不同微生物菌剂对枸杞生长发育及产量品质的影响

何 嘉，马婷慧，白小军，李清清，高立原，郝万亮，赵阳阳

(1.宁夏农林科学院植物保护研究所，宁夏 银川 750011；2.宁夏植物病虫害防治重点实验室，宁夏 银川 750011；3.宁夏农林科学院，宁夏 银川 750011；4.百瑞源枸杞股份有限公司，宁夏 银川 750200)

【研究意义】枸杞(LyciumbarbarumL.)是我国西北干旱地区重要的特色药食两用植物资源[1]，其品质成分及药用价值被国内外众多学者不断深层挖掘和研究[2-3]，枸杞产业已成为西部农业结构调整、转变经济增长方式的朝阳产业之一。但是近年来大量施用化肥和农药，造成土壤板结，土壤有机质及生物活性降低[4-5]，破环土壤生态链，农田可持续生产能力下降，严重影响枸杞的产量品质及经济效益，继而影响枸杞产业健康可持续绿色发展[6]。微生物菌剂作为具有生物活性的微生物制剂，可有效增加土壤有益菌群多样性，改善土壤物理、生物性状和提高土壤肥力[7]、促进作物生长发育、增强作物抗性及提高产量品质[8]，逐渐成为现代农业和林业生产的重要肥料而被广泛运用。【前人研究进展】李星星[9]等研究表明，微生物菌剂可促进植株生长，增加植株氮、磷、钾积累量，改善果实品质等综合性状。王明友[10]和侯乐梅[11]等研究表明，施用微生物菌剂可增加植株叶片净光合强度，提高基质酶活性，进而提高果实品质，改善其产品风味，从而达到增产增效。张佼[12]和岳明灿[13]等研究发现，微生物菌剂可有效改善土壤肥力和微生物学性质，使土壤氮、磷、钾肥利用效率分别增加24.56%、18.73%、63.12%。李小刚等[5]研究表明，微生物菌剂可使枸杞多糖提高0.25%～25.76%，使类胡萝卜含量提高37.29%～81.87%，黄酮提高4.28%～23.42%，甜菜碱提高0.374%～0.798%。前人对微生物菌剂针对其它植株生产实践中研究较多，而对枸杞生产中对其生长和产量品质影响的研究较少。【本研究切入点】本文以“宁杞7号”为研究对象，通过田间试验研究不同微生物菌剂对枸杞生长、产量和果实品质的影响。【拟解决的关键问题】筛选对枸杞增产增收、提质增效的土壤微生物菌剂，明确其安全、科学、有效的使用方法，旨在为宁夏枸杞产业绿色高质量发展提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于宁夏吴忠市红寺堡区大河乡枸杞种植基地(37°29′50′′N，105°43′45′′E，海拔1287 m)，该区属干旱带半荒漠地区缓坡丘陵地带，典型的温带大陆性气候，多年平均降水量251 mm，年平均蒸发量2387 mm，年平均气温8.7 ℃，日温差13.7 ℃，全年>10 ℃积温达3200 ℃以上，全年日照时数2900～3550 h，昼夜温差大[14]，无霜期154 d，有利于枸杞养分积累；年平均风速2.9～3.7 m/s，大风日数25 d，试验地土壤类型为沙土，灌溉方式为滴灌，肥力基本一致。

1.2 供试材料及试验设计

枸杞品种为当地主栽品种之一“宁杞7号”，根据树龄试验区分为一龄树试验区和四龄树试验区，枸杞南北行向定植，株距1.0 m，行距3.0 m。试验采用随机区组排列，设3个不同微生物菌剂处理(各微生物菌剂参考各自说明书施用)，T1(培元)由北京科伯特农业有限公司生产，有效活菌为解淀粉芽孢杆菌≥0.20亿/(CFU·g)，N+P2O5+K2O=12.0%，有机质≥20.0%，因其具有生长速度快、产孢量大、抗逆性强等特点，可用来预防植物病害，活化土壤养分，降解农药、化肥残留，防治植株根腐病效果好。T2(哈茨木霉菌)由美国拜沃股份有限公司生产，有效活性菌数≥3亿/(CFU·g)。T3(根无忧)由木美土里产品有限公司生产，有效活菌主要是丛枝菌根真菌和解淀粉芽孢杆菌，丛枝菌根真菌主要通过改良土壤理化性状，对土壤及植株病害进行防治，复合菌株有效活性菌数≥2亿/(CFU·mL)；以等量清水不添加微生物菌剂作为对照CK处理，共4个处理，3次重复，12个小区，小区面积为3 m×100 m = 300 m2，每小区种植100株枸杞树。2018年5月5日和8月15日，全年共处理2次，用清水稀释原药充分溶解，灌根于树冠边缘与地面垂直相交的位置，对照组加等量清水，一龄枸杞树每株浇灌菌液500 mL，四龄枸杞树每株浇灌菌液1500 mL，施菌后及时进行灌水，以促进菌在根际周围均匀分布，全园统一管理。

1.3 试验项目测定及方法

春季枝条生长期，每个处理行重复行里随机选取3株长势一致的枸杞树，分别在每株树东、南、西、北、中五个方位上随机选取长度一致、粗细均匀的1个枝条，挂牌标记，作为调查枝条[15-17]。

1.3.1 生育期指标的 一龄试验区成活率和发根量调查：于3月29日栽种一龄新树苗，7 d后进行微生物菌剂处理，处理后50 d调查枸杞苗的成活率，同时每个重复随机挖3棵树，调查新生毛细根的数量。

新发枝条量：春季生长期，记录各处理标记枸杞树新发枝条数量。枝条生长量：春季新枝生长期(4月20至5月20日)和秋季新枝生长期(8月20至9月30日)，每7 d 1次采用卷尺对标记枝条进行生长量调查并记录。SPAD值：盛果期试验区每行随机选取3棵长势一致的枸杞树，每棵树随机选取5个枝条，每个枝条在上、中、下三部分分别随机选取1片健康的功能叶，采用SPAD-502叶绿素仪进行叶片SPAD值测定，即每个处理测定135个叶片。成花率：春季枸杞现蕾后，每10 d调查1次花蕾量，连续调查3次；枸杞开花后，每10 d调查1次开花量，连续调查3次，用每次的开花量除以现蕾量得到成花率。坐果率：从第一批枸杞青果形成开始，每10 d调查1次青果量，连续调查3次，用青果量除以对应的开花量得到坐果率。产量：夏果和秋果成熟期，分别采集每一批次枸杞鲜果，后制干测产，夏果共计6批次，秋果3批次，同时调查每批次的枸杞鲜果百粒重。

1.3.2 枸杞果实品质测定 盛果期采摘成熟的枸杞鲜果，在相同条件下采用烘箱对鲜果进行烘干并获得干果，分别根据GB/T 18672-2014用苯酚-硫酸法比色测定枸杞多糖含量[18]；根据GB/T 23710-2009用离子色谱法测定甜菜碱含量；参照《保健食品功效成分及卫生指标检验规范》(2003年版)第二部分检验方法(二十四)保健食品中总黄酮的测定方法进行枸杞总黄酮含量测定；根据GB 5009.83-2016食品安全国家标准中食品β胡萝卜素的方法进行胡萝卜素含量测定。

1.4 数据处理

试验结果均以测定数据的平均值表示。数据统计分析采用Microsoft Office Excel 2010软件和DPS 数据处理系统V17.10高级版，用邓肯氏新复极差检验法进行差异显著性检验(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 微生物菌剂对枸杞成活率及发根量的影响

如图1-A 所示，各微生物菌剂处理后苗成活率均高于对照，其中处理T3和T2较CK苗成活率分别显著增加15%和14%，处理T1和CK间无显著差异。如图1-B所示，不同微生物菌剂处理较CK枸杞苗发根量均有促进作用，其促进作用大小排序为：T1>T2>T3，但各处理间无显著差异。

图中不同小写字母表示差异显著，下同

2.2 微生物菌剂对枸杞生长的影响

由表1所示，各微生物菌剂处理下枸杞春稍和秋稍生长量均高于对照，春稍以处理T1枝条生长量最大(0.25 cm/d)，较处理CK增长14.29%；各处理以T2对秋稍生长量促进效果最明显，其次是处理T1、T3，与处理CK秋稍生长量相比，处理T2显著增长54.9%，T1、T3分别增长29.4%、13.7%，处理T1、T3与CK间无显著差异。

表1 一龄试验区不同处理对枝条生长量的影响

如表2所示，微生物菌剂处理调控可有效提高四龄植株发枝量，其中处理T2的发枝量最大，较CK显著增加87.09%，较其余处理显著增加30.05%，其次是处理T3、T1均与T2、CK间无显著差异。微生物菌剂处理对四龄枸杞春梢、秋梢生长量均有促进作用，较对照春稍和秋稍分别有效增长7.5%～11.9%、15.0%～18.3%，但各处理间差异不显著。不同微生物菌剂调控均能显著提高枸杞功能叶的SPAD值，依次为T2>T1>T3，分别较处理CK显著提高6.85%、6.24%、5.36%。

表2 不同处理对枸杞枝条生长量及SPAD值的影响

2.3 微生物菌剂对枸杞成花坐果的影响

由图2可知，各微生物菌剂处理下四龄枸杞成花率和坐果率均高于对照。其中成花率以处理T2显著最高，较其它处理显著提高12.23%，较处理CK显著提高18.87%，处理T1、T3、CK间无显著差异；与处理CK坐果率相比，T2、T3分别显著提高13.63%和11.35%，处理T1与CK间无显著差异。

图2 不同处理对枸杞成花率和坐果率的影响

2.4 微生物菌剂对枸杞产量的影响

枸杞种植成本按平均60 000元/hm2计算，由表3可知，各微生物菌剂处理较对照均有显著增产增效作用。处理T1、T2、T3较CK分别显著增产30.39%、52.73%和46.22%。与处理CK相比，处理T1、T2、T3分别显著增加产值30.39%、52.73%和46.22%，T3经济效益最高为25 211.5元/hm2。

表3 不同处理对枸杞产量的影响

2.5 微生物菌剂对枸杞果实品质的影响

如表4所示，微生物菌剂对枸杞果实百粒重有一定的影响，各处理较CK可有效提高夏果百粒重，但处理间无显著差异。与处理CK相比，各微生物菌剂可显著提高夏果枸杞多糖、甜菜碱和胡萝卜素含量，处理T1、T2、T3多糖含量分别提高25.00%、18.18%和4.55%；甜菜碱含量分别提高43.66%、32.39%和25.53%；胡萝卜素含量分别提高2.61、1.91和1.77倍。对果实总黄酮含量的影响，处理T1促进效果最佳，其次是T2，分别较CK显著提高58.00%和34.28%，处理T3也有促进效果，但与处理CK间无显著差异。T1对果实品质提高效果尤为最佳，其中枸杞多糖、甜菜碱、胡萝卜素含量较其它处理显著增加5.77%、8.52%、23.78%。

表4 不同处理对枸杞果实品质的影响

3 讨 论

微生物菌剂作为一种新型生物肥料，由单个或多种有益微生物发酵而成，同时也含有多种腐殖质和微量元素，可有效改良土壤环境，协助植物吸收营养，提高作物产量和品质，且对环境污染小，是生产“绿色食品”的理想肥料[8]。在枸杞生产中，赵栋等[19]通过4种微生物肥对枸杞生长及抗病性研究表明，施用微生物肥料可有效维持枸杞功能叶光合能力，促使叶片叶绿素含量显著提高5.1%～5.6%，叶片蛋白质含量增加3.7%～6.6%、脯氨酸含量增加3.7%～6.6%，进而防止叶片早衰，提高抗性和适应能力，使果枝发育健壮。此外，施用含有微生物菌剂的有机肥在一定程度上可提高枸杞光合生产速率，促进枸杞生长，增加根际土壤的有益微生物菌群及优化土壤微生物种群结构，从而增强土壤活性和“通透性”，提高肥料转化利用率，提高作物产量及品质等[17, 20]。周晨光等[21]研究表明，解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂可以显著提高茶叶产量和品质，使茶叶百芽重增加22.3%。董胜旗等[22]通过在草莓上施用复合微生物菌剂可有效促进植株生长，增强抗性，改善果实品质，增产率达17.46%。

本研究结果表明，枸杞生长发育方面，处理T2、T3可使一龄枸杞苗成活率显著提高14%～15%，T1处理下一龄枸杞苗的发根量相对最高，此结果在今后枸杞的种植及苗期管理等方面有一定的指导性和参考性。各微生物菌剂可使发枝量和SPAD值显著提高29.9%～87.09%和5.36%～6.85%，处理T2对发枝量和SPAD值的提高作用最显著，说明施用微生物菌剂有利于改善土壤环境，提高土壤肥力，从而促进植株生长、增强光合效应等。微生物菌剂处理对枸杞植株发根量和春秋枝条生长量也有一定的提高作用，但作用不显著，分析其原因可能是由于枝条生长情况调查时期较早，所施微生物菌剂对土壤的调控作用还未得到充分发挥，故前期植株生长表现不明显。同时各微生物菌剂对枸杞成花坐果有积极的促进作用，可使成花率提高2.07%～18.87%，坐果率提高3.19%～13.63%，其中处理T2的促进作用最显著，对百粒重有一定增加作用但不显著，可使夏果百粒重增加1.73%～4.92%。产量方面，各微生物菌剂处理增产作用显著，较CK产量显著增加325.8～565.2 kg/hm2，其中处理T2增产最高达52.7%。以上结果与罗希榕[8]等研究结果“枯草芽孢杆菌、哈茨木霉(T2)、解淀粉芽孢杆菌等广谱性微生物菌剂对辣椒丰产性能影响明显，其中哈茨木霉(T2)可使辣椒单株产量增加55.76%，同时可提高果实品质，有效调控土壤微生态平衡”相似。综上所述，根部土壤经微生物菌剂调控处理后可促进花芽提前分化，花期和果期提前，坐花坐果率提高，从而产量提高，这与程乾斗[17]等研究得出“施用微生物菌剂可有效提高百粒重增产25.62%～50.57%”的结果相似。果实的品质方面，各微生物菌剂处理可使品质指标枸杞多糖、甜菜碱、总黄酮分别显著提高4.55%～25%、25.5%～43.67%、12.5%～58%，胡萝卜素含量较对照显著增加1.77～2.61倍，这与前人[17]研究结果“施用微生物菌剂可使枸杞多糖提高13.05%～71.04%，甜菜碱含量提高9.48%～51.86%，类胡萝卜素含量提高13.05%～71.04%”基本一致，其中处理T1相较于其它处理提升效果最佳。对于本研究，土壤真菌细菌微生物多样性与土壤环境因子的相关性还有待进一步深入研究分析，进而揭示微生物调控植株生长的机理，结合生产实际，有待形成一套完整、全面的在枸杞生产中微生物菌剂调控土壤环境的措施。

4 结 论

培元(T1)，哈茨木霉(T2)和根无忧(T3)3种不同微生物菌剂调控土壤对枸杞生长发育、叶绿素含量及果实的产量品质均有积极的促进作用，使枸杞幼苗的成活率和发根量分别显著提高，提高枸杞植株发枝量、枝条生长量和SPAD值；同时可提高成花坐果率及产量；可使果实内含物含量显著提高，显著改善果实品质；综合评价得出哈茨木霉(T2)对生长发育、产量及经济效益最为显著，培元(T1)对果实品质的提升效果最佳，在今后生产中可供参考和推广，可将培元和哈茨木霉菌配合施用，以达到提质增产效果。综上可得，根部土壤配施微生物菌剂可有效应用于枸杞作物，提高其经济产能，为枸杞的生长发育创造良好的环境，为高产、稳产、优质打下坚实基础，对枸杞产业绿色高质量发展提供一定的理论参考。