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标题 微生物菌剂对设施甜瓜产量和品质的影响
范文

    刘聪 谯江兰 仝少杰 张瑞芳 周大迈 张爱军 王红 王亚芹

    

    

    

    摘要:为研究微生物菌剂对甜瓜产量、品质的影响,以甜瓜为供试材料,以不施加微生物菌剂为对照,分别设计3个不同水平的微生物菌剂施用量,研究微生物菌剂对甜瓜产量、品质的影响,以期探索适合河北地区甜瓜生长的合理施肥方案,实现高产高效。结果表明:施加微生物菌剂可以有效提高产量7.3%;促进甜瓜果实的生长发育;提高果形指数,改善外观品质;提高果实中维生素C和可溶性糖含量,硝酸盐含量可降低10.86%~28.34%,提高果实品质。

    关键词:设施甜瓜;微生物菌剂;产量;品质

    中图分类号: S652.06+2文献标志码: A

    文章编号:1002-1302(2019)19-0168-03

    收稿日期:2018-04-02

    基金項目:河北省科技项目(编号:17226914D、2017YFD0800405)。

    作者简介:刘 聪(1993—),女,河北唐山人,硕士研究生,研究方向为农业资源利用,E-mail:1501334787@qq.com;共同第一作者:谯江兰(1993—),女,四川渠县人,硕士研究生,研究方向为农业资源利用,E-mail:qiaoJL93@163.com。

    通信作者:王 红,硕士,研究员,现主要从事土壤改良与土壤生态环境等研究工作。E-mail:wanghong@hebau.edu.cn。

    化学肥料的施用大幅度地提高了作物的产量,我国的肥料利用率较低,氮肥、钾肥的当季利用率为30%~50%,而磷肥仅为10%~25%[1]。我国是全世界最大的化肥生产国和消费国,过多肥料的施用,不仅造成了巨大的经济浪费,而且会导致土壤性质的恶化、肥力下降、农产品品质下降、污染环境等,如何提高化学肥料的利用率,减少过量施肥造成的环境污染问题已经成为我国农业发展道路上急需解决的问题[2]。

    甜瓜营养丰富、香甜可口,含有大量碳水化合物及柠檬酸等,且水分充足,可消暑清热、生津解渴、除烦;甜瓜中的转化酶可将不溶性蛋白质转变成可溶性蛋白质,能帮助肾脏病人吸收营养;甜瓜蒂中的维生素B能保护肝脏,减轻慢性肝损伤;现代研究发现,甜瓜子有驱杀蛔虫、丝虫等作用[3]。截至2014年,我国甜瓜的种植面积为4.389×105 hm2,单位面积产量达到33 624.3 kg/hm2。微生物菌剂是指目标微生物(有效菌)经过工业化生产扩繁后,利用多孔的物质作为吸附剂(如草炭、蛭石),吸附菌体的发酵液加工制成的活菌制剂[4]。微生物菌剂不仅可以为农作物提供营养元素,其有效菌还能分泌赤霉素、细胞分裂素、生长素等活性物质,刺激、调节、促进作物的生长发育,有利于农作物增产[5]。微生物菌剂能有效地改善农产品品质,施用微生物菌剂收获的农产品,蛋白质、糖分、维生素、氨基酸等有益成分含量明显提高,使籽粒、果实丰满光滑,蔬菜果品色泽亮丽[6]。施加部分微生物菌剂,还可以减少硝酸盐含量的积累,提高农产品的安全性[7]。针对甜瓜的需肥特点,合理控制肥料的使用量,施加微生物菌剂,提高肥料利用率,不仅可以节水减肥,而且可以提高果实品质。

    1 材料与方法

    1.1 供试材料

    试验以甜瓜品种农大103为试验材料。

    试验于2017年3—6月在河北省保定市清苑区张登镇大棚内进行,大棚长72 m,宽10 m,设3 m×3 m试验小区,垄高0.2 m,各小区3行种植,行间距为60 cm,株间距为30 cm。

    试验中选用氮肥为尿素(含N≥46%),磷肥为过磷酸钙(含P2O5≥16%),钾肥为硫酸钾(含K2O≥52%),微生物菌剂A(有效活菌数≥1 200亿个/g),微生物菌剂B(有效活菌数≥20亿个/g)。

    微生物菌剂A是具有超高活性、高抗逆性的复合微生物菌群,包括枯草芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌和侧孢短芽孢杆菌,有效活菌数≥1 200亿/g,N+P2O5+K2O=18.0%,有机质含量≥20.0%。菌种活性可提升30%~50%,菌种代谢产物的浓度可提升30%以上。

    微生物菌剂B为复合微生物菌群,包括解淀粉芽孢杆菌和胶冻样类芽孢杆菌,有效活菌数≥20亿个/g,N+P2O5+K2O=18.0%,有机质含量≥20.0%。菌种活性可提升 20%~30%,菌种代谢产物的浓度可提升20%以上。

    1.2 试验方案及方法

    1.2.1 试验方案 试验依据甜瓜整个生育期对肥料的需要量,施加基肥,分别在伸蔓期、坐果期、膨果期、一茬瓜收获后分4次追加施肥,设9个处理,每个处理设3次重复,共21个试验小区。各处理施肥时期和施肥方法均相同,仅为施肥量上的差异。具体试验设计及施肥量见表1。

    1.2.2 测定方法 甜瓜收获后随机选取甜瓜果实,采用2,6- 二氯靛酚滴定法测定维生素C含量,运用折射仪测定果实的可溶性固形物含量和糖酸比,硝酸盐测定仪测定果实的硝酸盐含量,卡尺测定甜瓜果实的纵横横径,计算果形指数;将所得的数据进行筛选,剔除各处理重复试验中的异常值,对所得数据进行显著性分析,比较不同处理组之间的差异显著性,从而得出不同微生物菌剂在不同施入量下对甜瓜果实产量和品质的影响。

    2 结果与分析

    2.1 微生物菌剂对甜瓜产量的影响

    一茬甜瓜成熟后,各处理分别随机挑选6个植株长势相近、大小均匀的甜瓜,对甜瓜的单果质量进行称量并记录数据;再根据单株果实产量及小区种植数计算各小区产量,根据小区产量进而计算各处理在该施肥情况下每公顷甜瓜的产量。并在一茬瓜采摘后,依据试验方案进行一次追肥,对二茬瓜的产量进行统计,将两茬甜瓜的产量进行求和计算,得出当季甜瓜的总产量。对每茬甜瓜的单果质量和各处理的总产量做柱状图,比较不同处理间的显著性差异,从而得出不同施肥量下施加微生物菌剂对甜瓜产量的影响(图1)。

    各处理一茬瓜的单果质量比较:施加微生物菌剂的处理组与只施加化肥的处理组相比较,处理X+A1、X+B1较处理X分别提高了6.32%、4.66%,处理T1+A2、T1+B2较处理T1分别提高了8.81%、8.72%,处理T2+A3、T2+B3较处理T2分别提高了7.00%、6.71%;施加微生物菌剂A的处理组X+A1、T1+A2、T2+A3较施加菌剂B的处理组X+B1、T1+B2、T2+B3相应提高了1.71%、2.4%、2.05%。各处理二茬瓜的单果质量比较:施加微生物菌剂的处理组与只施加化肥的处理组相比较,处理X+A1、X+B1较处理X分别提高了14.57%、10.51%,处理T1+A2、T1+B2较T1分别提高了28.40%、22.65%,处理T2+A3、T2+B3较T2分别提高了20.98%、20.95%;施加微生物菌劑A的处理X+A1、T1+A2、T2+A3较施加菌剂B的处理X+B1、T1+B2、T2+B3相应提高了7.42%、10.44%、8.08%(图1)。研究表明,微生物菌剂可以增加甜瓜的单果质量,促进果实的增大和生长发育,微生物菌剂中有效菌数的含量越高对甜瓜单果质量的影响越大,促进作用越强。

    2.2 微生物菌剂对甜瓜品质的影响

    2.2.1 微生物菌剂对甜瓜内在品质的影响 一茬瓜成熟后,各小区摘取长势相近,大小均等的甜瓜果实,分别测算甜瓜的维生素C含量、可溶性糖含量、硝酸盐含量和有效酸度,在甜瓜成熟过程中,可溶性固形物和可滴定酸的含量不断增加,不同的养分供给影响着果实风味的形成,甜瓜果实营养物质的含量决定其口感和品质[8]。由表2可知,在传统的化学肥料中添加微生物菌剂,使甜瓜果实中的可溶性糖含量显著高于对照组和只施加化学肥料的处理组,处理X+A1、X+B1分别较处理X提高了43.54%、33.87%,处理T1+A2、T1+B2分别较处理T1提高了37.68%、28.99%,处理T2+A3、TA+B3分别较处理T2提高了52.46%、40.98%。施加了微生物菌剂A的处理与施加了微生物菌剂B的处理有效酸度均较对照低,而可溶性糖含量显著提高,从而提高了甜瓜果实的糖酸比。施加微生物菌剂处理的维生素C含量显著高于对照和只施加化学肥料的处理。施加了微生物菌剂的处理,硝酸盐含量显著降低,处理X+A1、X+B1分别较处理X提高了17.67%、13.54%,处理T1+A2、T1+B2分别较处理T1提高了28.34%、10.86%,处理T2+A3、TA+B3分别较处理T2提高了25.27%、12.60%。由此可见,施加微生物菌剂可以有效增加甜瓜果实中的维生素C含量、提高糖酸比、减少硝酸盐含量,提高果实品质。

    2.2.2 微生物菌剂对甜瓜外在品质的影响 在甜瓜的整个生长发育期内,甜瓜的纵径先于横径发生膨大,而后进入缓慢膨大期。在甜瓜膨大的各个时期,均呈现甜瓜生长速度随施肥量的增加而增加的趋势,施肥显著促进了甜瓜果实的生长。施加微生物菌剂后,甜瓜的增长速度明显高于只施加普通肥料的增长速度。果形指数,是指果实纵径和横径的比值,反映果实的外观品质,果形指数的值越接近于1,其果形越接近于圆形[9]。果形指数大,果形正;果形指数小,果实多偏、发扁。果厚比,是指果实果厚与横径的比值[10]。施加了微生物菌剂的处理果形指数较只施加化学肥料的处理在数值上更接近于1,即甜瓜果实的果形更接近于圆形,外观品质更加好;施加微生物菌剂有效细菌数越多,对果实的果形影响越大,使之更加美观。施加微生物菌剂可以降低果实的果皮厚度,使果肉更加丰富,口感更佳(表3)。由此可见,施加微生物菌剂可以改善果实的外观品质。

    3 讨论与结论

    微生物菌剂能有效地改善农产品品质,施用微生物菌剂收获的农产品,蛋白质、糖分、维生素、氨基酸等有益成分含量明显提高[11],使籽粒、果实丰满光滑,蔬菜果品色泽亮丽;施加部分微生物菌剂,还可以减少硝酸盐含量的积累,提高农产品的安全性[12]。微生物菌剂有效菌能够促进土壤中难溶性养分的溶解和释放,提高土壤养分的供应能力[13]。有效菌分泌的胞外多糖物质,能够增强土壤团粒结构,疏松土壤,提高土壤通透性和保水保肥能力[14],增加土壤有机质,活化土壤中的潜在养分,改善土壤中养分的供应状况[15]。微生物菌剂促进植株对肥料的吸收,提高了肥料的利用率,改善了果实的品质。

    氮素是保证农作物中蛋白质及氨基酸合成的重要成分。氮肥施用量过少,使碳氮比过大,导致植株不能有效合成蛋白质,品质下降;施用量过高,碳氮比减小,导致糖分等物质含量变小。磷肥能够促进植株体内碳水化合物向果实与贮藏器官运输,从而提高果实中维生素C含量和可溶性蛋白含量;施用量过高使植株不能有效吸收Ga、Mg等微量元素,使农作物的品质降低。钾素有“品质元素”之称,对提高农作物的品质有重要作用,虽然钾并不直接参与植物的新陈代谢,但植物体内的各种代谢活动都离不开钾元素。施用钾肥能促进蔬菜维生素C的合成,李海云等对6种大白菜进行施钾试验发现施用钾肥提高了所有大白菜品种的维生素C含量[16]。蔬菜是富氮喜硝的植物,供氮水平的增加会提高蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐的含量,而钾在促进氨基酸等有机物合成转化和酶活性的同时也会提高植物对氮的需求;另一方面,钾是硝态氮在植物体内运输的伴随离子,以钾为伴随离子可以加快硝态氮向地上部的转移,提高茎叶硝态氮含量。但钾的存在亦可以激活硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的活性,加速核酸和蛋白质的合成提高植物的氮代谢速率,减少硝酸盐和亚硝酸盐的积累。施用微生物菌剂可以使农产品中的蛋白质、糖分、维生素、氨基酸等有益成分含量明显提高,使籽粒、果实丰满光滑,并减少硝酸盐含量的积累,提高农产品的安全性,改善农产品品质。所以,适量施用化学肥料,并添加微生物菌剂可以有效提高甜瓜果实的品质。

    试验表明,在甜瓜的整个生育期内适当施加微生物菌剂可以提高甜瓜的产量,施加微生物菌剂较相同施肥量下不施加微生物菌剂产量可平均提高7.3%左右。施加微生物菌剂可以加快甜瓜的生长发育速度,促进甜瓜果实的生长,提高果形指数,使甜瓜果实外观品质更佳,并提高果实中维生素C含量、可溶性糖含量,减少果实中硝酸盐的含量,使硝酸盐含量降低10.86%~28.34%,从而提高果实品质。本试验结果中关于果厚比的结论,随着微生物菌剂施用量的增加果厚比越来越小,与之前文献[17-18]中关于果厚比与微生物菌剂的关系不同,施加菌剂是与果皮厚度的变化是否与供试品种或果实种类有关,有待继续研究。

    综合本试验对甜瓜产量、品质、生长指标的研究,推荐无机肥料施肥量为尿素390 kg/hm2、过磷酸钙180 kg/hm2、硫酸钾480 kg/hm2、≥1 200亿个/g微生物菌剂肥料 2.25 kg/hm2。依据甜瓜整个生育期对肥料的需要量,施加基肥30%,蔓期施20%,坐果期施20%、膨果期施20%、一茬瓜收获后施10%。

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更新时间:2024/12/23 3:00:36