多粘性芽孢杆菌对甜瓜生长及品质的影响

刘德兴+亓鑫+孙中涛+巩彪+魏珉+艾希珍+史庆华

摘要：本试验研究了以多粘性芽孢杆菌为菌种研制的生物菌肥对甜瓜生长及果实品质的影响。结果表明：相较于无机肥、有机肥对照，添加多粘性芽孢杆菌处理的甜瓜果实纵横径均增加，单果重分别提高了14.26%、9.81%，单株茎叶鲜重分别提高了27.72%、16.08%，果实可溶性糖、VC含量有所提高；果实可溶性固形物含量变化不明显，可滴定酸含量、可溶性蛋白含量、硝酸盐含量较无机肥对照显著降低。综合来看，多粘性芽孢杆菌生物菌肥处理在提高甜瓜单果重的同时有助于提高果实品质。

关键词：多粘性芽孢杆菌；甜瓜；生长；品质

中图分类号：S652.01 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2017）07-0091-05

Abstract The effects of bio-organic fertilizer using Paenibacillus polymaxa as strain on the growth and fruit quality of melon were studied. The results showed that compared with the inorganic and organic fertilizers， under the treatment of bio-organic fertilizer， the transverse diameter and vertical diameter of the melon and the contents of fruit soluble sugar and vitamin C increased， the single fruit weight increased by 14.26% and 9.81%， the stem and leaf fresh weight per plant increased by 27.72% and 16.08%， the content of soluble solid had no obvious change， the contents of titratable acid， soluble protein and nitrate significantly decreased. To sum up， applying the bio-organic fertilizer could increase the single fruit weight， and was contributing to improve the fruit quality.

Keywords Paenibacillus polymaxa； Melon； Growth； Quality

设施蔬菜生产因其具有高度集约化、高复种指数、高经济效益、受季节影响小等特点在我国种植面积迅速扩大。但同时，种植模式单一、盲目施用化肥及因施用不合格化肥及未经腐熟有机肥等引起土壤板结、次生盐渍化、土传病害加重等土壤退化现象日趋严重，导致蔬菜减产甚至绝产，并对生态环境产生不利影响，不利于我国蔬菜产品生产安全及蔬菜产业可持续发展[1，2]。

近年来研究表明，在土壤中添加一定量的有益微生物，能改善土壤理化性状，促进作物生长，增强作物抗性，进而缓解蔬菜连作障碍且安全环保[3]。本试验以甜瓜为试材，采用盆栽方式研究了有机肥中添加多粘性芽孢杆菌（Paenibacillus polymaxa）对甜瓜生长和品质的影响，以期为多粘性芽孢杆菌生物菌肥的开发及设施甜瓜生产的可持续发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016年2—6月在山东农业大学园艺实验站进行，采用陶盆（盆口内径∶高∶盆底内径=30 cm∶30 cm∶25 cm）进行盆栽试验。

供试土壤取自大田，pH值6.76，电导率0.384 mS·cm-1，全氮、全磷、全钾含量分别為1.12、2.02、6.64 g·kg-1。

供试多粘性芽孢杆菌菌剂为山东农业大学生命科学学院提供，通过将多粘性芽孢杆菌菌种接种到麦麸上制得。

供试无机肥为KNO3、NH4H2PO4（分析纯，总N、P、K含量与有机肥相同）；有机肥为市售，由山东沃源有机肥业有限公司生产，有机质含量55%，全氮、全磷、全钾含量分别为10.78、9.38、19.05 g·kg-1。

供试甜瓜品种为本课题组选育的‘山农1号。

1.2 试验设计

本试验共设3个处理：多粘性芽孢杆菌处理（T1）：将多粘性芽孢杆菌菌剂和有机肥按1∶10混匀后制得生物菌肥，再与大田土按1∶20（W∶W，干重计，下同）混匀；无机肥对照（CK1）：将无机肥（总N、P、K含量与有机肥相同）和麦麸（不含任何菌种且与上述菌剂等量，下同）混匀后再与大田土按1∶20混匀；有机肥对照（CK2）：将麦麸和有机肥按1∶10混匀后，再按1∶20与大田土混匀。甜瓜定植前，将各处理土壤均等量装入大小一致的陶盆中。

2016年1月29日将浸种催芽后的甜瓜种子统一播种于50孔穴盘内，至3月6日甜瓜苗三叶一心时，选取长势一致的瓜苗定植于陶盆中，每盆1株。株距50 cm，行距80 cm。采用随机区组设计，每处理设3个小区，每15盆为1个小区，初果期（甜瓜鸡蛋大小时）及时疏果定瓜，每株留1个瓜，期间各处理均统一常规水肥管理。

1.3 指标测定

1.3.1 植株生长及果实性状 2016年4月22日（初果期，已打顶），统计株高、茎粗，果实成熟后每株取1个瓜测量单果重及果实纵横径，至拉秧时统计茎叶鲜重。

1.3.2 果实品质 果实成熟期，取同天授粉甜瓜，以手持式折光仪测定果实可溶性固形物含量。果实匀浆后，蒽酮比色法测定可溶性糖含量，NaOH滴定法测定可滴定酸含量，考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量[4]；2，6-二氯酚靛酚钠滴定法测定VC含量，分光光度法测定亚硝酸盐含量[5]。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2007进行数据处理，SPSS 17.0進行统计分析。

2 结果与分析

2.1 多粘性芽孢杆菌对甜瓜植株生长的影响

由图1可知，多粘性芽孢杆菌处理（T1）甜瓜单株茎叶鲜重较CK1、CK2分别提高了27.72%、16.08%（P<0.05）；T1处理甜瓜株高较CK2略有降低，两者间差异不显著，但均显著高于CK1（P<0.05）；T1处理下茎粗较CK1、CK2分别提高了27.27%、17.29%（P<0.05）。

2.2 多粘性芽孢杆菌对甜瓜果实性状的影响

由图2可知，多粘性芽孢杆菌处理（T1）的单果重较CK1、CK2分别提高了14.26%（P<0.05）、9.81%（P>0.05）；T1果实横径较CK1、CK2分别提高了7.28%（P<0.05）、3.79%（P>0.05），纵径分别提高了11.73%、6.10%（P>0.05）。

2.3 多粘性芽孢杆菌对甜瓜果实品质的影响

2.3.1 多粘性芽孢杆菌对甜瓜果实可溶性固形物含量的影响 如图3所示，T1处理甜瓜果实的果肉内、外部可溶性固形物含量相比CK1分别提高了4.58%（P>0.05）、31.06%（P<0.05），但较CK2略微降低，表明多粘性芽孢杆菌在提高单果重的同时对果实可溶性固形物含量无不良影响。

2.3.2 多粘性芽孢杆菌对甜瓜果实可滴定酸和可溶性糖含量的影响 如图4所示，T1处理甜瓜果实可滴定酸含量相比CK1降低了8.80%，相比CK2提高了11.98%，均达显著水平（P<0.05）；可溶性糖含量较CK1和CK2处理分别提高了13.03%（P<0.05）和3.10%（P>0.05）。

2.3.3 多粘性芽孢杆菌对甜瓜果实VC和可溶性蛋白含量的影响 如图5所示，T1处理甜瓜果实VC含量较CK1和CK2分别提高了46.37%、20.65%，均达显著水平（P<0.05）；可溶性蛋白含量相比CK1和CK2处理分别降低了17.38%（P<0.05）、1.79%（P>0.05）。

2.3.4 多粘性芽孢杆菌对甜瓜果实硝酸盐含量的影响 如图6所示，T1处理甜瓜果实硝酸盐含量比CK1处理降低了36.61%（P<0.05），但较CK2无显著差异。

3 讨论与结论

土壤微生物是陆地生态系统的重要组成部分，土壤微生物量虽然只占土壤养分库的一小部分，但它们既是养分的“库”，又是养分的“源”，是物质循环和能量转化的重要参与者，也是土壤肥力的重要指标[6]。相关研究表明细菌更适合在环境质量较好的土壤中生长，其含量可占到土壤总微生物量的70%～90%，“细菌型”土壤是土壤肥力较高的生物指标之一，而“真菌型”土壤则是地力衰竭的标志。设施连作会导致土壤微生态失衡，病原菌增多，有益菌减少，使土壤微生物菌群由细菌主导型向真菌主导型转化，导致出现土传病害发生等不利于作物健壮成长的现象[7]，进而使得作物减产、品质下降。

微生物菌剂具有促进土壤有机质分解矿化，提高土壤肥力的作用；而且施用微生物菌剂能够平衡土壤理化性质，增加土壤有益微生物数量及提高土壤酶活性，是一种生态型的土壤改良剂。桓明辉等[8]研究表明，生物菌肥能增加土壤有益微生物数量，提高土壤相关酶活性，加速秸秆分解和养分释放。向食用菌菌渣中添加巨大芽孢杆菌BM002制成的生物有机肥对油菜产量及根系生长具有显著促进作用[9]。此外，生物菌肥可以提高辣椒对枯萎病的抗性并促进植株生长[11]。本研究结果表明，有机肥中添加多粘性芽孢杆菌菌剂，能够提高甜瓜的单株茎叶鲜重和单果重，这与田雪莲等[11]的研究结果一致。作为一种细菌，多粘性芽孢杆菌对甜瓜生长的促生作用可能是因为其在土壤中的大量繁殖提高了土壤酶活性，加速了土壤有机质的分解矿化，有利于土壤团粒结构的形成，而且产生了有利于植物生长的有益代谢物，如细胞分裂素、吲哚乙酸等，优化了土壤理化性状，改善了土壤养分状况，进而达到促生的效果[12]。

目前，中国的农业生产正由追求高产向优质方向转变，而改变传统施肥种类，添加具有生物活性的有益微生物菌剂可以成为生产优质农产品的一种手段[13]。本研究结果表明，相较于单独施用无机肥和有机肥，施用添加多粘性芽孢杆菌的有机肥能够增加甜瓜单株茎叶鲜重和单果重，提高果肉可溶性固形物、可溶性糖、VC含量，并可降低可滴定酸、可溶性蛋白和硝酸盐含量，表明添加多粘性芽孢杆菌不仅能够提高甜瓜生物量，而且有利于果实品质的提高。因此，以多粘性芽孢杆菌制备的微生物菌肥可以用于甜瓜的优质高效生产，但具体施用方法和施用量还需进一步优化。

参 考 文 献：

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