复合微生物菌剂“宁盾”在新疆加工番茄田间应用效果

何 伟，许建军，杨 华，孙晓军，李艳娥

(1.新疆农业科学院植物保护研究所/农业部西北荒漠作物有害生物综合治理重点实验室，乌鲁木齐 830091；2.阜康市农业技术推广中心，新疆阜康 831500)

0 引 言

【研究意义】根围促生菌(简称PGPR)是一类与植物关系较为密切的有益微生物，指自由活动在土壤中或附生在植物根际、根表、茎叶等的一类可促进植物生长的有益菌类，根围促生细菌能够通过直接或间接的方式促进植物生长和抑制有害微生物[1]。多种PGPR组成的复合菌剂对作物产量及病害防治具有显著效果，研究复合菌剂在新疆干旱环境加工番茄田间应用效果对该作物减药增效具有重要意义。【前人研究进展】Bajwa等、Yan等分别对根瘤菌、从枝菌根真菌(AM)、EM菌等有益微生物进行试验研究，明确有益微生物对土壤肥力具有改善作用[2-3]。目前，常见的微生物制剂主要有胶冻样芽孢杆菌菌剂、荧光假单胞杆菌剂、根瘤菌菌剂、EM菌和芽孢杆菌制剂等[4-8]，己经获得广泛应用的生物产品种类有白僵菌、苏云金杆菌和绿僵菌等[9-11]。单一微生物菌剂的研究及应用已有很多报道，如枯草芽孢杆菌[12]、荧光假单胞杆菌[13]和木霉菌[14]等。自20世纪90年代后期，多菌株复合微生物肥料逐渐成为主要发展方向[15]。Higa发明的EM菌剂是国外研究复合菌剂比较成功的例子。【本研究切入点】目前国内复合菌剂多处于室内试验阶段，田间应用效果还不明确。研究中选用的复合微生物菌剂“宁盾”是由多种芽孢杆菌类细菌复合而成，关于该微生物菌剂防病促生机理和抗逆机理已有研究报道[16-18]。研究复合微生物菌剂“宁盾”在新疆加工番茄田间应用效果。【拟解决的关键问题】研究在新疆加工番茄田间应用复合微生物菌剂“宁盾”，测定田间土壤理化性状、番茄果实品质、产量和病害防效，为该复合菌剂在新疆干旱环境中加工番茄田间大面积应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

微生物菌剂“宁盾”(江苏无锡本元生物有限公司)。加工番茄品种分别为亨氏3402、屯河306、亨氏2401、屯河9号和NDM2272。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验地点为呼图壁丰源农场、芳草湖农场、吉木萨尔县三台镇、昌吉市二六工乡和乌苏市四棵树镇。表1

表1 不同试验点试验处理设置
Table 1 Setting of test disposal at different test points

地点Site处理方法Processing method呼图壁县 Hutubi County“宁盾”一号A型滴灌+“宁盾”一号B型喷雾“宁盾”一号B型喷雾常规管理芳草湖 Fangcaohu“宁盾”一号A型滴灌+“宁盾”一号B型喷雾常规管理吉木萨尔县 Jimsar County“宁盾”一号A型滴灌+“宁盾”一号B型喷雾常规管理乌苏市 Wusu“宁盾”一号A型滴灌常规管理昌吉市 Changji“宁盾”一号B型喷雾常规管理

育苗期：加工番茄苗出齐后，将“宁盾”一号A型稀释100倍喷淋穴盘，间隔7 d喷淋1次，连续喷淋2次。加工番茄苗两叶一心时将“宁盾”一号B型稀释100倍喷雾，间隔10 d使用一次，加工番茄苗移栽前1～2 d，喷雾一次。复合微生物菌剂“宁盾”处理在番茄整个生育期不使用任何杀菌剂。常规管理为常规田间操作。

滴灌菌剂时，在停水前30 min将“宁盾”一号A型菌剂加入施肥罐中，复合菌剂喷雾前将施药罐反复冲洗后加入菌剂，菌液用量为40 kg/667 m2。表2，表3

表2 不同试验点微生物菌剂 “宁盾”使用时间及用量
Table 2 The use time and dosage of microbial inoculum Ning shield at different test sites

地点Site第一次滴水The first drop of water花期Florescence座果期Pedestal period座果盛期Fruiting period of pedesta呼图壁县Hutubi County“宁盾”一号A型滴灌(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾(0.3L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾1L/667m2芳草湖Fangcaohu“宁盾”一号A型滴灌(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾0.5L/667m2吉木萨尔县Jimsar County“宁盾”一号A型滴灌(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾(0.5L/667m2)“宁盾”一号B型喷雾1L/667m2乌苏市Wusu“宁盾”一号A型滴灌(0.5L/667m2)“宁盾”一号A型滴灌0.5L/667m2“宁盾”一号A型滴灌1L/667m2昌吉市Changji“宁盾”一号B型喷雾0.4L/667m2“宁盾”一号B型喷雾0.4L/667m2“宁盾”一号B型喷雾0.4L/667m2

表3 不同试验田肥料与农药使用
Table 3 Use of fertilizers and pesticides in different test fields

地点Site肥料种类及用量Type and dosage of fertilizer (kg/667m2)杀菌剂种类及用量Kinds and dosage of fungicides呼图壁县Hutubi County尿素(37);磷酸一铵(20);硫酸钾(11)46.1%氢氧化铜水分散粒剂(40 mL/667 m2);25%嘧菌酯悬浮剂(40 mL/667 m2);20%噻菌铜悬浮剂(130 mL/667 m2)芳草湖Fangcaohu尿素(40);磷酸一铵(18);磷酸二氢钾(8)68.75%噁唑菌酮代森锰锌水分散粒剂1 500倍液;72%霜脲锰锌可湿性粉剂400倍液吉木萨尔县Jimsar County尿素(30);磷酸一铵(18);硫酸钾(12)25%嘧菌酯悬浮剂(40 mL/667 m2);46.1%氢氧化铜水分散粒剂(50 mL/667 m2)乌苏市Wusu尿素(40);磷酸一铵(20);硫酸钾(25)25%嘧菌酯悬浮剂(40 mL/667 m2);46.1%氢氧化铜水分散粒剂(70 mL/667 m2)昌吉市Changji尿素(50);磷酸一铵(18);氯化钾(6);磷酸二氢钾(4)46.1%氢氧化铜水分散粒剂(40 mL/667 m2);20%噻菌铜悬浮剂(150 mL/667 m2)

1.2.2 加工番茄田土壤采集及理化指标测定

分别在加工番茄定植前和采收后采集不同处理田间土壤。采用取土器采集地表以下20 cm深土壤，每一个处理蛇形取20个点，充分混匀，挑去石块和残根叶等杂质。用四分法反复淘汰直至剩余约0.5 kg的混合土为止。将制得的混合土样装入纸袋带回室内，捻碎、自然风干，装入塑料袋，测定土壤理化指标。

1.2.3 加工番茄品质测定

在加工番茄成熟期，随机采摘不同处理成熟果实1 kg送至新疆农业科学院农业质量标准与检测技术研究所测试番茄品质，测试内容包括可溶性固形物、番茄红素、VC、水解后还原糖、总酸。

1.2.4 加工番茄产量测定

在加工番茄成熟期，每处理随机选取5个点，每个点取3.3 m2，采集全部番茄植株上的果实称重，计算产量。

1.2.5 加工番茄病害调查

调查加工番茄生育期内病害发生种类并调查危害程度。每处理十字交叉法5点取样，每点随机调查30株，记录发病植株数量，计算发病率。每株调查上中下3片叶，记录发病情况并计算病情指数。番茄早疫病分级标准：0级：无病症；1级：病斑面积占整个叶面积5%以下；3级：病斑面积占整个叶面积6%～10%；5级：病斑面积占整个叶面积11%～20%；7级：病斑面积占整个叶面积21%～50%；9级：病斑面积占整个叶面积50%以上。番茄细菌性斑点病分级标准：病情分级: 0级：全叶无病斑；1级：病斑占全叶面积的1/10；2级：病斑占全叶面积的1/10～1/4；3级：病斑占全叶面积的1/4～1/2；4级：病斑占全叶面积大于1/2。

1.2.6 经济效益核算

加工番茄经济效益核算公式:

增收=增产量×收购价+微生物菌剂成本-杀菌剂成本。

2 结果与分析

2.1 土壤理化性质

研究表明，加工番茄采收后5个试验点复合微生物菌剂处理和常规管理土壤pH值均较定植前降低且处理间无显著差异，而加工番茄采收后不同处理土壤EC值较定植前均增加且各处理间无显著差异。加工番茄采收期，复合微生物菌剂处理中滴灌复合微生物菌剂的处理土壤有机质含量均较定植前高，而复合微生物菌剂喷雾处理和常规管理加工番茄田间土壤有机质含量与定植前无显著差异，滴灌复合微生物菌剂“宁盾”可增加土壤有机质含量。表4

表4 不同试验田土壤理化性状比较
Table 4 Comparison of soil physical and chemical properties in different experimental fields

地点Site试验处理Experimental treatmentpH值pH valueEC值EC value (ms/cm)有机质Organic matter (g/kg)定植前Pre plant采收后After harvest定植前Pre plant采收后After harvest定植前Pre plant采收后After harvest呼图壁县Hutubi County喷雾8.07a7.91a1.13a1.58a15.56a15.71b喷雾+滴灌8.02a7.91.28ab1.56a15.49a17.97c常规管理8.03a7.89a1.39b1.56a14.99a14.45a芳草湖Fangcaohu喷雾+滴灌8.14a8.04a0.24a0.36a22.27a24.42b常规管理8.29a8.26a0.24a0.37a22.24a21.96a吉木萨尔县Jimsar County喷雾+滴灌8.45a8.38a0.24a0.36a19.49a22.07b常规管理8.46a8.30a0.21a0.34a19.33a20.12a乌苏Wusu滴灌8.66a8.39a0.1a0.24a16.99a19.49b常规管理8.56a8.34a0.13a0.25a17.80a17.34a昌吉Changji喷雾8.55a8.26a1.15a0.30a18.91b18.93b常规管理8.64a8.32a1.14a0.32a17.76a17.73a

注：表中方差分析结果为同一地点不同处理之间进行显著差异性比较，不同小写字母代表差异P<0.05，下同

Note: The results of variance analysis showed significant differences between different treatments in the same place, the different small letters represent significance at 5% level

2.2 加工番茄品质

研究表明，5个试验点复合微生物菌剂“宁盾”处理加工番茄成熟果实的番茄红素、总酸、水解后还原糖和VC等指标高于常规管理，其中复合微生物菌剂“宁盾”处理加工番茄成熟果实的番茄红素和总酸显著高于常规管理。复合微生物菌剂“宁盾”处理的加工番茄可溶性固形物与常规管理的无显著差异。表5

表5 不同试验地点不同处理加工番茄品质
Table 5 Quality test results of different processing sites in different processing tomato

地点Site试验处理Experimental treatment番茄红素Lycopene(mg/100 g)总酸Total acid(g/kg)水解后还原糖Reduced sugar after hydrolysis (g/100 g)VCVitamin C(mg/100 g)可溶性固形物Soluble solids(%)呼图壁县Hutubi County喷雾13.2b2.7b4.38a23.41a5.74a喷雾+滴灌15.1c2.8b4.78a23.9a5.57a常规管理11.7a2.1a4.29a22.68a5.57a芳草湖Fangcaohu喷雾+滴灌15.2b5.41b3.92a26.09a6.33a常规管理13.2a4.82a3.13a25.27a6.14a吉木萨尔Jimsar County喷雾+滴灌16.9b3.64a2.7a30.83a5.82a常规管理13.1a3.56a2.6a30.7a5.57a乌苏Wusu滴灌16.4b3.08a2.7a24.72a5.57a常规管理14.8a2.95a2.6a23.88a5.57a昌吉Changji喷雾11.9b2.1a3.68a20.46a4.93a常规管理10.9a1.8a3.52a19.29a5.03a

2.3 不同处理加工番茄产量

研究表明，5个试验点复合微生物菌剂“宁盾”处理加工番茄平均单株果数和平均单株果重均显著高于常规管理。5个试验点复合微生物菌剂“宁盾”处理加工番茄折合亩产较常规管理增产效果在7.32%～27.02%，其中乌苏试验田复合微生物菌剂“宁盾”处理折合亩产量较常规管理增产9.07%；呼图壁两个微生物菌剂“宁盾”处理较常规管理分别增产27.02%和15.50%；吉木萨尔县试验田微生物菌剂“宁盾”处理较常规管理增产7.32%；昌吉试验田微生物菌剂“宁盾”处理较常规管理增产19.26%；芳草湖农场试验田微生物菌剂“宁盾”处理较常规管理增产10.64%。不同试验点微生物菌剂处理的加工番茄产量均高于常规管理，但增产幅度差别较大，这与试验田土壤理化性状、病虫害防治和水肥管理等均有密切关系。表6

表6 不同地点加工番茄产量
Table 6 Comparison of processing tomato yield in different locations

地点Site试验处理Experimental treatment单株果数 (个)Number of fruit per plant单株果重 (kg)Fruit weight per plant小区产量 (kg)District output亩产量 (kg)Mu yield呼图壁Hutubi County喷雾+滴灌71.86b2.69b32.77c6 624c喷雾63.48a2.38ab29.80b6 023b常规处理63.33a2.20a25.80a5 215a芳草湖Fangcaohu喷雾+滴灌86.44b3.79a33.17b6 704b常规处理77.93a3.38a29.98a6 060a吉木萨尔县Jimsar County喷雾+滴灌81.85b4.57a52.46b10 603b常规处理78.26a4.49a48.88a9 880a乌苏Wusu滴灌43.87b3.12a46.04b9 306b常规处理39.46a2.88a42.21a8 532a昌吉Changji喷雾62.02b3.11b37.71b7 622b常规处理49.93a2.60a31.62a6 391a

2.4 不同处理加工番茄病害防治效果

研究表明，复合微生物菌剂“宁盾”一号B型喷雾可有效防治加工番茄叶部病害，其中芳草湖、呼图壁、吉木萨尔县、昌吉等4个试验点微生物菌剂处理加工番茄早疫病和细菌性斑点病发病率与病情指数较常规管理无显著差异，昌吉试验点微生物菌剂处理的加工番茄溃疡病发病率和病情指数分别为12.3%和9.96，显著低于常规管理。说明4个试验点微生物菌剂处理对加工番茄早疫病、细菌性斑点病防治效果与常规管理无显著差异，但微生物菌剂处理对番茄溃疡病防治效果显著高于常规管理。表7

表7 加工番茄病害调查
Table 7 Survey results of processing tomato diseases

地点Site试验处理Experimental treatment番茄早疫病Tomato early blight番茄细菌性斑点病Tomato bacterial speckle 番茄溃疡病Tomato ulcers发病率Incidence (%)病指disease index发病率Incidence (%)病指disease index发病率Incidence (%)病指disease index芳草湖Fangcaohu喷雾+滴灌100a8.82b10.2a1.68a0a0a常规处理100a9.16b10.6a1.70a0a0a呼图壁县Hutubi County喷雾100a7.12a8.2a1.23a0a0a喷雾+滴灌100a7.03a8.8a1.25a0a0a常规处理100a7.06a8.7a1.24a0a0a吉木萨尔县Jimsar County喷雾+滴灌60.2a5.56a0a0a0a0a常规处理68.1a6.24a0a0a0a0a昌吉Changji喷雾100a10.67a0a0a12.3a9.96a常规处理100a11.36a0a0a38.8b25.39b

2.5 不同处理加工番茄经济效益

研究表明，加工番茄田间施用复合微生物菌剂"宁盾"可显著增加其经济效益。经济效益计算按加工番茄工厂收购价0.4元/kg，5个试验点加工番茄增收在263.6～569.1元/667 m2。表8

表8 不同处理加工番茄经济效益比较
Table 8 Economic benefit comparison of processing tomato with different processing

地点Site试验处理Experimental treatment杀菌剂成本Bactericides cost(yuan /667m2)微生物菌剂成本Microbial agent cost(yuan /667m2)亩增收Acre increase(yuan /667m2)呼图壁县Hutubi County喷雾+滴灌0103.5569.1喷雾081328.7常规处理980芳草湖Fangcaohu喷雾+滴灌090263.6常规处理960吉木萨尔县Jimsar County喷雾+滴灌0112.5272.7常规处理960乌苏Wusu滴灌090314.6常规处理950昌吉Changji喷雾054544.4常规处理1060

3 讨 论

根围促生细菌具有改善土壤环境，促进植物生长、预防病害发生、提高作物产量的积极作用，但已经产业化的生物菌剂多以单剂为主，而功能各异的多菌株复合及功能互补的复合微生物肥料已成为当前研究热点[15]。目前复合菌剂的应用多以发酵为主，在作物防病促生作用的应用较少。研究中微生物菌剂是多种细菌复合而成，盆栽及温室试验已证明其对番茄防病促生效果[19]，但在新疆干旱环境下对加工番茄防病促生作用尚不明确。研究通过在新疆不同加工番茄产区进行复合微生物菌剂田间应用研究，可为该复合微生物菌剂在新疆干旱环境下加工番茄田间应用提供科学依据。

单一微生物菌剂对环境依赖性强，需菌量大且防治效果差。葛红莲等[20]将复合菌剂与单一菌剂进行辣椒青枯病防治效果比较，复合菌剂防效高于其他5个单一菌株。研究中复合微生物菌剂对新疆5个不同区域加工番茄均具有增产作用和较好防病效果，该复合菌剂对干旱环境具有较好适应性，能够在新疆加工番茄田间存活并对加工番茄植株具有促生防病作用。

复合微生物可以影响土壤理化性质及微生物活性。曹恩珲等[21]报道复合菌剂能够减少土壤中真菌数量，增加细菌数量，且可提高土壤养分，降低土壤酸度。研究中微生物菌剂能够显著改善土壤环境，这与上述研究结果一致，但该复合微生物菌剂在新疆干旱土壤环境中定殖能力及其对土壤微生物群落结构的影响有待进一步研究。

4 结 论

在加工番茄生育期，田间滴灌复合微生物菌剂“宁盾”一号A型能够增加土壤有机质含量，改善田间土壤环境，加工番茄产量较常规管理增加9%以上；喷施复合微生物菌剂“宁盾”一号B型的加工番茄叶部病害病情指数低于常规管理，产量增加19%以上；滴灌和喷施复合微生物菌剂“宁盾”均对加工番茄果实品质具有显著改善作用。复合微生物菌剂“宁盾”在新疆加工番茄应用使其增收263.6～569.1元/667 m2，显著提高了其经济效益。复合微生物菌剂"宁盾"在适宜在新疆干旱环境加工番茄田间推广应用。

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