王君正，張琪，高子星，馬雪強(qiáng)，屈鋒，胡曉輝

兩種微生物菌劑對(duì)有機(jī)基質(zhì)袋培秋黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及根際環(huán)境的影響

王君正，張琪，高子星，馬雪強(qiáng)，屈鋒，胡曉輝

西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北設(shè)施園藝工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西楊凌 712100

【】探究甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和植物乳桿菌兩種微生物菌劑對(duì)有機(jī)基質(zhì)培黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)及根際環(huán)境的影響，開(kāi)發(fā)新型功能型微生物制劑，指導(dǎo)黃瓜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。以‘博耐526’黃瓜品種為材料，采用有機(jī)基質(zhì)袋培方式，在澆灌清水（N）和營(yíng)養(yǎng)液（F）2種養(yǎng)分水平下，以不添加菌劑為對(duì)照（分別記為CK1和CK2），于定植后第20、35和50天按2.5×1010CFU/株的菌劑用量分別灌根添加‘VL-10’型甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌（NT1、FT1）和‘LYS-1’型植物乳桿菌（NT2、FT2）兩種菌劑，共6個(gè)處理。兩種養(yǎng)分水平下，與CK1和CK2處理相比，甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理植株的干物質(zhì)積累量增幅分別為13.51%和15.02%，產(chǎn)量增幅分別為20.83%和15.63%；植物乳桿菌處理植株干物質(zhì)積累量增幅分別為11.43%和8.42%，產(chǎn)量增幅分別為17.42%和14.96%，甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌對(duì)植株干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成的促進(jìn)效果優(yōu)于植物乳桿菌。以FT1處理的果實(shí)品質(zhì)最優(yōu)，其游離氨基酸、有機(jī)酸、可溶性糖、還原糖和維C含量分別較CK2處理顯著提高了10.61%、28.93%、22.92%和39.88%（＜0.05），F(xiàn)T2處理的果實(shí)品質(zhì)次之；NT1和NT2處理較CK1處理顯著提高了植株P(guān)（7.43%和13.50%）、K（10.60%和8.19%）元素積累量（＜0.05），F(xiàn)T1和FT2處理的植株N（19.57%和24.18%）、P（17.16%和12.50%）、K（16.48%和26.25%）元素積累量均較CK2處理顯著提高（＜0.05）；FT1處理的N、P、K肥料利用率較CK2處理分別顯著提高了82.85%、483.90%和75.60%（＜0.05），F(xiàn)T2處理分別顯著提高了102.42%、367.98%和120.46%（＜0.05）。NT1和NT2處理較CK1處理提高了盛果期的基質(zhì)蔗糖酶（100.66%、116.60%）、過(guò)氧化氫酶（3.39%、4.10%）和堿性磷酸酶（6.99%、95.08%）活性，其中過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性在拉秧期依然高于CK1處理；而FT1和FT2處理均較CK2處理顯著提高了盛果期和拉秧期的基質(zhì)脲酶（3.75%、4.95%和13.13%、6.12%）、蔗糖酶（68.62%、24.93%和31.68%、63.35%）和堿性磷酸酶活性（18.00%、26.99%和109.64%、84.01%）（＜0.05），且甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌對(duì)脲酶和堿性磷酸酶的影響優(yōu)于植物乳桿菌；兩種養(yǎng)分水平下，甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理的基質(zhì)有效態(tài)氮含量在盛果期分別較CK1和CK2顯著提高了63.33%和72.70%（＜0.05），在拉秧期增幅為25.48%和86.46%，同時(shí)期增幅均大于植物乳桿菌，有利于保持更高的基質(zhì)有效態(tài)氮含量。灌根添加7.5×1010CFU/株的甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和植物乳桿菌均可改善有機(jī)基質(zhì)袋培黃瓜的根際環(huán)境，促進(jìn)植株對(duì)元素的吸收、同化和積累，有效提高黃瓜產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，以甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的增產(chǎn)提質(zhì)效果更優(yōu)。

微生物菌劑；黃瓜；基質(zhì)栽培；產(chǎn)量；品質(zhì)；根際環(huán)境

0 引言

【研究意義】設(shè)施栽培在實(shí)現(xiàn)蔬菜作物周年生產(chǎn)、增加經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，栽培土壤的次生鹽漬化、連作障礙等諸多問(wèn)題也一直受到普遍關(guān)注[1]?；|(zhì)栽培可擺脫土壤束縛，有效解決傳統(tǒng)土壤栽培中較難解決的水、氣、肥供應(yīng)的矛盾關(guān)系等優(yōu)勢(shì)[2]，已成為發(fā)展設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的重要途徑?；|(zhì)栽培過(guò)程中，根際微生物不僅是有機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的動(dòng)力[3]，其結(jié)構(gòu)與豐度也影響植株的生長(zhǎng)發(fā)育[4]。探尋微生物對(duì)有機(jī)基質(zhì)培作物根際環(huán)境的影響有助于挖掘有機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與作物吸收增效途徑，探究有機(jī)基質(zhì)培方式下外源微生物菌劑對(duì)黃瓜干物質(zhì)積累、產(chǎn)量、品質(zhì)、元素吸收和根際環(huán)境等指標(biāo)的影響，對(duì)提高基質(zhì)栽培效果和建立富營(yíng)養(yǎng)型有機(jī)基質(zhì)栽培模式具有重要的理論和實(shí)際意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】前人關(guān)于有機(jī)基質(zhì)栽培的研究多以促生、增產(chǎn)和提高果實(shí)品質(zhì)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)途徑多基于品種比較和基質(zhì)配方、水/肥調(diào)控等栽培管理方式的優(yōu)化[5-7]，生產(chǎn)過(guò)程依然難以擺脫傳統(tǒng)化學(xué)肥料的束縛，而根際微生物對(duì)有機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和作物元素吸收過(guò)程所起到的關(guān)鍵作用往往被忽略。甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌（）為生防型革蘭氏陽(yáng)性菌，具有抗逆性強(qiáng)、抗菌譜廣、環(huán)境友好且不易產(chǎn)生耐藥性等特點(diǎn)[8]，目前有關(guān)該菌的研究集中在對(duì)黃瓜炭疽病、灰霉病、枯萎病和葡萄霜霉病等病害的防治作用及其作用機(jī)理[9-10]；植物乳桿菌（）作為可食用益生菌之一，是一類(lèi)革蘭氏陽(yáng)性、兼性異型發(fā)酵乳酸菌，其有關(guān)研究多集中于食品、青貯飼料發(fā)酵及動(dòng)物腸道益生作用[11-12]，對(duì)作物生產(chǎn)過(guò)程的影響以探究其病害防控作用為主[13]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前，利用微生物制劑促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的研究多基于土壤栽培條件[14-15]，結(jié)合基質(zhì)栽培方式下養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與作物吸收的研究相對(duì)較少，且關(guān)于上述兩種微生物對(duì)蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)和根際環(huán)境的影響鮮有報(bào)道。因此，將甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和植物乳桿菌兩種微生物制劑與黃瓜有機(jī)基質(zhì)栽培方式相結(jié)合，以挖掘菌劑功能、提高生產(chǎn)質(zhì)量和肥料利用率。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】基于黃瓜有機(jī)基質(zhì)栽培試驗(yàn)，探究甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和植物乳桿菌兩種微生物菌劑在不同養(yǎng)分水平下對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)、養(yǎng)分吸收以及根際微環(huán)境等指標(biāo)的具體影響，為促進(jìn)設(shè)施基質(zhì)栽培黃瓜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2019年在陜西楊凌揉谷設(shè)施農(nóng)業(yè)基地（北緯34°28′，東經(jīng)108°07′，海拔498.68 m）大跨度非對(duì)稱(chēng)內(nèi)保溫雙層塑料薄膜大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)期棚內(nèi)日平均空氣溫度18.6—34.6℃；日平均相對(duì)濕度48.3%—84.3%（北京金洋萬(wàn)達(dá)科技有限公司生產(chǎn)的“WD-PDKI”型溫濕度光照記錄儀測(cè)定）。

1.1 試驗(yàn)材料

以‘博耐526’品種黃瓜和‘VL-10’甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌（粉劑，山東蔚藍(lán)生物科技有限公司，有效活菌數(shù)為5×1010CFU/g）、‘LYS-1’植物乳桿菌（菌液，山東蔚藍(lán)生物科技有限公司，有效活菌數(shù)為1×108CFU/mL）為試材。采用基質(zhì)袋培，基質(zhì)袋尺寸大小為長(zhǎng)×寬×高=90 cm×20 cm×16 cm，基質(zhì)容量為18 L/袋，每袋種植2株黃瓜。栽培基質(zhì)配比為腐熟牛糞﹕菇渣﹕珍珠巖=2﹕4﹕1（體積比），其理化性質(zhì)為：速效氮1.4 mg·g-1、速效磷0.8 mg·g-1、速效鉀5.5 mg·g-1、全氮19.4 mg·g-1、全磷8.4 mg·g-1、全鉀20.3 mg·g-1、pH 6.94、電導(dǎo)率為2.3 mS·cm-1、有機(jī)質(zhì)含量為48.3%。采用水肥一體化滴灌系統(tǒng)進(jìn)行水肥管理，灌溉和營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)流速為1 L·h-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

黃瓜苗于8月9日（3葉1心時(shí)）定植，10月26日拉秧，各處理定植28株，3次重復(fù)，定植密度為3 419株/667 m2。為分別對(duì)比兩種微生物菌劑對(duì)不同養(yǎng)分水平下植株產(chǎn)量、品質(zhì)及根際環(huán)境等指標(biāo)的影響，分為澆灌清水（N）和營(yíng)養(yǎng)液（F）兩個(gè)組分。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置兩種供試菌劑的單株累計(jì)添加總活菌數(shù)均為7.5×1010CFU，分別于定植后第20、35和50天進(jìn)行灌根，每次每株添加活菌數(shù)為2.5×1010CFU，根據(jù)公式：?jiǎn)未螁沃晏砑踊罹鷶?shù)=[菌劑有效活菌濃度×單株取用克數(shù)（或取用體積）]計(jì)算取用量，其中，甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌菌劑處理（NT1和FT1）時(shí)按0.5 g/株稱(chēng)取菌劑，于250 mL清水中混合均勻后進(jìn)行灌根；植物乳桿菌為菌液，每次菌劑處理（NT2和FT2）時(shí)按250 mL/株用量取菌液后進(jìn)行灌根，CK1和CK2處理澆灌同體積清水，共6個(gè)處理。

開(kāi)花坐果期（定植后第24天）開(kāi)始進(jìn)行不同養(yǎng)分條件處理，營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)組分選用山崎黃瓜專(zhuān)用營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行滴灌補(bǔ)充養(yǎng)分，每3 d按每株1 L·d-1用量澆1次0.5倍濃度山崎黃瓜專(zhuān)用營(yíng)養(yǎng)液或等量清水，澆4次；然后增加營(yíng)養(yǎng)液濃度至1倍濃度，按每株1 L·d-1用量，澆9次。其他管理按常規(guī)栽培管理方式進(jìn)行。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 產(chǎn)量記錄 各處理隨機(jī)選取8株植株掛牌標(biāo)記，用于記錄單株產(chǎn)量，每次采收時(shí)記錄單株產(chǎn)量和小區(qū)產(chǎn)量，各處理總產(chǎn)量由小區(qū)產(chǎn)量折算。

1.3.2 品質(zhì)測(cè)定 于盛果中期（定植后第55天），分別在各處理植株的相同葉位選取長(zhǎng)度和重量一致的5個(gè)果實(shí)用于品質(zhì)測(cè)定。維生素C含量采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定；游離氨基酸含量采用茚三酮顯色法測(cè)定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定；還原糖含量采用3,5-二硝基水楊酸法測(cè)定；硝酸鹽含量采用水楊酸法測(cè)定[18]；有機(jī)酸含量采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定[16]。

1.3.3 植株N、P、K元素和不同器官干物質(zhì)積累量測(cè)定 各處理分別于盛果期和拉秧期（定植后第55和78天）隨機(jī)選取5株，參照張佼等[17]的方法測(cè)定植株干物質(zhì)積累量和植株N、P、K元素含量。

1.3.4 基質(zhì)酶活性和有效態(tài)氮含量測(cè)定 各處理分別于盛果期和拉秧期（定植后第55和78天）隨機(jī)取5株植株的根際基質(zhì)，經(jīng)自然風(fēng)干、混勻、研磨、過(guò)篩后測(cè)定基質(zhì)酶活性和有效態(tài)氮含量?；|(zhì)過(guò)氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測(cè)定；脲酶活性采用苯酚-次氯酸鈉比色法測(cè)定；蔗糖酶活性采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定；磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測(cè)定[18]。有效態(tài)氮含量為NH4+-N和NO3--N含量之和，經(jīng)1 mol·L-1KCl溶液浸提基質(zhì)后，用連續(xù)流動(dòng)分析儀（Auto Analyzer 3，Germany）測(cè)定基質(zhì)懸液的NH4+-N含量和NO3--N含量[19]。

1.3.5 肥料利用率的計(jì)算 結(jié)合拉秧期所取植株的干質(zhì)量、元素含量和生育期內(nèi)養(yǎng)分投入量，根據(jù)如下公式分別計(jì)算N、P、K肥料利用率[20]。

肥料利用率（fertilizer use efficiency，F(xiàn)UE）=（U1-U0）/F×100%

式中，U1：施肥區(qū)吸收N、P2O5和K2O總量（kg/株），U0：對(duì)照區(qū)吸收N、P2O5和K2O總量（kg/株），F(xiàn)：全生育期投入的N、P2O5和K2O總量（kg/株）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，用SPSS 23.0軟件中的Duncan’s方法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異性分析，數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，用Pearson相關(guān)性分析根際環(huán)境與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性。

2 結(jié)果

2.1 兩種微生物菌劑對(duì)有機(jī)基質(zhì)培黃瓜產(chǎn)量的影響

由圖1可見(jiàn)，營(yíng)養(yǎng)液和微生物菌劑對(duì)黃瓜產(chǎn)量均有極顯著影響（＜0.01），而二者對(duì)黃瓜產(chǎn)量無(wú)顯著交互作用影響（＜0.05）。在兩種養(yǎng)分水平下，均以添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的處理產(chǎn)量最高，添加植物乳桿菌的處理次之。與CK1處理相比，NT1和NT2處理的黃瓜產(chǎn)量分別顯著提高了23.56%和17.61%；與CK2處理相比，F(xiàn)T1和FT2處理的黃瓜產(chǎn)量分別顯著提高了16.39%和16.25%。表明兩種微生物菌劑均可促進(jìn)黃瓜產(chǎn)量的增加，其增產(chǎn)幅度因基質(zhì)中養(yǎng)分含量的不同略有差異，其中甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的增產(chǎn)效果更穩(wěn)定。

**表示極顯著影響（P＜0.01），NS表示無(wú)顯著影響。不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（P＜0.05），字母‘M’和‘F’分別代表菌劑和營(yíng)養(yǎng)液。下同

2.2 兩種微生物菌劑對(duì)有機(jī)基質(zhì)培黃瓜品質(zhì)的影響

除維生素C含量外，營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜果實(shí)其他品質(zhì)指標(biāo)均有極顯著影響（＜0.01）；微生物菌劑對(duì)游離氨基酸、可溶性蛋白、有機(jī)酸和維生素C含量有極顯著影響（＜0.01），對(duì)可溶性總糖含量影響顯著（＜0.05），但對(duì)其他指標(biāo)無(wú)顯著影響；二者的交互作用對(duì)除游離氨基酸外的其他品質(zhì)指標(biāo)均呈極顯著影響（＜0.01）（表1）。整體來(lái)看，以營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)配合添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的FT1處理黃瓜品質(zhì)指標(biāo)最優(yōu)，除硝酸鹽含量外的品質(zhì)指標(biāo)均為最大值。與CK1處理相比，NT1和NT2處理的果實(shí)游離氨基酸、有機(jī)酸、可溶性糖及還原糖含量分別顯著提高了14.98%和6.39%、5.73%和16.39%、13.34%和11.63%、27.68%和22.32%，NT1處理的果實(shí)可溶性蛋白含量顯著提高了17.82%；與CK2處理相比，F(xiàn)T1和FT2處理的果實(shí)游離氨基酸、有機(jī)酸、可溶性總糖含量分別顯著提高了10.61%和7.33%、6.25%和4.17%、28.93%和9.75%，F(xiàn)T1處理還顯著提高了果實(shí)還原糖（22.92%）和維C含量（39.88%），兩種菌劑處理均顯著降低了果實(shí)的硝酸鹽含量。

2.3 兩種微生物菌劑對(duì)黃瓜不同器官干物質(zhì)積累與分配的影響

由表2可知，營(yíng)養(yǎng)液對(duì)莖、葉、果干質(zhì)量和果實(shí)干物質(zhì)分配系數(shù)均有極顯著影響（＜0.01）；微生物菌劑對(duì)植株根、莖和果實(shí)干質(zhì)量有極顯著影響（＜0.01）；二者的交互作用僅對(duì)莖干質(zhì)量有極顯著影響（＜0.01），對(duì)果實(shí)干物質(zhì)分配系數(shù)有顯著影響（＜0.05）。根際添加兩種微生物菌劑后，在兩種養(yǎng)分管理模式下均較對(duì)照提高了植株干物質(zhì)積累量。與CK1處理相比，NT1和NT2處理的植株莖、果實(shí)干物質(zhì)積累量分別顯著提高了14.86%和18.64%、23.56%和17.60%，NT1處理還顯著提高了根干質(zhì)量（20.45%）和果實(shí)干物質(zhì)分配系數(shù)（10.20%）；與CK2處理相比，F(xiàn)T1處理的植株根、莖、葉和果實(shí)干物質(zhì)積累量分別較CK2對(duì)照顯著提高了30.47%、29.71%、14.45%和12.39%，而FT2處理僅莖、果實(shí)干物質(zhì)積累量分別顯著提高了12.13%和12.35%。兩種養(yǎng)分水平下均以甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理對(duì)植株干物質(zhì)積累的促進(jìn)效果最優(yōu)。

表1 兩種微生物菌劑對(duì)有機(jī)基質(zhì)培黃瓜品質(zhì)的影響

同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（＜0.05），*和**分別表示顯著差異（＜0.05）和極顯著差異（＜0.01）。下同

Values followed by different letters in the same column show significant difference (＜0.05). *, ** significant difference (＜0.05) and extremely significant difference (＜0.01), respectively. The same as below

表2 兩種微生物菌劑對(duì)黃瓜干物質(zhì)積累與分配的影響

2.4 兩種微生物菌劑對(duì)植株元素積累量的影響

由圖2可知，營(yíng)養(yǎng)液、菌劑及二者的交互作用對(duì)黃瓜的N、P、K元素積累量均有極顯著影響（＜0.01）。微生物菌劑在促進(jìn)元素吸收和積累的同時(shí)，也促進(jìn)了元素由根系向莖、葉和果實(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)與積累。在兩種養(yǎng)分管理模式下，添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和植物乳桿菌菌劑處理的植株P(guān)元素積累量分別較各自對(duì)照顯著提高了7.43%—17.16%和12.50%—13.50%、K元素積累量分別較各自對(duì)照顯著提高了10.60%—16.48%和8.19%—26.25%。僅在營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)條件下，添加兩種微生物菌劑后顯著提高了植株N元素積累量，F(xiàn)T1和FT2處理的N元素積累量分別較CK2處理顯著提高了19.57%和24.18%，但該促進(jìn)作用在澆灌清水條件下不明顯。

2.5 兩種微生物菌劑對(duì)基質(zhì)酶活性的影響

營(yíng)養(yǎng)液對(duì)兩個(gè)時(shí)期的基質(zhì)脲酶、蔗糖酶活性和拉秧期過(guò)氧化氫酶活性均有極顯著影響（＜0.01），而對(duì)拉秧期的堿性磷酸酶有顯著影響（＜0.05）；菌劑對(duì)兩個(gè)時(shí)期的脲酶、過(guò)氧化氫酶和盛果期的蔗糖酶、堿性磷酶活性均有極顯著影響（＜0.01）；除拉秧期的過(guò)氧化氫酶外，二者的交互作用對(duì)兩個(gè)時(shí)期的其他基質(zhì)酶活性均有極顯著影響（＜0.01）（表3）。兩種微生物菌劑在營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)條件下對(duì)基質(zhì)酶活性的影響大于無(wú)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)條件。在澆灌清水條件下，根際添加兩種微生物菌劑后均較CK1處理提高了盛果期的蔗糖酶、過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性，其中過(guò)氧化氫酶和堿性磷酸酶活性在拉秧期仍高于CK1處理，該條件下甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌對(duì)堿性磷酸酶的影響大于植物乳桿菌，而過(guò)氧化氫酶活性更多受到植物乳桿菌的影響。在營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)條件下，添加兩種微生物菌劑后均較CK2處理顯著提高了兩個(gè)時(shí)期的脲酶、蔗糖酶和堿性磷酸酶活性，且甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌對(duì)脲酶和堿性磷酸酶的影響效果優(yōu)于植物乳桿菌。整體而言，外源添加兩種微生物菌劑有助于提高基質(zhì)酶活性。

圖2 兩種微生物菌劑對(duì)黃瓜N、P、K元素積累量的影響

表3 兩種微生物菌劑對(duì)基質(zhì)酶活性的影響

2.6 兩種微生物菌劑對(duì)基質(zhì)有效態(tài)氮含量的影響

由表4可知，除營(yíng)養(yǎng)液對(duì)拉秧期的基質(zhì)NH4+-N含量無(wú)顯著影響外，營(yíng)養(yǎng)液、菌劑及二者的交互作用對(duì)兩個(gè)時(shí)期基質(zhì)中的NH4+-N、NO3--N含量及有效態(tài)氮總量均有極顯著影響（＜0.01）。在兩種養(yǎng)分水平下，添加兩種微生物菌劑后均較對(duì)照處理顯著提高了兩個(gè)時(shí)期的基質(zhì)有效態(tài)氮含量，且甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理（NT1和FT1）的有效態(tài)氮含量均顯著高于植物乳桿菌處理（NT2和FT2）。在盛果期，與CK1處理相比，NT1和NT2處理的基質(zhì)NH4+-N、NO3--N含量及有效態(tài)氮總量分別顯著提高了246.77%和184.41%、53.46%和51.10%、63.33%和57.91%；營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)條件下，與CK2相比，F(xiàn)T1和FT2處理的基質(zhì)NH4+-N、NO3--N含量及有效態(tài)氮總量分別顯著提高了400.26%和170.98%、62.85%和36.80%、72.70%和36.95%。在拉秧期，兩種養(yǎng)分水平下，以甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理的基質(zhì)有效態(tài)氮含量有最大值，且NT1和FT1處理的基質(zhì)有效態(tài)氮總含量分別顯著高于CK1和CK2處理25.48%和86.46%。

表4 兩種微生物菌劑對(duì)基質(zhì)有效態(tài)氮含量的影響

2.7 兩種微生物菌劑對(duì)黃瓜肥料利用率的影響

兩種菌劑處理的N、P、K肥料利用率均顯著高于CK2對(duì)照，其中，F(xiàn)T2處理的N和K肥利用率最高，分別比CK2處理顯著提高了102.45%和120.47%，P肥利用率比CK2處理顯著提高了367.92%，F(xiàn)T1處理的N、P、K肥料利用率分別比CK2處理顯著提高了82.90%、483.79%和75.61%（圖3）。

2.8 盛果期根際環(huán)境與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

基質(zhì)酶活性、有效態(tài)氮含量與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果表明（表5），基質(zhì)脲酶活性與果實(shí)游離氨基酸、維生素C含量有極顯著正相關(guān)性（＜0.01），與有機(jī)酸和可溶性糖含量呈顯著正相關(guān)（＜0.05）；基質(zhì)蔗糖酶活性僅與果實(shí)還原糖含量呈顯著正相關(guān)（＜0.05）?；|(zhì)過(guò)氧化氫酶活性除與可溶性總糖和還原糖含量有極顯著正相關(guān)性外，還與果實(shí)維生素C含量顯著正相關(guān)（＜0.05），而基質(zhì)磷酸酶活性與果實(shí)游離氨基酸和可溶性總糖含量呈極顯著正相關(guān)，與有機(jī)酸和維生素C含量呈顯著正相關(guān)（＜0.05）。基質(zhì)有效態(tài)氮含量中，NH4+-N含量?jī)H與果實(shí)還原糖含量呈顯著正相關(guān)性（＜0.05），而NO3--N含量、有效態(tài)氮總量與果實(shí)游離氨基酸、有機(jī)酸、可溶性總糖、還原糖和維生素C含量均有極顯著正相關(guān)性（＜0.01）。

圖3 兩種微生物菌劑對(duì)黃瓜肥料利用率的影響

表5 盛果期根際環(huán)境與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

3 討論

農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，根際有益微生物不僅通過(guò)影響根際介質(zhì)結(jié)構(gòu)與肥力[21]，間接影響作物生產(chǎn)過(guò)程，還可通過(guò)定殖于作物根系表面或其內(nèi)部[22]，直接影響植物的生長(zhǎng)與健康，其作用機(jī)制主要包括：通過(guò)礦化、硝化等過(guò)程活化土壤養(yǎng)分[23]，提高速效養(yǎng)分供給量；合成IAA、GA等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)[24-25]，促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育；分泌水解酶、抗菌素等代謝產(chǎn)物防治土傳病蟲(chóng)害[26]；誘導(dǎo)作物抗逆性等，在促進(jìn)土壤或基質(zhì)能量轉(zhuǎn)化和物質(zhì)循環(huán)的同時(shí)[27-28]，也調(diào)節(jié)著植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程[29]，促使達(dá)到增產(chǎn)提質(zhì)的最終目的。外源添加微生物制劑可促使根際形成合理的微生物群落結(jié)構(gòu)，提高根際養(yǎng)分平衡供應(yīng)能力，維持根際生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和可持續(xù)性，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。但不同微生物菌劑的功能、作用方式及其最適作用濃度間存在差異?？莶菅挎邨U菌菌劑在5×105—10×105CFU/株范圍內(nèi)灌根處理，可通過(guò)促進(jìn)植株元素吸收量進(jìn)而促進(jìn)黃瓜秧苗的生長(zhǎng)，提高成苗質(zhì)量[30]；解淀粉芽孢桿菌FZB-42在2.5×1011CFU/株菌劑用量下能夠顯著促進(jìn)番茄和黃瓜對(duì)養(yǎng)分的吸收、積累，進(jìn)而加快莖、葉和根系的生長(zhǎng)速度，提高其產(chǎn)量[31]；短短芽孢桿菌CH1和枯草芽孢桿菌CH2菌劑在109CFU/mL濃度下浸種處理后可加快黃瓜生長(zhǎng)速度，提高其干物質(zhì)和元素積累量，并有效提高可溶性糖、Vc和蛋白質(zhì)等品質(zhì)指標(biāo)含量[32]。本研究發(fā)現(xiàn)，灌根添加7.5×1010CFU/株甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和植物乳桿菌菌劑在不同養(yǎng)分水平條件下均可促進(jìn)黃瓜植株干物質(zhì)積累和產(chǎn)量形成，且甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的增產(chǎn)效果更穩(wěn)定。前人研究表明，根際接種海洋側(cè)孢短芽孢桿菌和細(xì)黃鏈霉菌菌劑可顯著提高黃瓜和番茄的游離氨基酸、可溶性糖、可溶性蛋白等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[33]，根際接種鏈霉菌S506菌劑后黃瓜果實(shí)可溶性固形物、維生素C等含量顯著升高，而硝態(tài)氮含量顯著降低[34]，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在兩種養(yǎng)分水平下，甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌和植物乳桿菌灌根處理均可提高黃瓜果實(shí)品質(zhì)，但不同養(yǎng)分水平下對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響效果存在差異，整體上以營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)配合添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌處理的黃瓜品質(zhì)最優(yōu)。結(jié)合不同養(yǎng)分水平條件下基質(zhì)速效養(yǎng)分含量和植株元素積累量的變化趨勢(shì)推測(cè)，在灌溉清水條件下，施入兩種菌劑均可促進(jìn)基質(zhì)有機(jī)氮等有機(jī)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，在滿足微生物自身生長(zhǎng)需求的同時(shí)，提高了基質(zhì)速效氮的供應(yīng)量和果實(shí)氮素分配總量，進(jìn)而引起植株的生理代謝過(guò)程變化，因此，黃瓜果實(shí)的游離氨基酸、硝態(tài)氮含量顯著提高，但由于無(wú)外源養(yǎng)分供應(yīng)時(shí)，基質(zhì)元素供應(yīng)量有限，隨栽培時(shí)間延長(zhǎng)，微生物的作用效果降低；而在營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)時(shí)，根際養(yǎng)分相對(duì)充足，“根際環(huán)境-微生物-植株”之間的互作關(guān)系發(fā)生改變，根系生長(zhǎng)健壯，微生物的根系趨化性增強(qiáng)，更趨向參與植株對(duì)元素吸收的調(diào)節(jié)和對(duì)養(yǎng)分平衡運(yùn)輸?shù)恼{(diào)控，并促使果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)整體提升。但其具體機(jī)制仍待進(jìn)一步研究。

根際微生物作為基質(zhì)生物肥力的核心，其養(yǎng)分活化功能主要包括溶解無(wú)機(jī)磷、分解有機(jī)磷、氮素礦化和鉀素釋放與固定等[35]，而分泌土壤酶是其發(fā)揮作用的有效途徑之一。土壤酶活性強(qiáng)弱是表征土壤熟化和肥力水平高低的重要指標(biāo)[28]。植株根際接種微生物菌劑可提高土壤脲酶、蔗糖酶、堿性磷酸酶、過(guò)氧化氫酶活性，但在植株不同生長(zhǎng)階段影響效果不同，且基質(zhì)酶活性與微生物數(shù)量和作用時(shí)間有關(guān)[36]。本研究結(jié)果表明，兩種微生物菌劑對(duì)營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)的基質(zhì)酶活性影響效果大于澆灌清水，且甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌對(duì)基質(zhì)脲酶和堿性磷酸酶的影響優(yōu)于植物乳桿菌，而蔗糖酶和過(guò)氧化氫酶受植物乳桿菌影響更大。這表明根際養(yǎng)分水平和植株長(zhǎng)勢(shì)會(huì)顯著影響菌劑對(duì)土壤酶活性的調(diào)控，在無(wú)營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)條件下，基質(zhì)有機(jī)質(zhì)含量高而速效養(yǎng)分含量低，根際添加菌劑后促進(jìn)基質(zhì)中有機(jī)養(yǎng)分向速效養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，造成基質(zhì)中速效養(yǎng)分含量和植株元素吸收、積累量提高，但由于無(wú)營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)時(shí)微生物定殖、代謝、擴(kuò)繁所必須養(yǎng)分相對(duì)匱乏，因此微生物的繁殖系數(shù)較低。同時(shí)，可能受酶反應(yīng)底物含量的影響，前期底物分解較快，而中后期底物缺乏，造成基質(zhì)脲酶活性降低，但有效態(tài)氮含量的增加不僅與脲酶活性有關(guān)，與基質(zhì)硝酸還原酶、亞硝酸還原酶等基質(zhì)酶活性均有關(guān)，因此，結(jié)合菌劑處理后基質(zhì)有效態(tài)氮含量和脲酶活性的變化趨勢(shì)推測(cè)，在無(wú)營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)時(shí)，兩種微生物菌株可通過(guò)除脲酶外的其他酶促或非酶促途徑提高基質(zhì)有效態(tài)養(yǎng)分供給量；而在營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)條件下，根際養(yǎng)分相對(duì)充足，微生物可有效定殖和擴(kuò)繁，持續(xù)促進(jìn)根系生長(zhǎng)及對(duì)元素的吸收與利用，且該條件下植株生長(zhǎng)相對(duì)健壯，微生物和植株的協(xié)同分泌作用使基質(zhì)酶活性普遍提高，即使在拉秧期，基質(zhì)速效養(yǎng)分含量和植株長(zhǎng)勢(shì)仍優(yōu)于無(wú)營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)組分，該結(jié)果與閆楊等[37]的研究結(jié)果相同，后期可繼續(xù)深入研究?jī)煞N微生物菌株對(duì)基質(zhì)元素轉(zhuǎn)化的具體作用機(jī)制。

本試驗(yàn)條件下，營(yíng)養(yǎng)液和菌劑對(duì)黃瓜產(chǎn)量和游離氨基酸、可溶性蛋白和維生素C含量等品質(zhì)指標(biāo)均有極顯著影響，但整體來(lái)看，營(yíng)養(yǎng)液對(duì)黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響更大，說(shuō)明雖然施用兩種微生物菌劑在不同養(yǎng)分水平條件下均可提高黃瓜產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)，但其影響效果仍不能完全替代外源養(yǎng)分供應(yīng)對(duì)黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的促進(jìn)作用。因此，在應(yīng)用過(guò)程中，結(jié)合外源養(yǎng)分供應(yīng)，有助于達(dá)到更優(yōu)的增產(chǎn)提質(zhì)效果。此外，研究結(jié)果顯示，NO3--N含量和有效態(tài)氮總量與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間相關(guān)性較強(qiáng)，脲酶、堿性磷酸酶、NO3--N含量和有效態(tài)氮總量均與游離氨基酸含量呈極顯著正相關(guān)，這表明根際添加微生物菌劑可能引起植株氮代謝等生理代謝過(guò)程的變化。

4 結(jié)論

在兩種養(yǎng)分水平條件下，用7.5×1010CFU/株甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌或植物乳桿菌菌劑灌根均可通過(guò)提高基質(zhì)酶活性，加速根際速效養(yǎng)分的供給，提高根際有效態(tài)氮等速效養(yǎng)分含量，加速植株對(duì)元素的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、同化和積累，提高養(yǎng)分利用率，進(jìn)而提高黃瓜產(chǎn)量和品質(zhì)，且以營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)條件下添加甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌的FT1處理產(chǎn)量和品質(zhì)效果最優(yōu)。綜上，在有機(jī)基質(zhì)栽培方式下，推薦在營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)時(shí)配合添加7.5×1010CFU/株‘VL-10’型甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌菌劑。

[1] 孫光聞, 陳日遠(yuǎn), 劉厚誠(chéng). 設(shè)施蔬菜連作障礙原因及防治措施. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2005, 21(增刊): 184-188.

SUN G W, CHEN R Y, LIU H C. Causes and control measures for continuous cropping obstacles in protected vegetable cultivation. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2005, 21(Supp): 184-188. (in Chinese)

[2] 徐小蓮. 我國(guó)蔬菜無(wú)土栽培現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì). 農(nóng)業(yè)工程, 2019, 10(9): 121-123.

XU X L. Current situation and development trend of vegetable soilless cultivation in China. Agricultural Engineering, 2019, 10(9): 121-123. (in Chinese)

[3] 祝英, 彭軼楠, 鞏曉芳, 張軍, 王治業(yè), 郭增祥, 馬坤源, 周劍平, 楊暉. 不同微生物菌劑對(duì)當(dāng)歸苗生長(zhǎng)及根際土微生物和養(yǎng)分的影響. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 2017, 23(3): 511-519.

ZHU Y, PENG Y N, GONG X F, ZHANG J, WANG Z Y, GUO Z X, MA K Y, ZHOU J P, YANG H. Effects of different microbial agents on growth of Angelica sinensis and microorganism population and nutrients of rhizosphere soil. Chinese Journal of Applied & Environmental Biology, 2017, 23(3): 511-519. (in Chinese)

[4] 李艷玲. 根際微生物群落對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物和作物生長(zhǎng)的影響[D]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2019.

LI Y L. Effects of rhizosphere microbiomes on volatile organic compounds and crop growth [D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2019. (in Chinese)

[5] 蔣靜靜, 屈鋒, 蘇春杰, 楊劍鋒, 余劍, 胡曉輝. 不同肥水耦合對(duì)黃瓜產(chǎn)量品質(zhì)及肥料偏生產(chǎn)力的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 52(1): 86-97.

JIANG J J, QU F, SU C J, YANG J F, YU J, HU X H. Effects of different water and fertilizer coupling on yield and quality of cucumber and partial factor productivity of fertilizer. Scientia Agricultura Sinica, 2019, 52(1): 86-97. (in Chinese)

[6] 王鵬勃, 李建明, 丁娟娟, 劉國(guó)英, 潘銅華, 杜清潔, 常毅博. 水肥耦合對(duì)溫室袋培番茄品質(zhì)、產(chǎn)量及水分利用效率的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(2): 314-323.

WANG P B, LI J M, DING J J, LIU G Y, PAN T H, DU Q J, CHANG Y B. Effect of water and fertilizer coupling on quality, yield and water use efficiency of tomato cultivated by organic substrate in bag. Scientia Agricultura Sinica, 2015, 48(2): 314-323. (in Chinese)

[7] 徐剛, 高文瑞, 王欣, 李德翠, 孫艷軍, 韓冰, 史瓏燕. 水肥耦合對(duì)基質(zhì)栽培辣椒前期產(chǎn)量和光合作用的影響. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2018, 34(14): 40-47.

XU G, GAO W R, WANG X, LI D C, SUN Y J, HAN B, SHI L Y. Water and fertilizer coupling effect on early yield and photosynthesis of pepper cultivated in organic substrate. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2018, 34(14): 40-47. (in Chinese)

[8] MADHAIYAN M, POONGUZHALI S, KWON S W, SA T M.sp. nov. a methanol-utilizing, plant-growth promoting bacterium isolated from rice rhizosphere soil. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2010(60): 2490-2495.

[9] 呂倩, 胡江春, 王楠, 王雪梅, 王書(shū)錦. 南海深海甲基營(yíng)養(yǎng)型芽孢桿菌SHB114抗真菌脂肽活性產(chǎn)物的研究. 中國(guó)生物防治學(xué)報(bào), 2014, 30(01): 113-120.

Lü Q, HU J C, WANG N, WANG X M, WANG S J. Anti-fungal lipopeptides produced bySHB114 isolated from South China sea. Chinese Journal of Biological Control, 2014, 30(1): 113-120. (in Chinese)

[10] 康興嬌, 申紅妙, 賈招閃, 楊佳瑤, 冉隆賢, 甄志先. 葡萄霜霉病生防菌甲基營(yíng)養(yǎng)型芽胞桿菌T3的鑒定及其防治效果. 中國(guó)生物防治學(xué)報(bào), 2016, 32(6): 775-782.

KANG X J, SHEN H M, JIA Z S, YANG J Y, RAN L X, ZHEN Z X. Identification ofT3 and its control effect on grape downy mildew. Chinese Journal of Biological Control, 2016, 32(6): 775-782. (in Chinese)

[11] 劉晶晶, 高麗娟, 師建芳, 王小芬, 袁旭峰, 崔宗均. 乳酸菌復(fù)合系和植物乳桿菌提高柳枝稷青貯效果. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2015, 31(9): 295-302.

LIU J J, GAO L J, SHI J F, WANG X F, YUAN X F, CUI Z J. Lactic acid bacteria community andimproving silaging effect of switchgrass. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Engineering, 2015, 31(9): 295-302. (in Chinese)

[12] 王成, 王益, 周瑋, 駢瑞琪, 張慶, 陳曉陽(yáng). 植物乳桿菌和含水量對(duì)辣木葉青貯品質(zhì)和單寧含量的影響. 草業(yè)學(xué)報(bào), 2019, 28(6): 109-118.

WANG C, WANG Y, ZHOU W, PIAN R Q, ZHANG Q, CHEN X Y. Effects of(LP) and moisture on feed quality and tannin content ofleaf silage. Acta Prataculturae Sinica, 2019, 28(6): 109-118. (in Chinese)

[13] 閆艷華, 王海寬, 肖瑞峰, 宗志友, 沈發(fā)迪, 孫瑤, 戚薇. 一株乳酸菌對(duì)番茄灰霉病的防效及對(duì)幾種防御酶活性的影響. 微生物學(xué)通報(bào), 2011, 38(12): 1801-1806.

YAN Y H, WANG H K, XIAO R F, ZONG Z Y, SHEN F D, SUN Y, QI W. Bio-control effects of a lactic acid bacteria on tomato botrytis blight and its induction on defense-related enzymes. Microbiology, 2011, 38(12): 1801-1806. (in Chinese)

[14] 劉聰, 譙江蘭, 仝少杰, 張瑞芳, 周大邁, 張愛(ài)軍, 王紅, 王亞芹. 微生物菌劑對(duì)設(shè)施甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 47(19): 168-171.

LIU C, QIAO J L, TONG S J, ZHANG R F, ZHOU D M, ZHANG A J, WANG H, WANG Y Q. Effects of microbial agents on yield and quality of melon in facilities. Jiangsu Agricultural Sciences, 2019, 47(19): 168-171. (in Chinese)

[15] 魯凱珩, 金清, 曹沁, 李珊珊, 孫舒榮, 蔣秋艷, 金杰人, 凌麗晨, 符歆灝, 杜萱, 肖明. 不同微生物菌劑對(duì)田間西紅柿品質(zhì)以及土壤酶活性的影響. 上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2019, 48(2): 197-206.

LU K H, JING Q, CAO Q, LI S S, SUN S R, JIANG Q Y, JIN J R, LING L C, FU X J, DU X, XIAO M. Effects of different microbial agents on tomato quality and soil enzyme activity.Journal of Shanghai Normal University (Natural Sciences), 2019, 48(2): 197-206. (in Chinese)

[16] 高君鳳. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo). 北京: 高等教育出版社, 2006.

GAO J F. Plant Physiology Experiment Guidance. Beijing: Higher Education Press, 2006. (in Chinese)

[17] 張佼, 屈鋒, 朱玉堯, 楊甲甲, 胡曉輝. 增施有機(jī)肥和微生物菌劑對(duì)春季楊凌設(shè)施番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2019, 28(5): 767-773.

ZHANG J, QU F, ZHU Y Y, YANG J J, HU X H. Effects of more organic fertilizer and microbial agents on yield and quality of spring greenhouse tomato in Yangling. Acta Agriculturae Boreali- Occidentalis Sinica, 2019, 28(5): 767-773. (in Chinese)

[18] 關(guān)松蔭. 土壤酶及其研究法. 北京: 農(nóng)業(yè)出版社, 1986.

GUAN S Y. Soil Enzyme and Its Research Method. Beijing: Agricultural Publishing House, 1986. (in Chinese)

[19] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析第三版. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2000.

BAO S D. Third Edition of Soil Agrochemical Analysis (3rd edition). Beijing: China Agricultural Publishing House, 2000. (in Chinese)

[20] 李格, 白由路, 楊俐蘋(píng), 盧艷麗, 王磊, 張靜靜, 張銀杰. 華北地區(qū)夏玉米滴灌施肥的肥料效應(yīng). 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 52(11): 1930-1941.

LI G, BAI Y L, YANG L P, LU Y L, WANG L, ZHANG J J, ZHANG Y J. Effect of drip fertigation on summer maize in North China., 2019, 52(11): 1930-1941. (in Chinese)

[21] BERENDSEN R L, PIETERSE C M J, BAKKER P A H M. The rhizosphere microbiome and plant health. Trends in Plant Science, 2012, 17(8): 478-486.

[22] CROWLEY D. Microbial Siderophores in The Plant Rhizosphere. Iron Nutrition in Plants and Rhizospheric Microorganisms:Springer Netherlands, 2006: 169-198.

[23] 陸引罡, 謝永平, 湛方棟, 丁美麗. 植煙黃壤微生物生態(tài)特征與氮素的礦化和硝化作用. 中國(guó)煙草科學(xué), 2010, 31(2): 29-33.

LU Y G, XIE Y P, ZHAN F D, DING M L. Microbial ecological characteristics and nitrogen mineralization and nitrification in tobacco growing yellow soil. Chinese Tobacco Science, 2010, 31(2): 29-33. (in Chinese)

[24] ESITKEN A, PIRLAK L, TURAN M, Sahin F. Effects of floral and foliar application of plant growth promoting rhizobacteria(PGPR) on yield, growth and nutrition of sweet cherry. Scientia Horticulturae, 2006, 110(4): 324-327.

[25] HAN J G, SUN L, DONG X Z, CAI Z Q, SUN X L, YANG H L, WANG Y S, SONG W. Characterization of a novel plant growth-promoting bacteria strainHR4 both as a diazotroph and a potential biocontrol agent against various plant pathogens. Systematic and Applied Microbiology, 2005, 28: 66-76.

[26] PINEDA A, ZHENG S J, VANLOON J J, PIETERSE M J, DICKE M. Helping plants to deal with insects: The role of beneficial soil-borne microbes. Trends in Plant Science, 2010, 15(9): 507-514.

[27] MENG Q, JIANG H, HAO J J. Effects of Bacillus velezensis strain BAC03 in promoting plant growth. Biological Control, 2016, 98: 18-26.

[28] POONGUZHALI S, MADHAIYAN M, SA T M. Cultivation-dependentcharacterization of rhizobacterial communities from field grown Chinese cabbagesppand screening of traits for potential plant growth promotion. Plant Soil, 2016, 286: 167-180.

[29] TORAL L, RODRIGUEZ M, BEJAR V, SAMPEDRO I. Antifungal activity of lipopeptides fromXT1 CECT8661 against. Front Microbiol, 2018, 9: 1315.

[30] 康少輝, 蘇浴源, 栗淑芳, 申領(lǐng)艷, 閆鳳岐, 劉曉婕, 呂麗霞. 不同濃度枯草芽孢桿菌對(duì)黃瓜秧苗長(zhǎng)勢(shì)和質(zhì)量的影響. 河北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2014, 18(3): 52-53, 56.

KANG S H, SU Y Y, LI S F, SHEN L Y, YAN F Q, LIU X J, Lü L X. Effects of different concentrations ofon the growth and quality of cucumber seedlings. Journal of Hebei Agricultural Sciences, 2014, 18(3): 52-53, 56. (in Chinese)

[31] 蔣春良. 解淀粉芽孢桿菌FZB42 sRNA Igr3927的表達(dá)和功能研究[D]. 南京: 南京林業(yè)大學(xué), 2015.

JIANG C L. Bacillus amyloliquefaciens FZB42 sRNA Igr3927 transcription analysis [D]. Nanjing: Nanjing Forestry University, 2015. (in Chinese)

[32] 楊文香, 張汀, 劉大群. 三株鏈霉菌對(duì)黃瓜白粉病及黃瓜生長(zhǎng)的影響. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 28(4): 80-83, 92.

YANG W X, ZHANG D, LIU D Q. Effects of threestrains on the growth of cucumber plant and against cucumber powdery mildew. Journal of Agricultural University of Hebei, 2005, 28(4): 80-83, 92. (in Chinese)

[33] 朱金英. 微生物菌劑在設(shè)施黃瓜和番茄上的應(yīng)用效果研究[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014.

ZHU J Y. Study on the application of microbial agents in cucumber and tomato cultivated in greenhouse [D]. Tai’an: Shandong Agricultural University, 2014. (in Chinese)

[34] 張翠綿, 李洪濤, 李曉芝, 賈楠, 胡棟, 王占武. 鏈霉菌S506對(duì)設(shè)施黃瓜根際生態(tài)和生產(chǎn)性狀的影響. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)， 2010, 12(5): 98-102.

ZHANG C M, LI H T, LI X Z, JIA N, HU D, WANG Z W. Effect ofsp. S06 on rhizosphere ecosystem and production traits of cucumber in facilities. Journal of Agricultural Science and Technology, 2010, 12(5): 98-102. (in Chinese)

[35] 陸雅海, 張福鎖. 根際微生物研究進(jìn)展. 土壤, 2006, 38(2): 113-121.

LU Y H, ZHANG F S. The advances in rhizosphere microbiology.Soil, 2006, 38(2): 113-121. (in Chinese)

[36] 龐強(qiáng)強(qiáng), 蔡興來(lái), 周曼, 趙樞紐, 李德明. 微生物菌肥對(duì)設(shè)施白菜生長(zhǎng)、品質(zhì)和土壤酶活性的影響. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2018, 38(4): 20-23.

PANG Q Q, CAI X L, ZHOU M, ZHAO S N, LI D M. Effects of microbial fertilizer on the growth, quality and soil enzyme activities of pakchoi in the solar greenhouse. Chinese Journal of Tropical Agriculture, 2018, 38(4): 20-23. (in Chinese)

[37] 閆楊, 劉月靜, 王帥珂, 曲輝, 范治平, 韓軍, 程文靜, 陳芳. 生防芽孢桿菌對(duì)黃瓜根際土壤酶活性的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019, 47(7): 108 - 111.

YAN Y, LIU Y J, WANG S K, Qü H, FAN Z P, HAN J, CHENG W J, CHEN F. Effect of biocontrol bacillus on the enzyme activity of the rhizosphere soil of cucumber. Jiangsu Agricultural Sciences, 2019, 47(7): 108-111. (in Chinese)

Effects of Two Microbial Agents on Yield, Quality and Rhizosphere Environment of Autumn Cucumber Cultured in Organic Substrate

WANG JunZheng, ZHANG Qi, GAO ZiXing, MA XueQiang, QU Feng, HU XiaoHui

College of Horticulture, Northwest A&F University/Key Laboratory of Protected Horticultural Engineering in Northwest, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Yangling 712100, Shaanxi

【】A bag-cultivated experiment was conducted to test the potential of two microbial agents (and) on the yield, quality and rhizosphere environment of autumn cucumber using organic substrate as a growth medium. The results of the experiment were helpful to develop the new functional type of microbial agents to guide the high quality and high efficiency production of cucumber. 【】Cucumber cultivar ‘Bonai 526’ was sown in a bag of organic substrate. There were a total of six treatments, including CK1 (Irrigation of water and non-application of microbial agents), NT1 (Irrigation of water and application ofagents), NT2 (Irrigation of water and application ofagents), CK2 (Irrigation of nutrient solution and non-application of microbial agents), FT1 (Irrigation of nutrient solution and application ofagents), and FT2 (Irrigation of nutrient solution and application ofagents). The microbial agents (‘VL-10’ andas ‘LYS-1’) were added to the cucumber rhizosphere at the rate of 2.5×1010CFU/plant on 20th, 35th and 50th day. 【】Compared with CK1 and CK2 treatment,inoculation in both of the nutrient levels increased the dry matter content by 13.51% and 15.02%, and yield by 20.83% and 15.63%, respectively;increased the dry matter content by 11.43% and 8.42%, and the yield by 17.42% and 14.96%, respectively. The fruit quality under FT1 treatment was the best; compared with CK2 treatment, its content of free amino acid, organic acid, soluble sugar, reducing sugar and vitamin C were significantly increased by 10.61%, 28.93%, 22.92% and 39.88%, respectively, , followed by FT2 treatment. The accumulation of phosphorus and potassium were significantly higher under both NT1 (7.43% and 10.60%) and NT2 (13.50% and 8.19%) compared with CK1 treatment (<0.05). Compared with CK2 treatment, the accumulation of nitrogen, and potassium were significantly higher under FT2 (24.18% and 26.25%), while the phosphorus concentration in plants were significantly higher under FT1 (17.16%). Compared with CK2 treatment, the nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer utilization rates under FT1 treatment were significantly increased by 82.85%, 483.90% and 75.60% (<0.05), respectively, which under FT2 treatment was significantly increased by 102.42%, 367.98% and 120.46%, respectively (<0.05). Compared with CK1 treatment, the treatments NT1 and NT2 improved soil enzymatic activities of sucrase (100.66% and 116.60%), catalase (3.39% and 4.10%) and alkaline phosphatase (6.99% and 95.08%) at the full fruiting stage, among which catalase and alkaline phosphatase activities were still higher at the end of the experiment. Compared with CK2 treatment, the FT1 treatment significantly improved soil enzymatic activities of urease (3.75% and 13.13%), sucrase (68.62% and 31.68%) and alkaline phosphatase (18.00% and 109.64%) in the full fruiting period and the seedling pulling period, while the urease (4.95% and 6.12 %), sucrase (24.93% and 63.35%) and alkaline phosphatase activity (26.99% and 84.01%) under FT2 treatment (<0.05). The effect ofagent on the urease and alkaline phosphatase activities were better than that ofagent. Moreover, the substrate incubated withshowed significantly higher available nitrogen content (63.33% and 72.70%) (<0.05) compared with their respective controls at the full fruiting stage, and the increase was 25.48% and 86.46% at the end of the experiment, respectively. 【】In conclusion, adding 7.5×1010CFU/plant ofto the substrate could improve the rhizosphere environment of cucumber and promote the absorption, assimilation and accumulation of essential elements by the plant. Moreover, it could effectively improve the yield and fruit quality of cucumber.

microbial agents; cucumber; substrate cultivation; yield; fruit quality; rhizosphere environment

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.14.013

2020-08-30；

2020-11-24

陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019TSLNY01-05）、陜西省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（NYKJ-2019-YL02，NYKJ-2020-YL-09）、西北農(nóng)林科技大學(xué)試驗(yàn)示范站（基地）科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（TGZX2019-23）

王君正，E-mail：wjz20190915@163.com。通信作者胡曉輝，E-mail：hxh1977@163.com

（責(zé)任編輯 趙伶俐）