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        生物有機(jī)肥和菌劑對(duì)土壤肥力及草莓生長(zhǎng)品質(zhì)的影響

        2022-08-22 01:13:14朱詩(shī)君王麗麗金樹(shù)權(quán)周金波盧曉紅
        關(guān)鍵詞:底肥菌劑根際

        朱詩(shī)君,王麗麗,金樹(shù)權(quán),周金波,盧曉紅

        (1寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,浙江 寧波 315101;2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,北京 100193)

        0 引言

        農(nóng)業(yè)是寧波發(fā)展的重要組成部分,然而受限于當(dāng)?shù)氐母髅娣e,無(wú)法向大規(guī)模集約型農(nóng)業(yè)發(fā)展,因此,小型精品農(nóng)業(yè)成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的代表模式,而提高單位面積農(nóng)作物的產(chǎn)值成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心問(wèn)題。草莓(Fragaria ananssa Duch.)是寧波設(shè)施農(nóng)業(yè)的主要水果品種之一,屬于薔薇科(Rosaceae)草莓屬(Fragaria)宿根性多年生常綠植物[1]。草莓果實(shí)芳香、酸甜適口,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,富含維生素C、礦物質(zhì)和多種多酚類(lèi)物質(zhì),具有助消化、潤(rùn)腸胃等功效,深受大眾喜愛(ài)[2]。而在寧波設(shè)施草莓栽培產(chǎn)業(yè)中,仍存在諸多問(wèn)題,如草莓品質(zhì)波動(dòng)大、產(chǎn)量不高等諸多問(wèn)題,限制了其產(chǎn)業(yè)發(fā)展。肥水管理是影響草莓產(chǎn)量品質(zhì)的主要因素之一,不當(dāng)?shù)姆仕芾恚邕^(guò)度施用化肥,不僅導(dǎo)致草莓產(chǎn)量品質(zhì)降低,還可能引發(fā)土壤酸化、土壤板結(jié)、土壤鹽漬化,還會(huì)引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化、食品安全隱患等系列問(wèn)題[3]。使用有機(jī)肥或生物有機(jī)肥替代部分化肥,利用有益功能微生物增加作物的肥料利用率以及免疫能力,從而減少化學(xué)投入品的使用,被認(rèn)為是一種科學(xué)合理的肥水管理策略。

        功能微生物在作物種植上的應(yīng)用得到了廣泛的認(rèn)可,通過(guò)接種有益微生物并使其定殖于作物根際環(huán)境中,調(diào)節(jié)、改善植物根際微生態(tài),提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用,降低病原體的豐度,提高作物的免疫防御,促進(jìn)作物的生長(zhǎng)[4]。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的應(yīng)用于栽培過(guò)程中肥水管理的農(nóng)用微生物產(chǎn)品主要為生物有機(jī)肥和農(nóng)用微生物菌劑。兩者的差別主要在于組成上,生物有機(jī)肥包含大量植物所需要的養(yǎng)分,但功能微生物含量相對(duì)較低,相對(duì)地,微生物菌劑的有效活菌數(shù)更高,對(duì)于土壤微生態(tài)的調(diào)節(jié)功能更加顯著。此外對(duì)于黃萎病、根腐病、灰霉病等土傳病害也有卓越的防治效果[5-6]。因此生物有機(jī)肥常用于基肥,而復(fù)合微生物菌劑常用于追肥使用。盡管有諸多研究證實(shí)了生物有機(jī)肥或微生物菌劑草莓栽培上的作用,但是大多數(shù)報(bào)道并沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)區(qū)分并明確兩者組合應(yīng)用對(duì)草莓產(chǎn)量品質(zhì)的影響。此外在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中農(nóng)業(yè)微生物相關(guān)產(chǎn)品的普及程度仍相對(duì)較低,尤其是微生物菌劑。因此,立足生產(chǎn)實(shí)際,明確生物有機(jī)肥作為底肥和復(fù)合微生物菌劑作為追肥在草莓生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的作用,對(duì)于相關(guān)產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣有重要意義,一定程度上有利于促進(jìn)寧波設(shè)施草莓栽培等精品農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

        本研究以設(shè)施栽培‘紅頰’草莓為研究對(duì)象,設(shè)置普通有機(jī)肥底肥(T0);普通有機(jī)肥底肥+菌劑追施(T1);生物有機(jī)肥底肥(T2);生物有機(jī)肥底肥+菌劑追施(T3);滅活生物有機(jī)肥底肥+滅活菌劑追施(T4),監(jiān)測(cè)草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)變化,明確生物有機(jī)肥底肥與微生物菌劑追施聯(lián)用對(duì)草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)的影響,以期為寧波設(shè)施草莓栽培提供技術(shù)依據(jù)和理論支撐。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料與地點(diǎn)

        供試草莓品種為‘紅頰’,定植密度為90000株/hm2,株距20 cm,壟高30 cm,壟寬50 cm;供試肥料:普通有機(jī)肥,采購(gòu)自慈溪市中慈生態(tài)肥料有限公司,總養(yǎng)分≥5.0%,有機(jī)質(zhì)含量≥45.0%;“沃豐康”生物有機(jī)肥,采購(gòu)自北京啟高生物科技有限公司,功能微生物為枯草芽孢桿菌和淡紫擬青霉,有效活菌數(shù)≥0.5億cfu/g,總養(yǎng)分≥5.0%,有機(jī)質(zhì)含量≥45.0%;沃豐康復(fù)合微生物菌劑(液體),采購(gòu)自北京啟高生物科技有限公司,功能微生物為枯草芽孢桿菌和粉紅粘帚菌,有效活菌數(shù)≥50億cfu/mL。

        本試驗(yàn)于2020年8月—2021年5月在寧波市鎮(zhèn)海區(qū)駱駝鎮(zhèn)阿歡草莓園藝場(chǎng)(東經(jīng)121°36'35",北緯30°0'6")中的一個(gè)大棚中進(jìn)行,大棚寬8 m,長(zhǎng)43 m,試驗(yàn)大棚內(nèi)設(shè)“6+2”壟,其中大棚中心6壟寬50 cm,種植2行草莓,大棚邊緣2壟寬30 cm,種植一行草莓,中心6壟作為試驗(yàn)區(qū),邊緣2壟作為保護(hù)行。試驗(yàn)采用覆膜滴管栽培模式。供試土壤的基本性質(zhì)如下:pH 4.74,有機(jī)質(zhì)44.81 g/kg,全氮3.24 g/kg,堿解氮189.53 mg/kg,速效磷129.16 mg/kg,速效鉀490.33 mg/kg。

        1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)大棚經(jīng)過(guò)5年草莓連作,試驗(yàn)前進(jìn)行石灰氮土壤消毒,消毒時(shí)間為2020年7月12日—2020年8月5日。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理:T0,在常規(guī)肥料管理的基礎(chǔ)上,在底肥中添加普通有機(jī)肥;T1,在T0處理的基礎(chǔ)上,全程追施復(fù)合微生物菌劑;T2,在常規(guī)肥料管理的基礎(chǔ)上,在底肥中添加沃豐康生物有機(jī)肥;T3,在T2的基礎(chǔ)上,全程追施復(fù)合微生物菌劑,T4,在在常規(guī)肥料管理的基礎(chǔ)上,在底肥中添加滅活后的沃豐康生物有機(jī)肥,并全程追施滅活后的復(fù)合微生物菌劑。共5個(gè)處理,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),共計(jì)12個(gè)小區(qū),小區(qū)設(shè)置寬度為兩壟,長(zhǎng)度為9 m,小區(qū)間隔1 m作為保護(hù)行。生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物菌劑置于121℃滅菌30 min,并將生物有機(jī)肥及復(fù)合微生物菌劑涂布于LB培養(yǎng)基,確保生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物菌劑已徹底滅活。

        普通有機(jī)肥和沃豐康生物有機(jī)肥在底肥施用時(shí)進(jìn)行撒施,用量均為1500 kg/hm2。微生物菌劑追施分別在移栽當(dāng)天追施,隨后間隔7天追施1次,共計(jì)3次;幼果期追施,隨后間隔7天追施1次,共計(jì)2次;果實(shí)膨大期追施,隨后間隔10天追施1次,直至草莓生長(zhǎng)期結(jié)束,每次施用量為15 L/hm2。試驗(yàn)期間,其他管理措施一致。

        1.3 指標(biāo)調(diào)查與測(cè)定

        1.3.1 土壤理化指標(biāo)測(cè)定 分別在底肥施用前和草莓拉秧后采集植物行間0~15 cm根際土,將各點(diǎn)土樣混合均勻裝入無(wú)菌取樣袋,自然風(fēng)干后,過(guò)1 mm篩測(cè)定土壤理化性質(zhì),每個(gè)樣品測(cè)量3次。依照NY/T 1377—2007測(cè)定樣品pH,依照LY/T 1237—1999測(cè)定樣品的有機(jī)質(zhì),依照HJ 802—2016采用電極法測(cè)定樣品電導(dǎo)率,依照NY/T 53—1987采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定樣品全氮含量,依照LY/T 122—2015測(cè)定樣品堿解氮含量,依照NY/T 1121.7—2014測(cè)定樣品有效磷含量,依照LY/T 1234—2015測(cè)定樣品速效鉀含量。

        1.3.2 生長(zhǎng)性狀調(diào)查及產(chǎn)量指標(biāo)測(cè)定 分別在草莓生長(zhǎng)的現(xiàn)蕾期、始花期、初果期、轉(zhuǎn)紅期、第一代果實(shí)成熟期測(cè)定草莓的生長(zhǎng)性狀指標(biāo)[7]。每個(gè)小區(qū)靠近中心處選擇連續(xù)的20株草莓,采用直尺測(cè)量草莓中心處最高點(diǎn)到根部地表處的距離作為草莓株高;采用直尺測(cè)量南北和東西方向草莓植株的寬度,取平均值作為草莓株幅;使用SPAD儀(chlorophyll meter SPAD-502 plus,Janpan)選擇草莓心葉向外展開(kāi)的第3片功能葉測(cè)定SPAD值(Soil and plant analyzer develotrnent)并取平均值反映草莓的葉綠素水平[8];在草莓果實(shí)采收結(jié)束后,選擇小區(qū)中心處連續(xù)10株草莓,小心挖取后輕輕洗去根部土壤后,擦干表面的水分后,稱(chēng)量草莓地上部、地下部鮮重,然后置于105℃殺青30 min后,75℃烘干至恒重,計(jì)算草莓地上部、地下部干物質(zhì)重量[7]。分別在草莓第一代果、第二代果、第三代果以及末代果成熟時(shí),統(tǒng)計(jì)草莓各代果的坐果數(shù),并采摘各株從采收期開(kāi)始到結(jié)束所有成熟的草莓果實(shí),稱(chēng)量草莓單果重并結(jié)合當(dāng)?shù)夭葺N植密度(90000株/hm2),得到平均每公頃產(chǎn)量。

        1.3.3 草莓果實(shí)品質(zhì)測(cè)定 選擇外形完好、果形均一的草莓果實(shí)20個(gè),用于草莓果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定。利用WYH型手持折射儀(ATAQQ co.td.Janpan)測(cè)定草莓的可溶性固形物含量[9];采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定可滴定酸含量并將其換算為一水檸檬酸的百分比含量[10];采用抗壞血酸測(cè)定試劑盒(南京建成生物科技有限公司)測(cè)定草莓的維生素C含量??扇苄怨绦挝锖涂傻味ㄋ岬谋戎涤?jì)算出固酸比。

        1.4 數(shù)據(jù)分析

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用和SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA,P<0.05),圖表由Microsoft Excel 2020和Origin 2018制作而成。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

        從表1可以看出,施肥不同程度的提高土壤pH以及養(yǎng)分含量,同時(shí)降低土壤電導(dǎo)率。相對(duì)于普通有機(jī)肥或滅活的微生物菌肥,含有功能微生物的肥料(T1、T2和T3)更為明顯的提高土壤的pH,其中T3的pH最高,表明施用含有功能微生物的肥料可以有效防止土壤酸化。同時(shí),土壤的電導(dǎo)率隨著肥料施用也有不同程度下降,其中T3處理最高,這可能是由于功能微生物提高了植物對(duì)礦物質(zhì)離子的吸收利用。土壤的有機(jī)質(zhì)、全氮以及速效養(yǎng)分是衡量土壤肥力的重要因素,各處理之中,T3處理的養(yǎng)分含量最高,T4次之,隨后是T2、T1和T0。結(jié)果說(shuō)明土壤中的養(yǎng)分主要直接來(lái)源于肥料中的化學(xué)組分,但是功能微生物的添加可以加速土壤中植物殘?bào)w的腐殖化過(guò)程,促進(jìn)土壤固定養(yǎng)分向速效養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化,從而更進(jìn)一步的提高土壤中的養(yǎng)分含量。

        2.2 不同處理對(duì)草莓生長(zhǎng)特性的影響

        生物有機(jī)肥底肥與復(fù)合微生物菌劑追肥對(duì)不同生長(zhǎng)時(shí)期的草莓的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)指標(biāo)有不同程度的影響(表2)。不論在底肥中添加生物有機(jī)肥,還是在草莓生長(zhǎng)期追施復(fù)合微生物菌劑,對(duì)草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。通過(guò)對(duì)比現(xiàn)蕾期到成熟期草莓的生長(zhǎng)指標(biāo)變化率可以得出,不同處理對(duì)株高及株幅的增加幅度大體表現(xiàn)為T(mén)3>T1>T2≥T4>T0的規(guī)律,而葉綠素的增幅滿(mǎn)足T3>T1>T4>T2>T0。

        草莓在現(xiàn)蕾期到初果期,草莓植株處于生長(zhǎng)旺盛時(shí)期,各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)發(fā)育指標(biāo)變化相對(duì)明顯,其后各項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢(shì)變緩。對(duì)比不同處理下,各個(gè)指標(biāo)的生長(zhǎng)周期變化率,相比于T0處理,T1處理的株高變化率增加了2.04%,株幅變化率增加了3.45%,葉綠素變化率增加了15.76%;T2處理的株高、株幅以及葉綠素變化率分別增加了1.76%、1.47%和5.48%,T3處理的各項(xiàng)指標(biāo)變化率分別增加了2.53%、3.62%和18.99%,而T4處理各項(xiàng)指標(biāo)分別增加1.42%、1.49%和14.98%。

        相對(duì)于普通有機(jī)肥處理,無(wú)論是在底肥中添加生物有機(jī)肥,還是在草莓生長(zhǎng)期中追施菌劑,都不同程度地提高了草莓地上、地下物質(zhì)重量(表3)。其中T3的地上、地下物質(zhì)重量最高,其中地上生物質(zhì)量顯著高于T0處理,提高了20.05%。其地上干物質(zhì)量、地下部分生物質(zhì)和干物質(zhì)量提高了5.09%、2.69%、5.05%。結(jié)果表明在底肥中添加生物有機(jī)肥并全程追施復(fù)合微生物菌劑對(duì)草莓發(fā)育周期的株高、株幅、葉綠素以及草莓生物量有明顯促進(jìn)作用。起促進(jìn)作用的原因主要有兩點(diǎn):生物有機(jī)肥和復(fù)合微生物菌劑中除了包含有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等大量養(yǎng)分外,還含有微生物分泌的小分子活性物質(zhì),可以明顯促進(jìn)植株代謝,刺激作物生長(zhǎng)發(fā)育;功能微生物定殖于寄主植物根系,形成良好的共生關(guān)系,一方面將土壤中的化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為植物易于利用的速效養(yǎng)分、小分子活性物質(zhì)等,另一方面通過(guò)改善土壤的微生物生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)植株的健康發(fā)育。

        表3 不同處理的草莓生物量 g/株

        2.3 不同處理對(duì)草莓產(chǎn)量的影響

        草莓第一代果實(shí)于12月15日成熟,第二代果實(shí)于2月22日成熟,第三代果實(shí)于3月22日成熟,隨后于4月19日草莓第四、五代成熟,由于成熟間隔時(shí)間短,故統(tǒng)一作為末代處理,直到5月25日草莓拉秧。分別統(tǒng)計(jì)各個(gè)處理各代的草莓坐果數(shù)、單果重,并根據(jù)當(dāng)?shù)胤N植密度計(jì)算產(chǎn)量。結(jié)果表明,單果重和坐果數(shù)的規(guī)律呈現(xiàn)出T3>T1>T4>T2>T0,盡管各處理間各代草莓果實(shí)的坐果數(shù)與單果重沒(méi)有顯著差異。但在產(chǎn)量方面,T1、T2與T3與T0處理的產(chǎn)量皆存在顯著差異,其中T3的產(chǎn)量最高,為(30.10±3.87)t/hm2,相較于T0,提高了18.86%,而T2、T1提高了17.58%、13.74%(表4)。

        表4 不同處理的草莓產(chǎn)量特性

        2.4 不同處理對(duì)草莓產(chǎn)量的影響

        草莓的口味是影響草莓經(jīng)濟(jì)效益的主要影響因素之一,而可溶性固形物和可滴定酸則是影響草莓口味的主要因素。對(duì)草莓各代果實(shí)的可溶性固形物、可滴定酸以及維生素C進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明各個(gè)處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的改善作用總體呈現(xiàn)為T(mén)3>T1>T4>T2>T0。相比于T0處理的各代果實(shí),T3處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響最大,各代果實(shí)的可溶性固形物分別提高了5.10%、2.08%、4.21%及5.32%(圖1),可滴定酸分別降低了8.60%、5.15%、18.76%及16.36%(圖2)。除此之外,生物有機(jī)肥底肥和微生物菌劑追施聯(lián)用還有效提高果實(shí)的維生素含量,增幅分別達(dá)10.22%、7.94%、9.96%及5.67%(圖3)。

        圖1 不同施肥處理后草莓各代果實(shí)可溶性固形物的含量

        圖2 不同施肥處理后各代草莓果實(shí)的可滴定酸含量

        圖3 不同施肥處理后各代草莓果實(shí)的維生素C含量

        3 結(jié)論

        相較于普通有機(jī)肥處理,在底肥中添加生物有機(jī)肥,隨后在草莓生長(zhǎng)期定期進(jìn)行菌劑追施,可以改善土壤酸化,提高土壤的有機(jī)質(zhì)及氮、磷、鉀等速效養(yǎng)分,同時(shí)降低土壤電導(dǎo)率。此外其對(duì)草莓的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)有顯著的積極作用,其第一代果實(shí)成熟期的植株株高提高了4.10%,株幅增加了0.76%,SPAD值增加了2.18%,地上部分生物質(zhì)量顯著提高了20.05%,而地上干物質(zhì)量、地下部分生物質(zhì)和干物質(zhì)量提高了5.09%、2.69%、5.05%。此外,各代果實(shí)單果重和掛果數(shù)也得到明顯的上升,草莓產(chǎn)量達(dá)(30.10±3.87)t/hm2,相比于普通處理,增加了18.86%。生物有機(jī)肥底肥和復(fù)合微生物菌劑聯(lián)用還對(duì)果實(shí)品質(zhì)改善有顯著的積極作用,各代果實(shí)的可溶性固形物提高2.08%~5.32%,可滴定酸降低了5.15%~18.76%,維生素C提高了5.67%~10.22%。綜上所述,生物有機(jī)肥底肥和微生物菌劑追施聯(lián)用可以有效促進(jìn)草莓的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng),增加草莓果實(shí)產(chǎn)量,改善果實(shí)品質(zhì),提高草莓的經(jīng)濟(jì)效益,為設(shè)施草莓栽培提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

        4 討論

        (1)生物有機(jī)肥與復(fù)合微生物菌劑對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響。本研究明確了生物有機(jī)肥與復(fù)合微生物菌劑的土壤改良效果,結(jié)果表明生物有機(jī)肥與復(fù)合微生物菌劑可以增加土壤pH,提高土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量,同時(shí)降低土壤電導(dǎo)率。前人的研究結(jié)果表明,土壤微生物是土壤有效養(yǎng)分的活性中心[11],土壤養(yǎng)分有效性與土壤微生物地豐度顯著相關(guān)[12],而功能微生物的添加直接或間接地改變土壤微生物區(qū)系,調(diào)節(jié)根際養(yǎng)分的有效性,此外,土壤微生物區(qū)系的轉(zhuǎn)變同樣刺激土壤酶活,加快土壤生物化學(xué)過(guò)程,提高土壤的有機(jī)質(zhì)以及速效養(yǎng)分[13],從而使其向有利于植物生長(zhǎng)的方向發(fā)展。

        生物有機(jī)肥與復(fù)合微生物菌劑對(duì)土壤pH的影響可能與土壤有機(jī)質(zhì)及速效養(yǎng)分的土壤行為有關(guān)。TARKLSON[14]研究表明土壤酸堿緩沖容量與土壤有機(jī)質(zhì)成顯著正相關(guān),該結(jié)果與汪吉東等[15]、YE等[16]的研究結(jié)果一致。此外微生物群落與土壤pH也存在復(fù)雜的關(guān)系,一方面土壤pH是趨勢(shì)土壤微生物種群變化的重要因素[17],另一方面土壤pH也受土壤微生物種群影響,將有益微生物加入到農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中,有利于調(diào)節(jié)土壤微環(huán)境平衡,使其更有利于植株生長(zhǎng)發(fā)育。

        肥料的施用對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響則相對(duì)復(fù)雜,一方面有機(jī)肥、生物有機(jī)肥等肥料中常常添加礦物質(zhì)離子,大量的施用會(huì)導(dǎo)致離子直接進(jìn)入土壤,從而提高土壤的電導(dǎo)率,另一方面其通過(guò)改善土壤團(tuán)聚體的微觀結(jié)構(gòu),改善土壤細(xì)菌群落,增加土壤有機(jī)質(zhì),大大增強(qiáng)了土壤的鹽浸出并抑制氮損失,顯著降低土壤的電導(dǎo)率,從而改善土壤的鹽漬化現(xiàn)象,減輕植株的鹽害效應(yīng)[18]。

        (2)生物有機(jī)肥與復(fù)合微生物菌劑對(duì)草莓營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響。生物有機(jī)肥或復(fù)合微生物菌劑對(duì)草莓的促進(jìn)作用得到了廣泛的證實(shí),辛雅芬在草莓定殖時(shí)施用不同劑量的球毛殼菌生物菌肥,結(jié)果表明每株0.5~1.0 g的低劑量生物菌肥可以促進(jìn)草莓生長(zhǎng),提高果實(shí)品質(zhì)[19]。唐光木研究施氨基酸、全生物有機(jī)肥和黃腐酸復(fù)合肥3種滴灌肥對(duì)草莓生長(zhǎng)、產(chǎn)量以及果實(shí)品質(zhì)的影響,結(jié)果顯示3種肥料可以有效提高草莓株高,增加草莓植株生物量,促進(jìn)草莓的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。他認(rèn)為主要由于其中富含各種有益成分和活性物質(zhì),改善土壤,促進(jìn)根系生長(zhǎng),有利于草莓對(duì)養(yǎng)分的吸收,提高肥料利用率[20]。

        生物有機(jī)肥或復(fù)合微生物菌劑對(duì)草莓的作用主要體現(xiàn)于功能微生物和營(yíng)養(yǎng)成分,營(yíng)養(yǎng)成分除了有機(jī)質(zhì)、氮、鉀等植物所需的大量營(yíng)養(yǎng)成分,以及中微量礦物質(zhì)元素外,還包含微生物發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的小分子肽、氨基酸等小分子活性物質(zhì)。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以快速而顯著的促進(jìn)草莓的生長(zhǎng)發(fā)育,提高草莓的產(chǎn)量品質(zhì)[21-22],每株植株生產(chǎn)1 kg草莓果實(shí)的同時(shí),需要消耗1.92 g N,0.36 g P和2.4 g K[23],根據(jù)對(duì)全球草莓主產(chǎn)區(qū)的土壤肥力調(diào)查,其土壤中有機(jī)質(zhì)在6.88~32.68 g/kg,全氮在0.31~1.44 g/kg,磷在 13.17~282.08 mg/dm3,大部分田地高于土壤肥力委員會(huì)CQFSRS/SC(2004)的推薦值(42 mg/dm3),鉀同樣保持較高的水平,有37.5%的田地的K含量超過(guò)120 mg/dm3。以2.3 kg/dm3的土壤容重進(jìn)行換算可知,本研究試驗(yàn)地的土壤養(yǎng)分指標(biāo)均在高或非常高的水平,而農(nóng)戶(hù)在實(shí)際生產(chǎn)中又會(huì)過(guò)量施肥,因此在本研究中,處理所添加的大量營(yíng)養(yǎng)成分并不是影響草莓產(chǎn)量品質(zhì)的主要因素,取而代之的是功能微生物及產(chǎn)品中的各類(lèi)活性物質(zhì)。

        功能微生物群落與植物的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān),良好的微生物群落可以通過(guò)提供額外的氮和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、與植物病原體競(jìng)爭(zhēng)、促進(jìn)生長(zhǎng)、減少脅迫效應(yīng)以及通過(guò)產(chǎn)生激素和其他化學(xué)物質(zhì)來(lái)提高植物的抗性幫助植物生長(zhǎng)發(fā)育[24-25]。因此土壤微生態(tài)的調(diào)節(jié)對(duì)于作物栽培管理而言至關(guān)重要。生物有機(jī)肥通過(guò)有機(jī)肥中添加特定的功能微生物,可以調(diào)節(jié)土壤微生物的群落組成,進(jìn)一步促進(jìn)作物的肥料利用率,增加作物的免疫防御能力,減少作物的土傳病害[25-26]。

        Valeria Todeschini通過(guò)向草莓滴灌3種叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)和3種植物生長(zhǎng)促進(jìn)細(xì)菌(plant growth promoting bacteria,PGPB)發(fā)現(xiàn),結(jié)果表明AMF主要影響與植物營(yíng)養(yǎng)部分相關(guān)的參數(shù),而PGPB與果實(shí)產(chǎn)量和質(zhì)量特別相關(guān)。功能微生物會(huì)影響水果的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),增加糖和花青素的濃度,并調(diào)節(jié)pH、蘋(píng)果酸、揮發(fā)性化合物和元素[27]。齊國(guó)輝研究了3種AMF對(duì)重茬草莓生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,表明其顯著促進(jìn)草莓生長(zhǎng),提高草莓產(chǎn)量,調(diào)節(jié)草莓果實(shí)的維生素C、糖度和可滴定酸含量,改善果實(shí)的品質(zhì)。此外,研究還表明用福爾馬林進(jìn)行土壤消毒后接種AMF后,草莓長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量均高于未進(jìn)行土壤消毒處理[28]。這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)土壤消毒后,土壤微生態(tài)處于一種暫時(shí)性的相對(duì)真空狀態(tài),添加生物有機(jī)肥,可以有效促進(jìn)生防菌在植物根際定殖,從而使功能微生物發(fā)揮更大的作用[29]。

        盡管功能微生物在草莓等作物種植上的效果已經(jīng)得到了反復(fù)的證實(shí),但是在自然環(huán)境的復(fù)雜性極大程度的制約了功能微生物功效的發(fā)揮,其中在根際環(huán)境的有效定殖是其發(fā)揮生物防效的重要條件[30-31]。林子敬向紅棗根接種枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌,結(jié)果表明在菌株定殖量達(dá)到頂峰后,隨后隨時(shí)間逐漸減小[32]。微生物的根際定殖所需要的因素還未能完全明確,研究表明運(yùn)動(dòng)性[33]和脂多糖(LSP)[34]對(duì)熒光假單胞于馬鈴薯根部定殖關(guān)系密切。而生物膜形成能力與解淀粉芽孢桿菌和根瘤菌的根際定殖有關(guān)[35-36],此外根際分泌物也顯著影響根際微生物群落組成[37]。

        因此,相較于提高定殖效率提高根際環(huán)境中生防微生物豐度,通過(guò)定期外源添加的方式,延長(zhǎng)或提高生防效果則更加切實(shí)可行。與本研究結(jié)果相同,通過(guò)土壤消毒滅殺土壤中的微生物,隨后通過(guò)添加生物有機(jī)肥,使其中的功能微生物搶占土壤中的生態(tài)空位,調(diào)節(jié)土壤的微生物群落結(jié)構(gòu),同時(shí)定期追施微生物菌劑,確保根際環(huán)境中功能微生物的豐度,延長(zhǎng)并提高功能微生物的效果,促進(jìn)設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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