2株貝萊斯芽孢桿菌在上海葡萄上的應(yīng)用

摘要 探究2株貝萊斯芽孢桿菌結(jié)合有機(jī)肥使用對陽光玫瑰生長和果實品質(zhì)的影響，進(jìn)一步擴(kuò)大葡萄上微生物菌肥的應(yīng)用范圍。2020年11月將貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis） YH-18、貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis） YH-20 這 2株微生物菌劑應(yīng)用于上海市奉賢區(qū)種植的陽光玫瑰葡萄上。葡萄種植土壤施用2種微生物液體菌劑，按照菌液∶水=1∶2的比例稀釋混合，倒入打藥機(jī)內(nèi)，通過噴灑的方式將菌液直接噴灑覆蓋在施好的園內(nèi)有機(jī)肥上，施用完成后及時翻土進(jìn)行覆蓋。2021年3月在原地進(jìn)行復(fù)施。首次施肥30 d后，YH-18、YH-20處理葡萄葉片葉綠素比對照提高10.12%、3.26%；葉片厚度比對照提高22.16%、10.80%；葉面積比對照提高23.92%、19.87%。2次施菌后，YH-18、YH-20處理果實穗重比對照提高19.55%、16.19%；單果縱徑比對照提高3.15%、3.76%；果形指數(shù)有所提高。YH-18、YH-20處理果實可溶性固形物含量比對照提高20.08%、13.58%；YH-18處理可滴定酸含量較對照提高21.05%；果實含水量較對照降低2.18%、1.96%；YH-18處理果實硬度比對照提升20.9%。在園內(nèi)有機(jī)肥基礎(chǔ)上施加YH-18、YH-20微生物菌劑顯著改善了葡萄生長情況，提高了果實品質(zhì)，適合在葡萄種植園大范圍推廣。

關(guān)鍵詞 微生物菌肥；貝萊斯芽孢桿菌；葡萄；促生；果實品質(zhì)

中圖分類號 S663.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）18-0144-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.031

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Application of Two Strains of Bacillus spp. in Grape of Shanghai

ZHANG Yue-feng

（Shanghai Forestry Station，Shanghai 200072）

Abstract To explore the effects of two strains of Bacillus spp. combined with organic fertilizer on the growth and fruit of sunshine rose，and to further expand the application range of microbial fertilizer on grapes. In November 2020，two strains of Bacillus velezensis YH-18 and B. velezensis YH-20 were applied to the sunshine rose grapes planted in Fengxian District of Shanghai. Two kinds of microbial liquid inoculants were applied to the grape planting soil，diluted and mixed according to the ratio of bacterial liquid∶water=1∶2，and then poured into the pesticide applicator. The bacterial liquid was directly sprayed on the applied organic fertilizer in the garden by spraying，and the soil was covered in time after application. In March 2021，the in situ reapplication was carried out.30 days after the first application，the chlorophyll content of grape leaves in the YH-18 and YH-20 treatment groups increased by 10.12% and 3.26% compared with the control;the leaf thickness increased by 22.16% and 10.80% compared with the control;the leaf area increased by 23.92% and 19.87% compared with the control. After two times of application，the ear weight ratio of grapes in the YH-18 and YH-20 treatment groups increased by 19.55% and 16.19% compared with the control;the longitudinal diameter of single fruit increased by 3.15% and 3.76% compared with the control;the fruit shape index was improved. The soluble solids content of grapes in the YH-18 and YH-20 treatment groups increased by 22.08% and 13.58% compared with the control;the titratable acid content of grapes in the YH-18 treatment group increased by 21.05% compared with the control;the water content of grapes decreased by 2.18% and 1.96% compared with the control;the hardness of grapes in the YH-18 treatment group increased by 20.9% compared with the control. The application of YH-18 and YH-20 microbial inoculants on the basis of organic fertilizer in the garden significantly improved the growth of grapes and improved the quality of fruits，which is suitable for widespread promotion in grape plantations.

Key words Microbial fertilizer;Bacillus spp.;Grapes;Promoting growth;Fruit quality

基金項目 上海市綠化和市容管理局項目“微生物肥料的研究與應(yīng)用”（G191208）。

作者簡介 張岳峰（1978—），女，山西長治人，高級工程師，碩士，從事林業(yè)有害生物監(jiān)測、檢疫和防治研究。

收稿日期 2024-01-17

葡萄中含有豐富的生物活性物質(zhì)，具有保護(hù)心臟、抗癌、抗炎、抗衰老、抗菌等多種促進(jìn)人體健康的作用［1］。葡萄是上海發(fā)展最好、效益最高的果樹產(chǎn)業(yè)，已成為各區(qū)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收的重要來源。有機(jī)肥因富含氮、磷、鉀以及多種微量元素、氨基酸、維生素等營養(yǎng)成分，可持續(xù)供給植物生長過程中所需的各種養(yǎng)分，同時改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)，提高肥料利用率［2］。為了種植高品質(zhì)的有機(jī)葡萄，多數(shù)果園通過施用有機(jī)肥來提升果實品質(zhì)。有些果園有機(jī)肥腐熟不充分，有些果園有機(jī)肥投入量遠(yuǎn)超葡萄生長實際所需用量，最終導(dǎo)致堆積的肥料未完全利用又添新肥，植物根系無法壯碩造成燒根現(xiàn)象［3］。部分果園還實行土地連作制度，造成土壤理化性質(zhì)惡化、土壤病蟲害嚴(yán)重、植物化感物質(zhì)積累、農(nóng)藥殘留和重金屬增加、根際微生態(tài)系統(tǒng)失衡等問題。有機(jī)肥的不規(guī)范使用、土壤連作等現(xiàn)象都增加了葡萄品質(zhì)提升的難度。

微生物菌劑屬于環(huán)境友好型改良方式，具有安全、高效和環(huán)保的特點(diǎn)［4］，與傳統(tǒng)化學(xué)肥料相比，它本身不直接向農(nóng)作物提供養(yǎng)分，而是通過活性微生物的固定、分解、分泌等生命活動改變土壤中養(yǎng)分變化，進(jìn)而影響作物的生長［5］。在普通有機(jī)肥的基礎(chǔ)上添加特定功能的活體微生物菌劑形成生物有機(jī)肥，在保證基礎(chǔ)有機(jī)肥為植物提供營養(yǎng)成分的同時，又可通過其中所含微生物的代謝過程或者代謝產(chǎn)物，將植物難以吸收的固定態(tài)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為易吸收的形態(tài)，提高養(yǎng)分供應(yīng)速率［6］。近些年，生物有機(jī)肥在農(nóng)業(yè)中的使用一直是研究的熱點(diǎn)，在生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中扮演著舉足輕重的作用。以有機(jī)肥為底肥并追施微生物菌劑，可以促進(jìn)西瓜生長，提高西瓜產(chǎn)量、品質(zhì)，抑制土傳病害，同時改善土壤生物學(xué)特性，對西瓜連作障礙的緩解有一定的積極作用［7］。孔海民等［8］研究表明施用生物有機(jī)肥后葡萄產(chǎn)量增加了11.3%，提質(zhì)增產(chǎn)效果顯著。阿氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai）SK1-7和水拉恩氏菌（Rahnella aquatilis） JZ-GX1與牛糞肥結(jié)合使用顯著提高了上海奉賢區(qū)陽光玫瑰的穗重和果粒重，同時提高了可溶性固形物含量，提升葡萄了果實品質(zhì)［9］。

貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis）YH-18、貝萊斯芽孢桿菌（B.velezensis）YH-20均是從上海櫻花中分離的2株櫻花根癌病拮抗菌，研究表明2株菌具有良好的固氮、解磷等作用。在上海市嘉定區(qū)巨峰葡萄上應(yīng)用后，顯著促進(jìn)了葡萄生長，提高了葡萄果實的大小和產(chǎn)量，果穗重分別較對照提高了33.65%和21.67%，單粒重分別較對照提高了30.34%和19.19%，并改善了葡萄的風(fēng)味和口感［10］。筆者繼續(xù)將2種微生物菌肥應(yīng)用到上海的另外一種葡萄品種——陽光玫瑰上，探究其對陽光玫瑰葡萄營養(yǎng)生長和果實品質(zhì)的影響，進(jìn)一步擴(kuò)大有益微生物菌肥的應(yīng)用范圍。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

gd/8UFnEl2KdxwoQszYUDp54xEeUm2zaXu6rLpAeVC4=試驗地位于奉賢區(qū)五四農(nóng)場（121°71′85.69″E、30°87′92.76″N），屬亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，常年主導(dǎo)風(fēng)為東南風(fēng)，氣候溫和，四季分明。常年平均氣溫16.1°C，常年降雨量1 191.5 mm，常年無霜期225 d。濱海微砂質(zhì)黃壤土，pH為7.5～8.0。試驗地面積0.3 hm2。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試葡萄。

葡萄品種為陽光玫瑰（Vitis labruscana Bailey×V.vinifera L.Shine Muscat），5年生?！瓣柟饷倒濉笔侨毡巨r(nóng)研機(jī)構(gòu)以‘安蕓津21號×白南’雜交育成的歐美雜交種，自2009年開始引入我國多地種植［11］。

1.2.2 供試菌株。貝萊斯芽孢桿菌菌株YH-18、YH-20，保藏于南京林業(yè)大學(xué)森林保護(hù)實驗室。

1.2.3 培養(yǎng)基及發(fā)酵液的制備。

培養(yǎng)基Nutrient Broth（NB）：牛肉膏3 g/L，蛋白胨10 g/L，氯化鈉5 g/L，pH 7.0，滅菌備用。

菌株原液制作方法：將菌種接種于NB培養(yǎng)基中置于搖床活化培養(yǎng)24 h（28 ℃，200 r/min）后取出，吸取1 mL活化好的菌液再次接種于內(nèi)有50 mL NB培養(yǎng)基的100 mL容量瓶中搖床培養(yǎng)24 h（28 ℃，200 r/min）即得種子液，將種子液接種于50 L液體發(fā)酵罐中發(fā)酵培養(yǎng)24 h，獲得大量細(xì)菌發(fā)酵液，取出儲存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.4 有機(jī)肥。有機(jī)肥為牛糞肥，有機(jī)質(zhì)含量≥30%。

1.3 試驗方法

試驗時間為2020年11月，試驗設(shè)計見表1。共設(shè)3個處理，分別為牛糞肥+ YH-18、牛糞肥+YH-20、牛糞肥，每個處理44株葡萄。葡萄土壤施用微生物液體菌劑，按照菌液∶水=1∶2的比例混合，倒入打藥機(jī)內(nèi)，通過噴灑的方式將菌液直接噴灑覆蓋在施好的園內(nèi)有機(jī)肥上，施用完成后及時翻土進(jìn)行覆蓋。2021年3月，在初次施菌試驗地進(jìn)行菌劑復(fù)施，方法和用量與第一次相同。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 葉綠素、厚度、葉面積。

初次施用菌肥30 d后，于09：00—11：00天氣晴朗的上午，每個處理隨機(jī)選擇10株，每株選擇3個結(jié)果枝，用便攜式葉綠素儀測定第四基節(jié)葉片中的葉綠素含量（SPAD）［10］。

測定葉片厚度時將測定葉綠素含量的葉片，用游標(biāo)卡尺從葉脈基部測量，測定葉片連同葉脈的總厚度［10］。

葉面積測定時在一張白紙板上畫一個1 cm×1 cm小正方形，將葉片與小正方形放入同一平面內(nèi)進(jìn)行拍照，后使用PS軟件將小正方形的像素和葉片的像素讀取出來，葉面積=葉片像素/正方形像素×1 cm2［10］。

1.4.2 葡萄果實外觀品質(zhì)。

8月上旬果實成熟采摘，每個處理隨機(jī)摘取15串套袋紙完好的葡萄，稱量每穗葡萄重，用精確度為0.01的卡尺測量果穗橫徑和縱徑。將每個處理采摘的15串葡萄，分別從每串葡萄的上中下部各摘取一顆葡萄，將摘取的45粒葡萄進(jìn)行稱量。用精確度為0.01的游標(biāo)卡尺測定果粒的橫縱徑［10］。

1.4.3 葡萄果實內(nèi)在品質(zhì)。

將稱量后的45粒葡萄用PAL-1手持糖度計測定葡萄的可溶性固形物含量。用DNS法測定果實還原糖含量，NaOH滴定法測定果實可滴定酸含量，固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。測定果實含水率時，稱取20 g葡萄果肉，每個處理設(shè)置5個重復(fù)，放入85 ℃烘箱烘干至恒重，稱量葡萄干重。果實含水量=（鮮重-干重）/鮮重×100%［10］。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種生物菌肥對陽光玫瑰葉片葉綠素、厚度和葉面積的影響

施用微生物菌劑30 d測定陽光葡萄葉片葉綠素含量、葉面積和葉片厚度。在牛糞肥的基礎(chǔ)上施用2種菌劑后，YH-18和YH-20菌劑處理的葉綠素含量較單施牛糞肥都有一定提升，其中YH-20菌劑處理提升效果顯著，較對照提高了10.12%， YH-18處理較對照提升了3.26%。葉片厚度在施用2種菌劑后都有一定程度的增厚，YH-18處理葉片厚度最大，較對照增厚了22.16%，YH-20較對照增厚了10.80%，增厚效果為YH-18＞YH-20。葉面積在施用微生物菌劑后均顯著提升，YH-20、YH-18分別較對照葉面積提高了23.92%、19.87%（表2）。

2.2 2種生物菌肥對陽光玫瑰果實外部品質(zhì)的影響

2020年11月和2021年3月2次施用YH-18、YH-20菌劑后，2021年8月3日對葡萄進(jìn)行采收并測定葡萄果實品質(zhì)。施用2種菌劑后，處理與對照在穗重、果穗橫徑、果穗縱徑、單果重、單果橫徑、單果縱徑上均無顯著差異。在穗重上，YH-18、YH-20處理與對照相比分別提高了19.55%和16.19%，提高效果YH-18＞YH-20。在單果縱徑上，YH-18、YH-20處理與對照相比分別提高了3.15%和3.76%，有差異但不顯著。處理后，2種菌劑均提高了果形指數(shù)（表3）。

2.3 2種生物菌肥對陽光玫瑰果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

將取樣的葡萄帶回實驗室對其生化指標(biāo)進(jìn)行測定。結(jié)果表明（表4），施用2種微生物菌劑均顯著提高了果實可溶性固形物含量，其中提升效果YH-18＞YH-20，分別較對照提高了7.19%和6.75%。還原糖含量在施用微生物菌劑后也有較明顯的提升，提升效果YH-18＞YH-20，分別較對照提升了22.08%、和13.58%?？傻味ㄋ岷吭谑┯肶H-18菌劑后有一定升高，可能與可溶性固形物含量增加較多，相應(yīng)可滴定酸有一定提升，比對照提升21.05%。果實的含水量在施用微生物菌劑后顯著下降，分別較對照降低了2.18%、1.96%。施用YH-18微生物菌劑后，果實硬度顯著提升，相比對照提升了20.9%。YH-18處理降低了葡萄的固酸比，而YH-20提高了葡萄的固酸比。

3 結(jié)論與討論

微生物菌劑的作用機(jī)制表現(xiàn)為對土壤難溶養(yǎng)分的活化、微生物酶和有機(jī)酸合成的直接效應(yīng)以及微生物-植物共生互饋的間接效應(yīng)［12］。土壤有機(jī)肥腐熟不充分且長期大量使用有機(jī)肥會造成有機(jī)肥營養(yǎng)釋放不充分，土壤板結(jié)且理化性質(zhì)惡化、微生態(tài)失衡等問題，易使植物長勢受阻，降低果實品質(zhì)。有機(jī)肥中添加微生物能進(jìn)一步加速有機(jī)肥及土壤中各種有機(jī)物的分解，刺激土壤釋放更多其他養(yǎng)分，可以讓土壤中氮元素的轉(zhuǎn)化率達(dá)10%～15%［13］。因此，通過補(bǔ)充、分解、釋放等方式，有機(jī)肥能夠有效保證林木在長期的生長過程中獲取足夠的營養(yǎng)成分［14］。

該研究通過在果園內(nèi)使用牛糞肥基礎(chǔ)上添加微生物菌劑，進(jìn)一步探究有機(jī)肥與微生物菌劑結(jié)合對葡萄生長及果實的影響。結(jié)果表明，陽光玫瑰施用貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis） YH-18、貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis） YH-20這2株促生菌劑后，葡萄葉片葉綠素比對照提高10.12%、3.26%，葉片厚度比對照提高22.16%、10.80%，葉面積比對照提高23.92%、19.87%，顯著改善了葡萄生長，這與賈崢嶸等［15］對葉片生長的研究結(jié)果一致。葡萄的葉綠素提高及葉片厚度、面積增加有利于植物更好地進(jìn)行光合作用，葉片光合作用產(chǎn)物使得葡萄進(jìn)行營養(yǎng)積累，提升果實質(zhì)量與風(fēng)味。

2次施菌后，YH-18、YH-20處理果實穗重比對照提高19.55%、16.19%，進(jìn)一步提高了陽光玫瑰的產(chǎn)量，這與石慧敏等［10］研究結(jié)果一致。單果縱徑比對照提高3.15%、3.76%，果形指數(shù)有所提高，顯著提高了葡萄的外觀價值。YH-18、YH-20處理果實可溶性固形物含量比對照提高22.08%、13.58%，顯著提高了葡萄甜度。YH-18處理可滴定酸含量較對照提高21.05%，與果實可溶性固形物含量同步提升，形成了新的固酸比，將有利于豐富葡萄風(fēng)味。果實含水量較對照降低2.18%、1.96%，施用菌肥后可能對果實干物質(zhì)積累有一定促進(jìn)作用［10］。YH-18處理在果實硬度上比對照提升了20.9%，有利于葡萄的儲存與運(yùn)輸，提高市場競爭力。

施用YH-18、YH-20生物菌肥顯著改善了葡萄生長情況，提高了果實品質(zhì)，適合在葡萄種植園大范圍推廣。但該試驗所涉及的研究內(nèi)容不夠深入且全面，無法直接表明其對葡萄生長及果品改善的作用機(jī)制，且微生物肥料對葡萄生長的長期影響仍需要在后續(xù)的研究中進(jìn)一步闡明。

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