不同微生物菌剂对土壤肥力及苹果果实品质的影响

摘" 要：【目的】测定不同微生物菌剂处理对土壤肥力及苹果果实品质的影响，为苹果园合理施肥及优质栽培提供依据。【方法】以烟富苹果为研究对象，在牛粪中添加不同微生物菌剂（哈茨木霉、BFA、解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌），研究其对土壤营养状况、树体生长、叶片光合、果实品质等指标的影响。【结果】1）在牛粪中添加不同微生物菌剂，能够明显促进土壤中速效氮、速效磷、速效钾等速效养分含量的增加。牛粪结合不同微生物菌剂能显著促进富士苹果树体生长发育。当年生枝条长度增加7.6%～63.6%，叶绿素含量提高7.3%～11.6%。BFA菌剂处理的叶片光合效率最高，苹果树叶片的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度比CK分别增加了26.7%、11.4%、22.8%和11.9%。BFA菌剂对于新梢增粗效果最明显，比CK增加了63.1%。2）牛粪结合不同微生物菌剂使苹果果实品质明显提高。不同微生物菌剂处理下苹果单果质量均有所增加，增幅为12.4%～23.2%，4个微生物菌剂处理均与CK差异显著，其中枯草芽孢杆菌效果最好。BFA菌剂增加果实可溶性固形物质量分数提升效果最为显著。牛粪结合微生物菌剂能明显降低可滴定酸含量，比CK降低了25.6%～48.7%。【结论】所有处理中，牛粪结合BFA菌剂对于改良果园土壤、促进树体生长和提高果实品质的效果最明显。

关键词：土壤改良；果实；产量；富士

文章编号：2096-8108（2024）06-0055-06" 中图分类号：S661.1中图分类号" 文献标识码：A文献标志码

收稿日期：2024-06-15中文收稿日期

基金项目：宁夏回族自治区重点研发计划项目（2023BCF01049，2021BBF2011）;宁夏农林科学对外交流项目（DW-X-202101）；财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系资助项目（CARS-27）

第一作者简介：李百云（1979-），男，硕士，副研究员，主要从事果树栽培育种工作。E-mail：124495776@qq.com

*通信作者：周" 涛（1966-），男，博士，研究员，主要从事土壤生态与植物营养研究。E-mail：zhoutao6084609@163.com

Effects of Different Microbial Agents on Soil Fertility and Fruit Quality in Orchards

LI" Baiyun1，XU" Zehua1，GUO" Xinnian2，ZHOU" Tao3*，JIA" Yonghua1

（1.Horticultural Research Institute， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Yinchuan Ningxia" 750002，China；

2.Institute of Agricultural Resources and Environment， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Yinchuan Ningxia" 750002，China；

3.Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Yinchuan Ningxia" 750002，China）

Abstract：【Objective】The effect of different microbial agent treatment on soil fertility and apple fruit quality was determined to provide a basis for rational fertilization and high-quality cultivation in apple orchard. 【Methods】Taking Yanfu as the research object， using cow manure combined with different bacterial agents （Trichoderma harzianum， BFA， Bacillus amyloliquefaciens， and Bacillus subtilis） as a measure to improve orchard soil conditions， the effects of its treatment on soil nutrition， tree growth， leaf photosynthesis， fruit quality， etc. were studied. 【Results】 1） adding different bacterial agents to cow manure significantly promoted the content of soil available nitrogen， available phosphorus， and available potassium. The combination of cow manure and different bacterial agents significantly promotes the growth and development of Fuji apple trees. The new branch length of apple trees increased by 7.6%～63.6% in the current year， and the chlorophyll content increased by 7.3%～11.6%. Among the four treatments， the BFA bacterial agent treatment had the highest leaf photosynthetic efficiency. The net photosynthetic rate， transpiration rate， intercellular CO2 concentration， and stomatal conductance of apple leaves increased by 26.7%， 11.4%， 22.8%， and 11.9% compared to CK， respectively. The BFA bacterial agent showed the most significant effect on the slightly thickened surface， increasing by 63.1% compared to CK. 2） The combination of cow manure and different bacterial agents significantly improves the quality of fruit. The combination of cow manure and bacterial agents increased the weight of single apple fruit， with an increase of 12.4%～23.2%. The four bacterial agent treatments showed significant differences compared to CK， with Bacillus subtilis showing the most significant increase in single fruit weight. Among the effects of cow manure combined with bacterial agents on soluble solids in fruits， BFA bacterial agent increased soluble solids the most significantly. Cow manure combined with bacterial agent can significantly reduce titratable acid， which is 25.6%～48.7% lower than CK. 【Conclusion】Among several cow manure combined with bacterial agent measures， BFA bacterial agent improved soil and improved fruit quality， increasing tree growth， and the effect was the most significant.

Keywords：soil improvement; fruit; output; fuji

吴忠国家农业科技园区地处宁夏中部干旱带核心区，是全国非耕地高效节水绿洲农业的试验田、集散地和“现代农业出经验、出招数的地方”，初步形成了以奶牛养殖、优质林果、牧草、设施蔬菜等为主的产业。随着奶牛产业的发展，牛粪消纳成为环境污染的主要来源，而果园土壤贫瘠的问题同时并存。牛粪以有机物为主，富含一些营养物质，但是养分释放较缓慢，添加微生物菌剂可加速牛粪中成分释放。前人研究表明，菌剂中的微生物能在土壤中繁殖，改善土壤养分状况、提高土壤酶活性、增加微生物多样性、改变微生物菌群，从而为作物生长提供一个良好的生活环境［1］；施用微生物菌剂具有良好的生态效益，王艳平［2］研究表明施用生物有机肥和微生物菌剂可改善土壤肥力和土壤微生物群落结构，促进土壤养分的有效供给，土壤中细菌、真菌和放线菌的平均数量显著提高；张晓丽［3］ 研究表明施用微生物菌剂不仅可以降低土壤盐分、pH 值，而且还可以提高土壤养分含量以及改善微生物群落组成和提高产量，因此施用 BL2 微生物菌剂可以作为改良河套地区盐碱地的有效措施；杜少平［4］ 研究表明常规施肥+地衣芽孢杆菌有助于改善旱砂田西瓜根际微生物环境，提高作物产量。宁夏扬黄灌区土壤较贫瘠、偏碱性，且气候干燥，土壤有机质增加缓慢，课题组试图筛选出适合宁夏气候特点的微生物菌剂来为生产利用，加速土壤有机质转化，以奶牛粪为底物结合微生物菌剂，实现奶牛粪科学合理还田利用，不仅减少环境污染，还将有助于培肥地力和促进苹果增产增收［5］，但所选微生物菌剂在宁夏引黄灌区贫瘠干旱环境条件下研究较少。为此，本研究针对宁夏苹果主产区土壤偏碱、有机质含量低、养分失衡等突出问题，以主栽品种烟富为试材，连续3年田间定位试验，研究了牛粪结合微生物菌剂对苹果的土壤特性、树体生长与光合性能、果实品质的改良效果，以期为苹果合理施肥和优质丰产栽培提供理论依据。

1" 材料和方法

1.1" 试验地点和材料

试验地位于吴忠国家科技园区宁夏鑫源祥农牧有限公司，试验田土壤为灰钙土类中壤土，苹果株行距3m×2m，每亩（667m2）栽树111株。树龄为6年，树形为自由纺锤形，采用滴管灌溉模式行内覆盖防草布。

试验选用好氧发酵完成的奶牛粪，符合NY525-2012《有机肥料》质量标准。奶牛粪基本理化性质：有机质含量为47.8%，全氮含量为8.3g/kg，全磷含量为5.1 g/kg，全钾含量为20.8g/kg， pH值为7.0，全盐含量为16.7g/kg。

土壤理化情况：有机质0.57% 、 pH值 8.08、碱解氮67.5mg/kg、速效磷26.75 mg/kg、速效钾 253.75mg/kg。试验设计5个处理，每个处理3行，每行6株树，对照组（CK）不施有机肥，2021年3月26日进行施肥处理，采用苹果树行两侧树冠外沿开沟施肥，沟深度60cm，宽为60cm。

全园统一管理，大量元素水溶性肥料（青岛世远农业科技有限公司，N-P2O5-K2O：18-18-18）采用滴灌模式随水施入。

4个试验组设置如表1。哈茨木霉为济南鲁亚生物科技有限公司生产，有效成分2×（109～1010）个/g；生物腐殖酸（BFA）为广西济世兴农腐植酸肥业有限公司生产，含有腐殖酸（FA）≥24%，有益微生物≥2×108个/g；解淀粉芽孢杆菌（B. amyloliquefaciens）由宁夏农林科学院植物保护研究所提供。枯草芽孢杆菌为潍坊益昊生物技术有限公生产，有效成分1011个/g 。

1.2" 仪器设备与试剂

果实硬度计（GY-1）；数显测糖计（0-53%糖量计，PAL-1）；叶绿素仪SPAD 502；TPS-2光合仪。所用试剂均为分析纯。

1.3指标测定方法

1.3.1nbsp; 土壤养分测定

土壤及牛粪有机肥中全氮以凯氏定氮法、全磷以NaOH熔融钼锑抗比色法、钾以NaOH熔融火焰光度法、碱解氮以碱解扩散法、速效磷以Olsen法进行测定。

1.3.2" 光合指标测定

在8月上旬利用TPS-2光合仪于早晨09：00-11：30测定苹果树体中部当年生新梢中部叶片的光合特性参数指标。

1.3.3" 果实营养成分含量的测定

果实成熟后在样本树树冠外围1.3～1.5 m高度随机采果50个，运回实验室测定单果质量、纵横径、果肉硬度、可溶性固形物质量分数等品质指标。单果质量用1/100电子天平称量，果实纵、横径用数显游标卡尺测量，果实去皮硬度用GY-1型果实硬度计测量，可溶性固形物质量分数用数显糖量计测定。

1.4" 数据统计分析

采用Excel 2013进行数据统计，通过IBM SPSS Statistics 23对数据进行分析。

2" 结果与分析

2.1" 不同微生物菌剂处理对果园土壤的影响

由表2可以看出，在牛粪中添加不同微生物菌剂，能够明显促进土壤中速效氮、速效磷、速效钾等速效养分含量的增加。哈茨木霉菌促进速效氮和速效磷增加效果最好，与CK相比分别增加81.8%和150.8%；BFA促进速效钾增加效果最好，与CK相比增加102.1%。在牛粪中添加微生物菌剂对土壤pH影响不大。解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌降低电导率和全盐效果较明显。哈茨木霉、BFA和枯草芽孢杆菌分别使土壤有机质含量增加17.2%、27.9%和27.4%。土壤中添加微生物菌剂全量磷表现出下降趋势。

2.2" 不同微生物菌剂处理对苹果光合特性的影响

由图1可以看出，4个处理与CK相比，施用牛粪和微生物菌剂改良土壤使苹果树叶片净光合速率增加了12.4%～26.7%，各微生物菌剂处理净光合速率从大到小为T2gt;T4gt;T1gt;T3gt;CK，并且各处理与CK间达到差异显著，但处理间差异不显著；蒸腾速率各处理间关系为T4gt;T2gt;T1gt;CKgt;T3；胞间CO2浓度为T2gt;T4gt;T1gt;T3gt;CK，各处理间差异不显著，但各处理与CK间差异显著；气孔导度为T4gt;T2gt;T1gt;CKgt;T3。在4个处理中BFA菌剂光合效率最高，苹果树叶片的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度分别比CK增加了26.7%、11.4%、22.8%和11.9%。T2与T4处理间在光合测定各指标间差异不显著。

2.3 "不同微生物菌剂处理对果园树体新梢的影响

由图2可以看出，牛粪结合微生物菌剂对苹果新梢长度的影响中，BFA菌剂和解淀粉芽孢杆菌对新梢生长度的增加有明显效果，分别增加了26.6%和16.3%，哈茨木霉和枯草芽孢杆菌促长效果不明显；在新梢增粗上BFA菌剂效果最明显，比CK增加了63.1%，其他微生物菌剂效果均优于CK。哈茨木霉、BFA菌剂、有效淀粉菌和枯草芽孢杆菌处理下树体新梢叶绿素增幅4.6%～8.8%，其中哈茨木霉菌效果最明显，4个微生物菌剂处理均与CK均差异显著，但处理间没有差异不显著。

2.4" 不同微生物菌剂处理对果园果实品质的影响

由图3可以看出，牛粪结合微生物菌剂处理下苹果单果质量均有所增加，增幅为12.4%～23.2%，4个微生物菌剂处理均与CK呈显著性差异，其中T4处理单果质量增加最多。牛粪结合微生物菌剂的4个处理对苹果的果实横纵径无明显影响。试验中，4个微生物菌剂处理果实的硬度均有所增加，处理间差异不显著，其中T3牛粪结合有效解淀粉菌硬度增加较多。牛粪结合微生物菌剂对果实可溶性固形物影响方面，只有T2处理显著增加了可溶性固形物质量分数。牛粪结合微生物菌剂能明显降低可滴定酸质量分数，比CK降低了25.6%～48.7%，降低量从多到少依次为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、BFA菌剂、哈茨木霉菌。因此，枯草芽孢杆菌增加果实糖酸比效果较好，糖酸比

不同小写字母表示处理间差异显著（Plt;0.05）。下图同。

达到了70。

2.5" 主成分分析

对13个指标进行主成分分析，根据特征值大于1提取了3个主成分（见表3），累计贡献率为92.469%，可代表13项指标的基本信息。第1主成分的贡献率为48.348%，其中糖酸比（0.978）、单果质量（0.895）、可滴定酸质量分数（-0.954）的特征向量较高，这些指标均与产量和品质相关，所以可概括为产量和品质因子。第2主成分的贡献率为29.054%，其中果形指数（0.884）、胞间CO2浓度（-0.778）的特征向量较高，主要是农艺性状相关的指标，因此称作性状因子。

由表4可知，为明确不同改良土壤处理效果，对树体新稍长粗、叶片叶绿素、叶片光合、果实品质13个指标进行主成分分析，经综合客观分析，第1个主成分的累积贡献率达48.35%，第2个主成分累积贡献率达77.40%，第3个主成分累积贡献率达92.47%。综上所述，处理T2得分最高，处理T4得分次之，因此综合考虑各项指标，T2即BFA菌处理改善果园土壤，提高果实品质最好。

3" 讨论与结论

3.1" 微生物菌剂对土壤改良的作用

微生物菌剂作为一种土壤改良剂，自身不能作为养分被作物生长直接利用，可通过快速分解有机质来改善土壤理化性状，提高作物养分的利用率。大量研究表明，生物菌肥能显著提高土壤全氮、速效钾和有机质含量，土壤肥力得以改善［6］。高捷［7］研究表明，在最适有机肥与化学氮肥配施比例下增施微生物菌剂可进一步通过提高水稻单位面积穗数和总颖花量来实现水稻增产，并有效提高水稻叶面积指数和地上部干物质积累量。与不施微生物菌剂处理相比，增施微生物菌剂显著提高了土壤氮和土壤有机质含量，并能显著提高土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性。添加生物有机肥及枯草芽孢杆菌对提高肥料利用率及保持土壤肥力有一定的促进作用。本研究中，在牛粪中添加不同微生物菌剂在促进速效氮、速效磷、速效钾等速效养分增加较明显。从本试验结果来看，增施枯草芽孢杆菌处理在改善土壤肥力方面表现更优。

3.2" 微生物菌剂对植株生长的影响

土壤有机肥结合微生物菌剂能明显促进植株生长，提高产量和改善品质。王立辉［8］研究表明适宜用量的生物有机肥与微生物菌剂配施可显著促进蒜苗植株生长，提高产量，增强根系活力及硝酸还原酶活性，提高蒜苗叶绿素、维生素C、可溶性糖及大蒜素含量，降低硝酸盐含量。配施生物有机肥每亩（667 m2）800 kg、微生物菌剂每亩（667 m2）80 kg为最优处理，宜作为当地蒜苗生产的施肥模式推广应用。李静［9］研究表明草根 8 号＋枯草芽孢杆菌处理对越冬茬番茄提高抗性和品质有较好的效果，可在越冬茬番茄种植中进行推广应用。冯汝超［10］研究表明瑞康盾微生物菌剂能够促进秋季连作西瓜植株的生长， 增加产量， 提高果实品质。

本研究中，牛粪结合微生物菌剂对苹果新梢增长中，解淀粉芽孢杆菌、BFA菌剂有明显效果；在新梢增粗上BFA菌剂效果最明显。哈茨木霉、BFA菌剂和枯草芽孢杆菌对树体新梢叶绿素增加有效果，其中BFA菌剂效果最明显。牛粪结合微生物菌剂对苹果单果质量增加均有效果，其中枯草芽孢杆菌对单果质量增加最多。牛粪结合微生物菌剂能明显降低可滴定酸质量分数，降低最多依次为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、BFA菌剂、哈茨木霉菌。因此，在果实增加糖酸比方面，枯草芽孢杆菌效果较好。几种牛粪结合微生物菌剂措施中，牛粪结合BFA菌剂改良土壤、提高果实品质、增加树体生长效果最明显。

中文致谢

参考文献

［1］" 李百云，许泽华，郭鑫年，等.不同土壤改良措施对富士苹果生长、果实品质和土壤肥力的影响［J］.中国果树，2023（2）：5-10.

［2］" 王艳平，李萍，吴文强，等.生物有机肥和微生物菌剂对北京山区连作茶菊生长及土壤肥力的影响［J/OL］.中国土壤与肥料. https：//kns.cnki.net/kcms2/detail/11.5498.s.20230609.1335.004.html.

［3］" 张晓丽，王国丽，常芳弟，等.生物菌剂对根际盐碱土壤理化性质和微生物区系的影响［J］.生态环境学报， 2022，31（10）： 1984-1992.

［4］" 杜少平，唐超男，马忠明，等.不同微生物菌剂对旱砂田西瓜生长和微生物区系的影响［J］.旱农业科学 2022，1（1）：57-61.

［5］" 李百云，许泽华，郭鑫年，等.奶牛粪对苹果园土壤及树体的影响［J］.中南农业科技，2022，43（4）：3-6.

［6］" 李百云，李慧，许泽华.化肥减施结合有机肥对灵武长枣果园土壤肥力及果实品质的影响［J］.果树资源学报，2022，3（4）：17-22.

［7］" 高捷.有机肥、生物菌剂与化学氮肥配施对水稻产量和品质的影响及其机理［D］.扬州：扬州大学，2023.

［8］" 王立辉，何志学，李静，等.生物有机肥配施微生物菌剂对蒜苗生长、生理、产量及品质的影响［J］.甘肃农业大学学报，2023，58（5）：63-70.

［9］" 李静，赵秉茹，赵瑞琦，等.不同菌剂对越冬茬番茄抗性及品质的影响［J/OL］.北方园艺.https：//link.cnki.net/urlid/23.1247.S.20240110.1158.002.

［10］" 冯汝超，刘哲，郭绍贵，等.瑞康盾微生物菌剂在秋季连作西瓜上的应用效果研究［J］.浙江农业科学，2024，65（2）：345-349.