%，T5處理含量最高，其次為T3處理，均顯著高于對照。各處理可溶性固形物含量范圍是5.22%～6.58%，微生物菌劑處理T1—T5均高于對照，且T2—T5處理均顯著高于對照。各處理可溶性糖含量范圍為1.09%～2.63%，T1、T2、T3、T5處理均顯著高于對照。

表3 微生物菌劑施用時期對番茄品質(zhì)的影響

綜上所述，施用微生物菌劑可以不同程度提高番茄品質(zhì)，且不同時期施用微生物菌劑的效果亦不同，從5個番茄品質(zhì)指標(biāo)總體變化情況來看，顆粒劑和水劑配合施用處理（T5）對番茄的品質(zhì)改善作用最好，其次為水劑作緩苗水沖施處理（T3）。

2.3 微生物菌劑施用時期對設(shè)施番茄產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

如表4所示，微生物菌劑處理產(chǎn)量均顯著高于對照，產(chǎn)量的高低順序?yàn)門1＞T3＞T5＞T4＞T2，與對照相比，T1、T3、T5、T4、T2處理分別增加34.11%、27.10%、23.36%、22.43%、16.82%；施用微生物菌劑處理中，T1處理顯著高于T2、T4、T5，相比T2—T5處理產(chǎn)量增加了5.51%～14.80%。經(jīng)濟(jì)效益方面，T1處理較對照增收8.30萬元/hm2，增收效果最明顯，比T2、T3、T4、T5處理增收分別顯著提高106.93%、25.70%、53.00%、47.41%；其次為T3處理，較對照增收6.60萬元/hm2。從微生物菌劑的增收與投入之比來看，T3、T1處理比值較高，由此說明，微生物菌劑水劑作緩苗水沖施處理（T3）或者以顆粒劑定植前溝施（T1）的番茄種植效益最高。

表4 微生物菌劑施用時期對番茄產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益的影響

2.4 微生物菌劑施用時期對設(shè)施土壤速效養(yǎng)分含量的影響

為了進(jìn)一步挖掘微生物菌劑的功能，分析比較了產(chǎn)后溫室土壤養(yǎng)分含量。由表5可知，各處理土壤NO3--N含量范圍是80.42～103.81 mg/kg，T1、T2、T3、T4、T5處理分別較對照增加0.97%、23.90%、22.77%、3.72%、29.08%，其中T2、T3、T5處理均與對照差異顯著。各處理土壤中NH4+-N含量范圍是4.92～6.34 mg/kg，與對照相比，T1、T2、T3、T5分別增加2.15%、14.06%、3.50%、27.93%，其中T5處理最高，顯著高于其他處理和對照，T4處理低于對照，但與對照間差異不顯著。各處理土壤速效磷含量是199.12～318.22 mg/kg，微生物菌劑處理T1—T5分別較對照增加19.65%、42.37%、47.84%、7.95%、59.71%，其中T5處理對土壤速效磷的活化效果最好，其次是T3、T2處理，3者均顯著高于T4和CK。各處理土壤速效鉀范圍是384.67～630.07 mg/kg，微生物菌劑處理T1—T5均高于對照，T5處理對土壤速效鉀的活化效果最為明顯，較對照顯著提高64.01%。綜合考慮設(shè)施番茄土壤速效氮、磷、鉀含量變化情況，T5處理對土壤固定態(tài)養(yǎng)分的釋放效果最佳，其次為T2處理和T3處理。

表5 微生物菌劑施用時期土壤速效養(yǎng)分含量的影響 mg/kg

3 結(jié)論與討論

液態(tài)微生物菌劑緩苗水沖施處理和顆粒劑定植前溝施處理的番茄株高分別較對照提高4.05%、0.73%，莖粗分別提高21.84%、6.72%，葉片數(shù)分別提高10.64%、6.38%，單株坐果數(shù)分別提高7.35%、2.94%；且液態(tài)微生物菌劑緩苗水沖施處理較對照番茄產(chǎn)量提高27.10%，增收6.60萬元/hm2，經(jīng)濟(jì)效益（增收/投入）最高，顆粒劑定植前溝施處理可增產(chǎn)34.11%，增收8.30萬元/hm2，經(jīng)濟(jì)效益次之；顆粒劑和水劑配合施用對提高設(shè)施番茄品質(zhì)和土壤速效養(yǎng)分含量效果最顯著，番茄VC含量、可溶性蛋白含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量分別提高51.67%、29.73%、45.06%、135.52%，土壤速效磷含量、速效鉀含量分別提高59.71%、64.01%。對農(nóng)民而言，少投入、多增收，是最實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益，因此推薦顆粒劑定植前溝施和水劑隨緩苗水沖施為最佳施用方法。此外，無論從改善番茄品質(zhì)方面，還是在活化土壤磷、鉀養(yǎng)分方面，顆粒劑與水劑配合施用處理效果更好。生產(chǎn)中，為提高產(chǎn)量可采用顆粒劑定植前溝施方法，為提高品質(zhì)和改善土壤養(yǎng)分可采用顆粒劑與水劑配合施用的方法。

微生物菌劑是直接作用于土壤的，等同于從外源引入大量有益的功能微生物種群，來調(diào)節(jié)土壤—植物生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)植物生長發(fā)育。夏棟等[7]通過研究AB菌生物有機(jī)肥對土壤環(huán)境的影響，得出使用該生物有機(jī)肥的土壤有效氮含量、全氮含量、速效磷含量分別較對照提高0.8～1.4、0.6～0.8、2.5～3.2倍，可顯著提高土壤養(yǎng)分的含量。本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同時期施用微生物菌劑可以不同程度提高設(shè)施番茄土壤速效養(yǎng)分含量，其中微生物菌劑顆粒劑和水劑配合施用處理的番茄土壤速效養(yǎng)分的活化作用最為顯著，土壤速效磷含量、速效鉀含量、NO3--N含量、NH4+-N含量可分別提高59.71%、64.01%、29.08%、27.93%。說明微生物菌劑中的功能性微生物——膠質(zhì)芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌能促進(jìn)土壤難溶性磷的釋放，從而將固定態(tài)磷轉(zhuǎn)化為植物可以吸收利用的速效磷，保證植物的正常生長。

林林等[8]研究表明，微生物肥料菌劑包括大量的菌群，能加速分解土壤中的有機(jī)質(zhì)及其他養(yǎng)分，用來供植物吸收利用，因此在施肥量相同的情況下，施用微生物菌劑肥料能夠極大地提升作物的生長情況。本試驗(yàn)中的顆粒微生物菌劑定植前溝施處理和液態(tài)微生物菌劑緩苗水沖施處理，不僅可以促進(jìn)番茄幼苗的生長，還可分別提高番茄產(chǎn)量34.11%、27.10%，增加收入8.30萬、6.60萬元/hm2。

施用微生物菌劑后，蔬菜可以更好地吸收養(yǎng)分，提高肥料的利用率。高新昊等[9]通過研究微生物肥料A-73對番茄品質(zhì)的影響效果發(fā)現(xiàn)，相比對照，菌劑處理的番茄果實(shí)中VC含量、可溶性固形物含量以及還原糖含量都顯著增加，提升了番茄品質(zhì)。本試驗(yàn)中的顆粒微生物菌劑和液態(tài)微生物菌劑配合施用處理對番茄品質(zhì)的改善作用最為顯著，番茄VC含量、可溶性蛋白含量、可滴定酸含量、可溶性糖含量分別提高了51.67%、29.73%、45.06%、135.52%。