竹纤维微生物菌肥对番茄产量和品质的影响

赵铭阳 冉帆 程馨

摘 要：为减少化肥、农药的用量，提高蔬菜的产量和品质，通过对番茄幼苗单一施用科斯润竹纤维微生物菌肥，分析该菌肥对番茄生长、产量及品质的影响。结果表明：施用微生物菌肥能促进番茄的植株生长和根系生长，显著提高了番茄果实的产量和品质。处理组14d的番茄幼苗株高比对照组高10.2cm，生长速度是对照组的1.95倍;单株产量较对照增加167%，达显著性差异水平（P<0.05）;各营养指标亦有显著改善：硝酸盐含量较对照降低15.5%，可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、番茄红素含量分别较对照增加19.5 %、25.7%、345.7%、20.3%、56.9%，均达到了显著差异水平（P<0.05）。

关键词：微生物菌肥;番茄;产量;品质

中图分类号 S641.2文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）24-0122-04

Abstract： In order to reduce the use of chemical fertilizers and pesticides and improve the yield and quality of vegetables， the effects of microbial fertilizer on the growth， yield and quality of tomato were studied by application of Kesirun microbial fertilizer under field conditions. The results showed that the application of microbial fertilizer could promote the growth of tomato plant and root system， and significantly improve the quality and yield of tomato. The plant height of tomato in the treatment group was 10.2 cm higher than that in the control group at 14-days， and the growth rate was 1.95 times higher than that in the control group. The per plant yield increased by 167% compared with that in the control group， reaching a significant difference level （P < 0.05）. The nutritional indicators were also significantly improved （P < 0.05）： nitrate content decreased by 15.5%， The contents of soluble solids， soluble sugar， soluble protein and vitamin C and lycopene increased by 19.5%， 25.7%， 345.7%， 20.3% and 56.9% compared with the control group， respectively.

Key words： Microbial fertilizer;Tomato;Yield;Quality

番茄（Solanum lycopersicum）果实营养丰富，能有效降低消化道癌、前列腺癌等多种疾病的发生几率，是深受大众喜爱的蔬菜之一[1-2]。近年来，随着人们环保意识的增强和生活水平的提高，蔬菜的品质与安全问题越来越引起人们的关注。但由于生产者过分追求低成本、高产量，过量使用化肥和农药，久而久之，使得蔬菜中硝酸盐含量增加，品质下降，土壤肥力下降，土傳病害加重，最终导致了农业生态环境的恶化。因此，当前急需新技术来解决传统施肥方式带来的问题。

微生物菌肥是人工培植的有益微生物菌群经加工制成的微生物活菌制剂，具有高效率、无毒害、无污染等特点[3]。它能够在土壤或基质中繁殖，形成有利于植物生长的微生物优势菌群，这些微生物菌群在繁殖代谢过程中产生活性物质，改善土壤微生态环境[4-5]，增强营养吸收，促进植物生长[6-8]，增强作物的抗病能力，改善品质，提高产量。王朋[9]等研究表明，微生物菌肥能明显降低辣椒、茄子、白菜中的亚硝酸盐含量，提高辣椒、白菜中的维生素C含量，并提高作物品质。孙越等[10]研究表明，生物有机肥可改善番茄品质，减少病害，培肥地力。葛芙蓉等[11]研究表明，复合微生物肥能明显促进番茄植株的生长，提高番茄的产量、品质和效益。目前，主流的施肥方式为微生物肥料与有机肥或无机肥配施，而以单一微生物菌肥用于番茄田间增产提质的研究报道还较少。为此，本试验研究了竹纤维微生物菌肥对番茄田间生长情况、产量及品质的影响，旨在探索番茄生产中合理高效施肥新技术，替代化学肥料、减少有机肥投入，降低成本，为实现农业化肥零增长的目标提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 供试材料 试验于2019年在四川省乐山市市中区安谷镇（北纬29°33′，东经103°44′）进行。供试番茄品种为“西粉3号”。2019年4月7日播种，2019年7月30日拉秧。供试菌肥为科斯润微生物菌肥，是一种能自动反复吸水释放的高分子菌肥，由枯草芽孢杆菌、棕色固氮菌等多种功能菌和高吸水性竹纤维高分子多糖组成，有效活菌数≥5亿/g，蓄水率>50倍，有机质≥60%，由四川鑫鑫骄扬生物科技有限公司提供。主要仪器与设备如下：T6新悦可见光分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）、TDZ5-WS多管自动平衡离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）、DZKW-4电子恒温水浴锅（北京中兴伟业仪器有限公司）、MODEL JD200-4电子天平（沈阳龙腾电子有限公司）、SpectraMax 190多功能酶标仪（美谷分子仪器（上海）有限公司）、BK-506手持折光仪（上海纽辉实业有限公司）、PD-151数位型游标卡尺（上海宝工工具有限公司）、超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）等。

1.2 试验设计 采用双行栽培，行距60cm，株距30cm，试验设单因素单水平，共2个处理，3次重复，共60株。以不添加任何肥料为对照（CK）。处理组按科斯润微生物菌肥指导用量，采用20g/株对番茄进行施肥处理。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生理生长指标 定植7d、14d后，分别测量番茄的株高。定植90d后，每个处理取代表植株15株，测定番茄的最大叶长和叶宽、茎粗、平均叶长和叶宽、叶绿素含量等。株高为植株基部至生长顶端的自然高度，叶长为叶片基部到顶部的距离，叶宽为叶片最宽部分的宽度，平均叶长和叶宽选用植株生长顶端往下第1、3、5叶片，计平均数。茎粗为距离土壤表面2cm的茎的直径。用分光光度计测量植株顶端第1～5叶片的叶绿素含量[11]。在生长末期取各处理10个代表植株根系，测定根长、根粗、根鲜质量、根干质量。根长为自然状态下根长度，根粗为土壤2cm下的主根直径。根鲜质量为洗去根系的泥巴用滤纸吸掉多余水分的质量，根干质量为鲜根在80℃烘箱中烘干至恒重的质量。

1.3.2 果实品质指标 于盛果期，每个处理随机采10个着色统一、大小均匀的果实进行品质指标测定。采用酸碱滴定法测定有机酸含量[13]，采用钼蓝比色法测定维生素C含量[14]，采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[12]，采用BK-506手持折光仪测定可溶性固形物含量，采用水杨酸-浓硫酸比色法测定硝酸盐含量[11]，采用考马斯亮蓝G-250法[13]测定可溶性蛋白质含量，采用分光光度计法[15]测定番茄红素的含量。糖酸比为总糖量与总酸度的比值。

1.3.3 果实产量 定植90d后，每个处理取代表植株15株，测定番茄的单株结果数和单果质量，最后计算单株产量。采用直接计数法测定单株结果数，采用称重法测定单果质量，单株产量=单株结果数×单果质量。

1.4 数据分析 试验数据均取3次重复的平均值，使用Microsoft Excel 2010软件进行处理和作图，采用DPS 7.05软件对实验数据进行差异显著性检验，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 对番茄生理生长指标的影响

2.1.1 地上部分 由图1可知，菌肥处理组对番茄幼苗株高的影响显著;在植株生长第7d时，处理组的株高达25.6cm，而CK的株高只有19.2cm，是CK株高的1.33倍，处理组显著高于对照组（P<0.05）;在生长第14d时，处理组的株高达33.4cm，而CK的株高只有23.2cm，是CK的1.44倍，差异显著。处理组的番茄幼苗生长速度是CK番茄幼苗生长速度的1.95倍，表明竹纤维菌肥在番茄幼苗时期对植株具有良好的促生长作用。

菌肥对番茄叶形、茎粗等生长情况的影响见表1。由表1可知，处理组番茄植株在最大叶长、最大叶宽、茎粗方面略高于CK，但差异不显著。菌肥处理组的平均叶片长度和宽度分别为8.77cm、4.33cm，CK的平均叶长和叶宽分别为6.10cm、2.87cm，两者之间有极显著差异（P<0.01）。这表明，菌肥处理对番茄叶片大小有明显的促进作用，可增加番茄的光合作用面积，从而进一步促进植株的生长发育。

2.1.2 地下部分 根系是作物吸收水分、养分并进行物质转化和储藏的重要器官，其分布特征和发育情况与作物地上部生长性状和产量密切相关[16-17]。根长是衡量根系是否发达的标志之一，根长越长，植物越能更好地吸收营养，从而为植物的生长发育提供必需的生命物质[18]。由表2可知，处理组的番茄根长和根粗均显著高于CK的，其中处理组的根粗是CK的1.33倍，根长是CK的1.23倍。根鲜质量可以直观地反应生根量的多少，根干质量则可以反应根的活力和质量。处理组的根鲜质量和根干质量分别是CK的1.18倍和1.46倍，顯著高于对照组。故处理组的根系更为发达，须根更多，根系表面积更大，表明菌肥处理可以显著促进番茄根系的生长（图2）。

2.1.3 叶片叶绿素含量 叶绿素作为叶绿体内光合色素中的色素分子，参与光合作用中光能的吸收、传递和转化，在光合作用中占有重要地位[13]，是反映植株生理活性变化的重要指标之一。由表3可知，菌肥处理组的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量分别为22.57mg/L、7.33mg/L、32.30mg/L的均略高于CK的20.57mg/L、7.02mg/L、29.29mg/L，但显著不差异（表2）。

2.2 对番茄品质的影响 表征番茄品质的指标一般有维生素C、可溶性糖、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比、番茄红素等。由表4可知，施用菌肥可显著增加番茄的可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、番茄红素含量。处理组番茄的可溶性固形物含量为4.23%，对照组含量为3.54%，约是CK的1.2倍;可溶性糖含量为2.89%，含量较CK增加25.7%;处理组番茄的可溶性蛋白含量为70.37μg/g，显著高于CK的15.79μg/g，其含量增加约3.5倍;维生素C含量为16.06mg/100g，显著高于CK的13.35mg/100g，含量增加20.3%;番茄红素含量为87.11μg/g，显著高于CK的55.53μg/g，含量增加56.9%。同时，处理组的有机酸含量较CK增加0.18%，糖酸比增加0.02%，硝酸盐含量为789.56mg/kg，比CK降低了15.5%，虽存在一定差异，但差异不显著（P>0.05）。综合来看，施用竹纤维菌肥后，番茄的营养物质含量增加明显，显著提升了番茄果实的品质。

2.3 对番茄产量的影响 由表4可知，菌肥处理组单株番茄的平均结果数达18个，而CK单株平均结果数为11个，2组差异达到显著水平（P<0.05）。同时，处理组的平均单果质量为132.7g，显著高于CK的81.5g，单果增重率较CK增加62.82%。处理组的单株产量为2.4kg，显著高于CK的0.9kg，单株产量较对照增加167%。这表明，竹纤维菌肥在提高番茄产量方面具有显著的作用。

3 讨论

3.1 竹纤维菌肥对促进番茄生长发育的作用 本研究结果表明，经过单一菌肥处理过后，番茄植株的长势显著优于CK，根系长势也显著优于CK。科斯润微生物肥是一种水肥一体的新型微生物菌肥，由多种功能菌和高吸水性竹纤维多糖组成，无任何化学肥料添加，竹纤维多糖有很强的瞬间吸水能力，提供高湿度环境和碳源，固氮菌提供氮源，在该系统下微生物能够快速生长繁殖，加速有机质降解转化为各种营养物质，释放出更多的N、P、K等养分，增加土壤肥力同时亦能反过来促进微生物的生长，形成良性循环，促进土壤改良。微生物在土壤中的生命活动，可疏松土壤，明显改善土壤板结，增加土壤的透气性，其生长代谢过程能提供天然的有机酸、生长素等有机营养，促进植物的生长并提高植物抗病能力，达到增产增收的目的[7，19]。本实验中处理组番茄叶片叶绿素含量高于CK，但未达到差异显著水平。其原因可能是果实成熟期，番茄叶片趋于衰老，生理功能变弱，叶绿素含量进一步降低[20]，导致叶绿素含量差异减小。但从叶片大小来看，施用竹纤维菌肥后，番茄叶片平均大小增加，叶面积增大，有利于光合作用的进行，从而促进了番茄的生长发育。

3.2 竹纤维菌肥对改善番茄品质和提高产量等的作用 本研究结果表明，经过单一菌肥处理过后，番茄果实的品质有显著提高，主要表现在可溶性固形物、可溶性糖含量增加，适口性更好;可溶性蛋白质、维生素C、番茄红素含量显著增加，番茄果营养更丰富，品质提升。番茄红素是一种十分重要的类胡萝卜素，在预防心血管疾病方面具有积极的作用[21-22]。另外，番茄的有机酸含量、糖酸比小幅增加，口感风味稍许提升，果實硝酸盐含量降低15.5%。根据国家标准（GB19338—2003）的规定，茄果类、豆类、瓜类蔬菜中硝酸盐含量不得高于440mg/kg。本实验中，处理组和CK的硝酸盐含量都超过了国标，其原因可能是用于种植的菜地存在严重的硝酸盐污染[23]。同时，产量测定表明，施用竹纤维菌肥后单株番茄的平均结果数较CK增加63.6%，且平均单果质量较CK增加62.82%，无论是从数量还是质量上均有显著的增加。

3.3 不同施肥处理对番茄产量和品质的影响 目前，番茄的施肥策略主要包括化肥、有机肥、生物有机肥、微生物菌剂、复合微生物肥料等。与现有研究报道的施肥效果相比，侯乐梅等[24]研究表明，以鸡粪或牛粪配方基质施用不同微生物菌剂如地福来、酵素菌、EM菌、枯草芽孢杆菌和农用微生物菌剂等对番茄的植株生长量、果实产量及维生素C含量均有所提高，其单株产量的增加量在8.5%～40.0%，维生素C含量增加8.6%～39.7%。郭宁等[25]通过对比3种常见生物有机肥和传统商品有机肥发现肥效最佳的生物有机肥可增产15.29%，提高番茄Vc含量5.38%，硝酸盐含量降低3.82%;张玉等[26]以生物有机无机复混肥、有机无机复混肥、NPK无机肥等3种肥料探讨了不同肥料对番茄生长的影响，结果表明，生物无机有机复混肥肥效最佳，增产17.7%，维生素C含量增加18.1%。本研究结果表明，田间单一施用竹纤维菌肥的番茄果实硝酸盐含量较对照降低15.5%，可溶性固形物、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、番茄红素含量较对照分别增加19.5%、25.7%、345.7%、20.3%、56.9%，番茄单株产量增加167%，品质提升和增产效果十分显著。

4 结论

综上所述，单一施用竹纤维微生物菌肥可显著促进番茄植株根系和地上部分的生长，显著提高番茄果实的品质，改善其口感和风味，并使产量增加1倍以上。因此，在番茄生产中，施用单一菌肥以替代化肥或少施有机肥是可行的，既可以增产提质，又能够降低成本。

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（责编：张宏民）