生物菌肥施用对茄子生长发育及土壤环境的影响

摘" " 要：为提高设施茄子的品质和产量，探索合适的施肥方案，以晋圆茄5号为试验材料，研究生物菌肥（处理）和化肥处理（对照）对茄子生长发育、土壤养分、土壤微生物、果实品质和产量的影响。结果表明，施用生物菌肥后茄子株高、开展度、茎粗、叶面积分别为121.24 cm、88.6 cm、30.6 mm、3.58 m2，与对照相比分别极显著提高21.19%、35.89%、20.00%、61.99%。在测定的3个时期，化肥处理的土壤pH变化较小，生物菌肥处理后pH由7.74下降至7.44，偏中性。2个处理的土壤有机质、速效磷、速效钾、速效氮含量均随着茄子生长进程不断升高，菌肥处理均极显著高于化肥处理。与施用化肥相比，生物菌肥处理还极显著提高细菌总数、放线菌总数及细菌/真菌比例，降低真菌数量，缓解了土壤菌群不平衡现象。同时生物菌肥处理的茄子果实纤维素含量降低，而可溶性糖、维生素C和可溶性蛋白含量及产量均极显著高于施用化肥处理。综上，施用生物菌肥提高了土壤养分含量，缓解了土壤菌群不平衡现象，促进了茄子生长发育，最终提高了茄子品质和产量。研究结果为茄子的优质高效栽培提供了合理的施肥方案。

关键词：茄子；生物菌肥；生长发育；品质；土壤环境

中图分类号：S641.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）07-125-06

Effect of biological microbial fertilizer application on growth and development of eggplant and soil environment

YAN Shijiang1， ZHANG Jining1， LIU Jie2

（1. College of Horticulture， Shanxi Agricultural University， Taiyuan 030031， Shanxi， China; 2. Publicity and United Front Department， Shanxi Agricultural University， Taiyuan 030031， Shanxi， China）

Abstract： In order to improve the quality and yield of facility eggplant， and seek for suitable fertilizer application scheme， Jinyuanqie No. 5 was used as experimental material in this study. During planting， biological bacterial fertilizer was used to irrigate the roots， and biological bacterial fertilizer was sprayed during the period of flowering and fruiting， and the commonly used fertilizer application methods by farmers was used as control， the agronomic traits， soil nutrients， soil microorganisms， yield and quality of eggplant are investigated. The results showed that the plant height， width of seedling， stem diameter and leaf area after the application of biological bacterial fertilizer increased， reaching 121.24 cm， 88.6 cm， 30.6 mm， and 3.58 m2， respectively. Compared with the control group， the increase rate were 21.19%， 35.89%， 20.00%， and 61.99%， respectively. During the three measured periods， the pH of the soil treated with chemical fertilizers showed little change while the pH of biological bacterial fertilizers treatment decreased from 7.74 to 7.44， which was relatively neutral. The soil nutrients in both treatments were increasing， and the bacterial fertilizer treatment was higher than the chemical fertilizer treatment. The biological bacterial fertilizer treatment also significantly increased the total number of bacteria， actinomycetes， and bacteria/fungi ratio， reducing the number of fungi， alleviated the imbalance of soil microbiota. The biological bacterial fertilizer treatment also improved the yield and quality of eggplant， reduced.the cellulose content and improved soluble sugar， vitamin C， soluble protein content. In general， the application of biological bacterial fertilizer can accumulate soil nutrients， and promote the formation of eggplant yield and quality. The research results provide suitable ertilizer application scheme for high quality and efficient cultivation of eggplant.

Key words： Eggplant; Biological bacterial fertilizer; Growth and development; Quality; Soil environment

茄子起源于印度，喜温，自传入我国后种植面积日益扩大，目前已成为人们喜爱的一种蔬菜[1]。近年来，随着大众生活方式的改变，人们对设施蔬菜的需求越来越大，在设施生产的过程中低温弱光环境对茄子的生长发育尤其是品质影响较大[2]，如何提高设施茄子的品质成为研究的热点。目前学者多从养分供应的层面进行相关研究，张瑞霞等[3]、袁奇等[4]认为，在茄子种植前土壤应多施有机肥，才能保证茄子的品质。除有机肥外，马晟等[5]认为化肥也不可或缺，但在实际的生产中农户为追求高产往往过量施入化肥，造成土壤板结、土壤性状恶化[6]。近年来，生物菌肥在蔬菜生产中大量应用，对蔬菜品质有改善作用。阎世江等[7-8]在茄子生产中施用生物菌肥，发现除增产之外，茄子果实纤维素降低，可溶性糖含量升高，品质得到改善。缪其松等[9]研究表明，喷施微生物制剂后茄子果实品质得到改善，维生素C、可溶性糖、粗蛋白含量均升高，原因是微生物制剂改善了土壤环境，抑制了病虫害发生，促进了植株生长。此外，李春明等[10]对玉米、小麦、甘薯以及阎世江等[11-12]对小麦、青椒和赫卫[13]对辣椒的研究均表明，施用生物菌肥改善了作物品质。前人从不同的层面对生物菌肥改善作物品质进行了研究，但多局限于农艺性状和品质性状，未进行系统深入的研究。笔者在日光温室内种植茄子，采用灌根与叶面喷施相结合的方法施用生物菌肥，与常见的农户施用化肥方法相比较，较为系统全面地研究生物菌肥的施用对茄子生长发育、产量、品质及土壤环境的影响，以期为茄子的安全优质生产奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

试验选择的茄子品种为晋圆茄5号，属于紫黑色圆茄，适于在温室种植，由山西农业大学园艺学院茄子育种课题组育成。采用的固氮菌肥是由山西省临汾市尧都区汾河氨基酸厂自主研发的微生物菌剂，其有效活菌数达到2.0×109 个·mL-1以上，由光合细菌、乳酸菌、枯草芽孢杆菌等构成。

1.2 方法

试验于2023年3－7月在山西农业大学东阳试验基地内进行。2023年3月2日播种，采用72孔穴盘育苗，46 d后定植，定植前每667 m2施入腐熟羊粪15 m3，种植小区长7 m，宽1.2 m，采用高垄栽培方法，垄高26 cm，垄距19 cm，两垄间设置宽为58 cm的走道，株距45 cm，每小区定植60株幼苗。采用随机区组设计，共设2个处理，3次重复。处理1（对照）：采用农户常见的施肥方法，在开花结果期，每隔10 d追施化肥1次，每次667 m2用20 kg复合肥，共用4次。处理2：定植时采用固氮菌肥50倍液灌根，每667 m2用5 kg，在开花结果期，叶面喷施固氮菌肥120倍液，每667 m2用1 kg，每隔10 d喷施1次，共用4次。其余管理方法相同。

1.3 项目指标测定

在茄子坐果后每处理随机选取10株调查农艺性状，包括株高、开展度、茎粗、叶面积。茄子定植后分别于前期（2023年4月25日）、中期（2023年6月15日）、后期（2023年7月25日）对茄子根际土壤进行取样调查，包括pH、有机质含量、速效磷含量、速效钾含量、速效氮含量，采用鲍士旦[14]的方法测定上述指标。采用焦永刚等[15]的方法统计各种微生物菌落数量，比较生物菌肥处理和化肥处理的土壤菌落数量的变化情况。在对茄坐果后每处理随机选取5个对茄，参考李合生[16]的方法，测定干物质质量及纤维素、可溶性糖、维生素C和可溶性蛋白含量等品质性状。在收获期每处理随机选取10株调查结果数、单果质量（折算667 m2产量）、产值。产值/（元·667 m-2）=单价×产量，其中单价为2元·kg-1，是当地茄子的平均价格。

1.4 数据分析

采用SPSS 18.0软件进行数据处理和差异显著性分析；采用Microsoft Excel 2016软件绘制图表。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对茄子植株农艺性状的影响

由表1可以看出，采用农户的施肥方法后，株高、开展度、茎粗、叶面积均较低，而施用生物菌肥后上述指标均升高，分别为121.24 cm、88.60 cm、30.60 mm、3.58 m2，与对照相比分别极显著提高21.19%、35.89%、20.00%、61.99%。以上结果说明施用生物菌肥有利于茄子的生长发育。

2.2 不同施肥处理对土壤养分含量的影响

由图1可知，在处理前期，2个处理的pH分别为7.75、7.74，差异不显著；在处理中期及后期，2个处理之间pH差异极显著，处理1的pH变化较小，分别为7.74、7.76，处理2的pH出现了下降，分别为7.52、7.44，趋于中性。

由图2可知，在处理前期，2个处理的有机质含量均为4.24%；在处理中、后期，2个处理的有机质含量均不断上升，且处理间差异极显著，处理1分别为5.23%、6.40%，处理2分别为7.25%、10.10%，处理2极显著高于处理1。

由图3、图4、图5可知，在处理前期，2个处理间速效氮、速效磷、速效钾含量差异均不显著；在处理中期及后期，2个处理速效氮、速效磷、速效钾含量均出现大幅度的上升，且处理2的含量极显著高于处理1，尤其在处理的后期，上述3个指标较处理1分别升高19.26%、47.70%、40.14%。

由此表明，与农户常见施肥方法相比，施用生物菌肥能使土壤pH降低，偏中性，有机质、速效磷、速效钾、速效氮含量升高，有利于土壤养分积累，对作物生长发育有利，尽管采用农户常见的施肥方法有机质等养分含量随着茄子的生长也在升高，但均极显著低于施用生物菌肥处理。

2.3 不同施肥处理对土壤微生物数量的影响

由图6可以看出，在处理前期，处理1、处理2的细菌总数分别为4.5´104、8.5´104，二者呈极显著差异。在2023年4月25日至2023年6月15日，2个处理的细菌总数上升幅度均较大，2023年6月15日之后细菌总数上升幅度减缓。在处理后期，2个处理的细菌总数分别为6.16´105、8.32´105，处理2极显著高于处理1。

由图7可以看出，在处理前期，2个处理间放线菌总数差异不显著。在2023年4月25日至2023年6月15日上升的幅度较小，后期上升的幅度较大，处理2由1.75´104上升至2.13´104，处理1由1.42´104上升至1.91´104，在中后期处理2极显著高于处理1。

由图8可以看出，处理1真菌总数逐渐上升，处理2真菌总数逐渐下降，表现出相反趋势。在前期、中期、后期，处理1均极显著高于处理2。

由图9可以看出，在测定的3个时期内，2个处理细菌/真菌比例均表现为逐渐上升，中后期处理2细菌/真菌比例均极显著高于处理1。2个处理在2023年6月15日前上升的幅度较大，2个处理分别由8.79、17.60上升至73.69、144.94；2023年6月15日后2个处理上升幅度较小，分别为82.91、248.36。

综合分析表明，施用生物菌肥与施用化肥相比，可以极显著提高细菌总数、放线菌总数及细菌/真菌比例，降低真菌数量。以上结果说明生物菌肥有利于土壤微生物的发生，细菌增多，真菌减少，缓解了土壤菌群不平衡现象。

2.4 不同施肥处理对茄子品质的影响

由表2可以看出，处理2茄子干物质质量较高，达62.79 mg·g-1，极显著高于处理1。处理1茄子纤维素含量较高，达30 mg·g-1，极显著高于处理2，而可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白含量分别为0.70%、12.12 mg·kg-1、2.95 mg·g-1，均极显著低于处理2。

综合比较，发现采用生物菌肥处理后，茄子果实的干物质质量及可溶性糖、维生素C和可溶性蛋白含量较高，纤维素含量较低，品质性状得到改善，符合大众的饮食消费需求。

2.5 不同施肥处理对茄子产量的影响

由表3可知，施用生物菌肥后结果数与对照相同，而单果质量极显著提高，处理2产量为9100 kg·667 m-2，较处理1极显著增产30.00%，产值达18 200元·667 m-2，对照为14 000元·667 m-2。

3 讨论与结论

株高、开展度、茎粗和叶面积是描述作物生长发育的重要指标，一般认为在土壤养分供应充足的情况下上述指标较高。阎世江等[8]研究表明，在茄子的生长过程中，如果土壤养分供应充足，株高、茎粗等指标较高、养分供应不足，株高、茎粗等指标表现较低。孔清华等[17]对青椒、段祥坤等[18]对籽用葫芦、朱小梅等[19]对小麦均有类似的研究结果。笔者的研究结果与上述的结论一致，施用生物菌肥后上述指标均有所升高，分别达121.24 cm、88.60 cm、30.60 mm、3.58 m2，与对照相比分别极显著提高21.19%、35.89%、20.00%、61.99%。其原因是生物菌肥内含丰富的细菌，如固氮菌、光合菌等，具有固氮、解磷、解钾的作用，使土壤中氮、磷、钾含量升高，促进蔬菜生长，还能使产量提高[20]。

生物菌肥对土壤环境影响的研究已有报道，学者多认为施用生物菌肥后对土壤环境有改良作用。胡栋等[21]研究生物菌肥施用对梨树土壤内细菌的影响，结果表明，细菌数量大幅上升，活性升高。吴建新等[22]研究生物菌肥施用对草莓基质微生物环境的影响，结果表明，细菌数量升高，远高于未接菌对照。笔者的研究结论与上述的研究结论一致，施用生物菌肥后能使土壤pH降低至7.44，偏中性，有机质、速效磷、速效钾、速效氮含量升高，分别为10.10%、105.28 mg·kg-1、101.25 mg·kg-1、314.27 mg·kg-1，说明施用生物菌肥在作物生长中对调整土壤微生物群落的结构起到了重要作用，明显降低了真菌数量，增加了土壤放线菌数量，有效减缓了土壤真菌的形成[23-26]。

有关生物菌肥对蔬菜果实品质的影响已有研究报道。阎世江等[8]研究表明，施用生物菌肥后茄子纤维素含量下降至9 mg·g-1，可溶性糖含量等指标上升，品质较施用化肥大幅提升。雷春意[27]、李振高等[28]研究表明，在番茄、黄瓜种植中施用生物菌肥后，可溶性糖、维生素C含量等均比常规施肥提高20%以上。周巍[29]研究表明，在菜心田施用生物菌肥，可溶性蛋白含量较施用化肥提高10%。笔者的研究结论与上述结论一致，施用生物菌肥后茄子干物质质量达62.79 mg·g-1，纤维素含量较低，可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白含量均较对照提高，说明生物菌肥促进蔬菜对养分吸收，提高蔬菜品质[30]。

综上所述，施用生物菌肥促进土壤中的养分积累，细菌数量增加，真菌数量减少，缓解了土壤菌群不平衡现象，保障茄子的正常生长发育，产量较对照大幅提高，品质符合大众的消费需求。该方法简单有效，可以在生产中推广使用。

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收稿日期：2023-07-09；修回日期：2024-02-27

基金项目：山西省专利转化专项计划项目（202202045）；山西农业大学生物育种工程项目（YZGC115）

作者简介：阎世江，男，副研究员，研究方向为蔬菜遗传育种。E-mail：syauyan@163.com

通信作者：刘" " 洁，女，副研究员，研究方向为数字农业。E-mail：liucuanfen@163.com