朱詩君，王麗麗，金樹權，周金波，盧曉紅

（1寧波市農業(yè)科學研究院，浙江 寧波 315101；2中國農業(yè)科學院植物保護研究所，北京 100193）

0 引言

農業(yè)是寧波發(fā)展的重要組成部分，然而受限于當地的耕作面積，無法向大規(guī)模集約型農業(yè)發(fā)展，因此，小型精品農業(yè)成為當地農業(yè)的代表模式，而提高單位面積農作物的產值成為農業(yè)發(fā)展的核心問題。草莓(Fragaria ananssa Duch.)是寧波設施農業(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]。草莓果實芳香、酸甜適口，營養(yǎng)價值高，富含維生素C、礦物質和多種多酚類物質，具有助消化、潤腸胃等功效，深受大眾喜愛[2]。而在寧波設施草莓栽培產業(yè)中，仍存在諸多問題，如草莓品質波動大、產量不高等諸多問題，限制了其產業(yè)發(fā)展。肥水管理是影響草莓產量品質的主要因素之一，不當的肥水管理，如過度施用化肥，不僅導致草莓產量品質降低，還可能引發(fā)土壤酸化、土壤板結、土壤鹽漬化，還會引發(fā)水體富營養(yǎng)化、食品安全隱患等系列問題[3]。使用有機肥或生物有機肥替代部分化肥，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，從而減少化學投入品的使用，被認為是一種科學合理的肥水管理策略。

功能微生物在作物種植上的應用得到了廣泛的認可，通過接種有益微生物并使其定殖于作物根際環(huán)境中，調節(jié)、改善植物根際微生態(tài)，提高營養(yǎng)物質的吸收利用，降低病原體的豐度，提高作物的免疫防御，促進作物的生長[4]。中國標準規(guī)定的應用于栽培過程中肥水管理的農用微生物產品主要為生物有機肥和農用微生物菌劑。兩者的差別主要在于組成上，生物有機肥包含大量植物所需要的養(yǎng)分，但功能微生物含量相對較低，相對地，微生物菌劑的有效活菌數更高，對于土壤微生態(tài)的調節(jié)功能更加顯著。此外對于黃萎病、根腐病、灰霉病等土傳病害也有卓越的防治效果[5-6]。因此生物有機肥常用于基肥，而復合微生物菌劑常用于追肥使用。盡管有諸多研究證實了生物有機肥或微生物菌劑草莓栽培上的作用，但是大多數報道并沒有對其進行系統(tǒng)區(qū)分并明確兩者組合應用對草莓產量品質的影響。此外在農業(yè)生產實踐中農業(yè)微生物相關產品的普及程度仍相對較低，尤其是微生物菌劑。因此，立足生產實際，明確生物有機肥作為底肥和復合微生物菌劑作為追肥在草莓生長發(fā)育過程中的作用，對于相關產品在農業(yè)生產中的應用推廣有重要意義，一定程度上有利于促進寧波設施草莓栽培等精品農業(yè)的發(fā)展。

本研究以設施栽培‘紅頰’草莓為研究對象，設置普通有機肥底肥(T0)；普通有機肥底肥+菌劑追施(T1)；生物有機肥底肥(T2)；生物有機肥底肥+菌劑追施(T3)；滅活生物有機肥底肥+滅活菌劑追施(T4)，監(jiān)測草莓營養(yǎng)生長和果實品質變化，明確生物有機肥底肥與微生物菌劑追施聯用對草莓營養(yǎng)生長和果實品質的影響，以期為寧波設施草莓栽培提供技術依據和理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

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：普通有機肥，采購自慈溪市中慈生態(tài)肥料有限公司，總養(yǎng)分≥5.0%，有機質含量≥45.0%；“沃豐康”生物有機肥，采購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≥0.5億cfu/g，總養(yǎng)分≥5.0%，有機質含量≥45.0%；沃豐康復合微生物菌劑（液體），采購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≥50億cfu/mL。

本試驗于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（東經121°36'35"，北緯30°0'6"）中的一個大棚中進行，大棚寬8 m，長43 m，試驗大棚內設“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壟作為試驗區(qū)，邊緣2壟作為保護行。試驗采用覆膜滴管栽培模式。供試土壤的基本性質如下：pH 4.74，有機質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 試驗設計

試驗大棚經過5年草莓連作，試驗前進行石灰氮土壤消毒，消毒時間為2020年7月12日—2020年8月5日。試驗設4個處理：T0，在常規(guī)肥料管理的基礎上，在底肥中添加普通有機肥；T1，在T0處理的基礎上，全程追施復合微生物菌劑；T2，在常規(guī)肥料管理的基礎上，在底肥中添加沃豐康生物有機肥；T3，在T2的基礎上，全程追施復合微生物菌劑，T4，在在常規(guī)肥料管理的基礎上，在底肥中添加滅活后的沃豐康生物有機肥，并全程追施滅活后的復合微生物菌劑。共5個處理，每個處理3個重復，共計12個小區(qū)，小區(qū)設置寬度為兩壟，長度為9 m，小區(qū)間隔1 m作為保護行。生物有機肥和復合微生物菌劑置于121℃滅菌30 min，并將生物有機肥及復合微生物菌劑涂布于LB培養(yǎng)基，確保生物有機肥和復合微生物菌劑已徹底滅活。

普通有機肥和沃豐康生物有機肥在底肥施用時進行撒施，用量均為1500 kg/hm2。微生物菌劑追施分別在移栽當天追施，隨后間隔7天追施1次，共計3次；幼果期追施，隨后間隔7天追施1次，共計2次；果實膨大期追施，隨后間隔10天追施1次，直至草莓生長期結束，每次施用量為15 L/hm2。試驗期間，其他管理措施一致。

1.3 指標調查與測定

1.3.1 土壤理化指標測定 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，將各點土樣混合均勻裝入無菌取樣袋，自然風干后，過1 mm篩測定土壤理化性質，每個樣品測量3次。依照NY/T 1377—2007測定樣品pH，依照LY/T 1237—1999測定樣品的有機質，依照HJ 802—2016采用電極法測定樣品電導率，依照NY/T 53—1987采用半微量開氏法測定樣品全氮含量，依照LY/T 122—2015測定樣品堿解氮含量，依照NY/T 1121.7—2014測定樣品有效磷含量，依照LY/T 1234—2015測定樣品速效鉀含量。

1.3.2 生長性狀調查及產量指標測定 分別在草莓生長的現蕾期、始花期、初果期、轉紅期、第一代果實成熟期測定草莓的生長性狀指標[7]。每個小區(qū)靠近中心處選擇連續(xù)的20株草莓，采用直尺測量草莓中心處最高點到根部地表處的距離作為草莓株高；采用直尺測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的第3片功能葉測定SPAD值(Soil and plant analyzer develotrnent)并取平均值反映草莓的葉綠素水平[8]；在草莓果實采收結束后，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，計算草莓地上部、地下部干物質重量[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，統(tǒng)計草莓各代果的坐果數，并采摘各株從采收期開始到結束所有成熟的草莓果實，稱量草莓單果重并結合當地草莓種植密度（90000株/hm2），得到平均每公頃產量。

1.3.3 草莓果實品質測定 選擇外形完好、果形均一的草莓果實20個，用于草莓果實品質的測定。利用WYH型手持折射儀(ATAQQ co.td.Janpan)測定草莓的可溶性固形物含量[9]；采用氫氧化鈉滴定法測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]；采用抗壞血酸測定試劑盒（南京建成生物科技有限公司）測定草莓的維生素C含量。可溶性固形物和可滴定酸的比值計算出固酸比。

1.4 數據分析

試驗數據采用和SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計，并進行單因素方差分析(One-way ANOVA，P<0.05)，圖表由Microsoft Excel 2020和Origin 2018制作而成。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤理化性質的影響

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，同時降低土壤電導率。相對于普通有機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，土壤的電導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礦物質離子的吸收利用。土壤的有機質、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。結果說明土壤中的養(yǎng)分主要直接來源于肥料中的化學組分，但是功能微生物的添加可以加速土壤中植物殘體的腐殖化過程，促進土壤固定養(yǎng)分向速效養(yǎng)分的轉化，從而更進一步的提高土壤中的養(yǎng)分含量。

2.2 不同處理對草莓生長特性的影響

生物有機肥底肥與復合微生物菌劑追肥對不同生長時期的草莓的營養(yǎng)生長指標有不同程度的影響（表2）。不論在底肥中添加生物有機肥，還是在草莓生長期追施復合微生物菌劑，對草莓營養(yǎng)生長有明顯的促進作用。通過對比現蕾期到成熟期草莓的生長指標變化率可以得出，不同處理對株高及株幅的增加幅度大體表現為T3＞T1＞T2≥T4＞T0的規(guī)律，而葉綠素的增幅滿足T3＞T1＞T4＞T2＞T0。

草莓在現蕾期到初果期，草莓植株處于生長旺盛時期，各項營養(yǎng)發(fā)育指標變化相對明顯，其后各項指標變化趨勢變緩。對比不同處理下，各個指標的生長周期變化率，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處理的各項指標變化率分別增加了2.53%、3.62%和18.99%，而T4處理各項指標分別增加1.42%、1.49%和14.98%。

相對于普通有機肥處理，無論是在底肥中添加生物有機肥，還是在草莓生長期中追施菌劑，都不同程度地提高了草莓地上、地下物質重量（表3）。其中T3的地上、地下物質重量最高，其中地上生物質量顯著高于T0處理，提高了20.05%。其地上干物質量、地下部分生物質和干物質量提高了5.09%、2.69%、5.05%。結果表明在底肥中添加生物有機肥并全程追施復合微生物菌劑對草莓發(fā)育周期的株高、株幅、葉綠素以及草莓生物量有明顯促進作用。起促進作用的原因主要有兩點：生物有機肥和復合微生物菌劑中除了包含有機質、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，可以明顯促進植株代謝，刺激作物生長發(fā)育；功能微生物定殖于寄主植物根系，形成良好的共生關系，一方面將土壤中的化學物質轉化為植物易于利用的速效養(yǎng)分、小分子活性物質等，另一方面通過改善土壤的微生物生態(tài)環(huán)境，促進植株的健康發(fā)育。

表3 不同處理的草莓生物量 g/株

2.3 不同處理對草莓產量的影響

草莓第一代果實于12月15日成熟，第二代果實于2月22日成熟，第三代果實于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)計各個處理各代的草莓坐果數、單果重，并根據當地種植密度計算產量。結果表明，單果重和坐果數的規(guī)律呈現出T3＞T1＞T4＞T2＞T0，盡管各處理間各代草莓果實的坐果數與單果重沒有顯著差異。但在產量方面，T1、T2與T3與T0處理的產量皆存在顯著差異，其中T3的產量最高，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 不同處理的草莓產量特性

2.4 不同處理對草莓產量的影響

草莓的口味是影響草莓經濟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。對草莓各代果實的可溶性固形物、可滴定酸以及維生素C進行測定，結果表明各個處理對果實品質的改善作用總體呈現為T3＞T1＞T4＞T2＞T0。相比于T0處理的各代果實，T3處理對果實品質的影響最大，各代果實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，生物有機肥底肥和微生物菌劑追施聯用還有效提高果實的維生素含量，增幅分別達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可溶性固形物的含量

圖2 不同施肥處理后各代草莓果實的可滴定酸含量

圖3 不同施肥處理后各代草莓果實的維生素C含量

3 結論

相較于普通有機肥處理，在底肥中添加生物有機肥，隨后在草莓生長期定期進行菌劑追施，可以改善土壤酸化，提高土壤的有機質及氮、磷、鉀等速效養(yǎng)分，同時降低土壤電導率。此外其對草莓的營養(yǎng)生長有顯著的積極作用，其第一代果實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%，地上部分生物質量顯著提高了20.05%，而地上干物質量、地下部分生物質和干物質量提高了5.09%、2.69%、5.05%。此外，各代果實單果重和掛果數也得到明顯的上升，草莓產量達(30.10±3.87)t/hm2，相比于普通處理，增加了18.86%。生物有機肥底肥和復合微生物菌劑聯用還對果實品質改善有顯著的積極作用，各代果實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，生物有機肥底肥和微生物菌劑追施聯用可以有效促進草莓的營養(yǎng)生長，增加草莓果實產量，改善果實品質，提高草莓的經濟效益，為設施草莓栽培提供一定的理論依據和技術支持。

4 討論

（1）生物有機肥與復合微生物菌劑對土壤理化性質的影響。本研究明確了生物有機肥與復合微生物菌劑的土壤改良效果，結果表明生物有機肥與復合微生物菌劑可以增加土壤pH，提高土壤有機質、全氮、堿解氮、速效磷和速效鉀含量，同時降低土壤電導率。前人的研究結果表明，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[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，調節(jié)根際養(yǎng)分的有效性，此外，土壤微生物區(qū)系的轉變同樣刺激土壤酶活，加快土壤生物化學過程，提高土壤的有機質以及速效養(yǎng)分[13]，從而使其向有利于植物生長的方向發(fā)展。

生物有機肥與復合微生物菌劑對土壤pH的影響可能與土壤有機質及速效養(yǎng)分的土壤行為有關。TARKLSON[14]研究表明土壤酸堿緩沖容量與土壤有機質成顯著正相關，該結果與汪吉東等[15]、YE等[16]的研究結果一致。此外微生物群落與土壤pH也存在復雜的關系，一方面土壤pH是趨勢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業(yè)系統(tǒng)中，有利于調節(jié)土壤微環(huán)境平衡，使其更有利于植株生長發(fā)育。

肥料的施用對土壤電導率的影響則相對復雜，一方面有機肥、生物有機肥等肥料中常常添加礦物質離子，大量的施用會導致離子直接進入土壤，從而提高土壤的電導率，另一方面其通過改善土壤團聚體的微觀結構，改善土壤細菌群落，增加土壤有機質，大大增強了土壤的鹽浸出并抑制氮損失，顯著降低土壤的電導率，從而改善土壤的鹽漬化現象，減輕植株的鹽害效應[18]。

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

生物有機肥或復合微生物菌劑對草莓的作用主要體現于功能微生物和營養(yǎng)成分，營養(yǎng)成分除了有機質、氮、鉀等植物所需的大量營養(yǎng)成分，以及中微量礦物質元素外，還包含微生物發(fā)酵過程中產生的小分子肽、氨基酸等小分子活性物質。這些營養(yǎng)物質可以快速而顯著的促進草莓的生長發(fā)育，提高草莓的產量品質[21-22]，每株植株生產1 kg草莓果實的同時，需要消耗1.92 g N，0.36 g P和2.4 g K[23]，根據對全球草莓主產區(qū)的土壤肥力調查，其土壤中有機質在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120 mg/dm3。以2.3 kg/dm3的土壤容重進行換算可知，本研究試驗地的土壤養(yǎng)分指標均在高或非常高的水平，而農戶在實際生產中又會過量施肥，因此在本研究中，處理所添加的大量營養(yǎng)成分并不是影響草莓產量品質的主要因素，取而代之的是功能微生物及產品中的各類活性物質。

功能微生物群落與植物的生長發(fā)育密切相關，良好的微生物群落可以通過提供額外的氮和其他營養(yǎng)物質、與植物病原體競爭、促進生長、減少脅迫效應以及通過產生激素和其他化學物質來提高植物的抗性幫助植物生長發(fā)育[24-25]。因此土壤微生態(tài)的調節(jié)對于作物栽培管理而言至關重要。生物有機肥通過有機肥中添加特定的功能微生物，可以調節(jié)土壤微生物的群落組成，進一步促進作物的肥料利用率，增加作物的免疫防御能力，減少作物的土傳病害[25-26]。

Valeria Todeschini通過向草莓滴灌3種叢枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)和3種植物生長促進細菌(plant growth promoting bacteria,PGPB)發(fā)現，結果表明AMF主要影響與植物營養(yǎng)部分相關的參數，而PGPB與果實產量和質量特別相關。功能微生物會影響水果的營養(yǎng)品質，增加糖和花青素的濃度，并調節(jié)pH、蘋果酸、揮發(fā)性化合物和元素[27]。齊國輝研究了3種AMF對重茬草莓生長、產量和品質的影響，表明其顯著促進草莓生長，提高草莓產量，調節(jié)草莓果實的維生素C、糖度和可滴定酸含量，改善果實的品質。此外，研究還表明用福爾馬林進行土壤消毒后接種AMF后，草莓長勢、產量均高于未進行土壤消毒處理[28]。這是因為經過土壤消毒后，土壤微生態(tài)處于一種暫時性的相對真空狀態(tài)，添加生物有機肥，可以有效促進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得到了反復的證實，但是在自然環(huán)境的復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，結果表明在菌株定殖量達到頂峰后，隨后隨時間逐漸減小[32]。微生物的根際定殖所需要的因素還未能完全明確，研究表明運動性[33]和脂多糖(LSP)[34]對熒光假單胞于馬鈴薯根部定殖關系密切。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[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，通過定期外源添加的方式，延長或提高生防效果則更加切實可行。與本研究結果相同，通過土壤消毒滅殺土壤中的微生物，隨后通過添加生物有機肥，使其中的功能微生物搶占土壤中的生態(tài)空位，調節(jié)土壤的微生物群落結構，同時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，延長并提高功能微生物的效果，促進設施農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。