發酵菌劑與秸稈生物反應堆復配對越冬番茄生長特性的影響

王冠，吳萍，李磊，石彥龍，王彥剛，楊廣平，張雪艷

（1.寧夏大學農學院，銀川，750021；2.賀蘭縣農業綜合開發辦公室）

發酵菌劑與秸稈生物反應堆復配對越冬番茄生長特性的影響

王冠1，吳萍2，李磊1，石彥龍1，王彥剛1，楊廣平1，張雪艷1

（1.寧夏大學農學院，銀川，750021；2.賀蘭縣農業綜合開發辦公室）

為探討適宜寧夏越冬番茄高效安全生產的發酵菌劑，以寧夏市場上廣泛銷售的5種秸稈菌劑為處理，研究玉米秸稈反應堆復配發酵菌劑對番茄植株生長和葉綠素熒光特性的影響。結果表明，YD（秸稈反應堆+遠東秸稈生物發酵菌劑）、HN（秸稈反應堆+河南沃德秸稈生物發酵菌劑）、SD（秸稈反應堆+山東秸秸靈發酵復合菌劑）顯著促進番茄植株生長，SD降低非光化學猝滅系數、表觀光合電子傳遞速率和實際光化學量子產量，除BJ（秸稈反應堆+北京京圃園有機廢料發酵菌劑）外其他菌劑均顯著增加番茄產量，NX（秸稈反應堆+寧夏諾德曼發酵復合菌劑）和SD有利于寧夏越冬番茄高效安全生產。

秸稈反應堆；生物發酵菌劑；越冬番茄

秸稈還田技術是把秸稈直接或堆積腐熟后施入土壤中，以改善土壤理化性狀、增強土壤肥力的一種方法。近年來，眾多學者圍繞秸稈還田對土壤的改良培肥作用以及對作物產量的影響進行了大量的研究，結果證明，有機物料富含各種養分和生理活性物質，能夠改善土壤物理性狀，補充土壤養分，促進難溶性養分轉化，提高土壤有效養分含量[1，2]。有機物料腐熟菌劑具有分解、腐熟有機物料，使有機物料轉化成有機肥的作用，同時具有協助作物吸收營養、增進土壤肥力、增強植物抗病和抗干旱能力、減少化肥使用、促進農作物廢棄物腐熟和開發利用、保護環境以及提高農作物產品品質和食品安全等多方面的功效[3]。在秸稈腐熟過程中，通常會使用一些秸稈腐熟菌劑，它在適宜的條件下，可以產生大量有益微生物，加速農作物秸稈的腐解，將秸稈中所含的有機質及磷、鉀等元素轉化為土壤養分，從而改善土壤理化性狀，增強土壤酶活性，提升土壤肥力，進而減少化肥使用量[4]。目前寧夏市場上的秸稈生物發酵菌劑品種繁多，而哪種更適宜作為越冬茬番茄內置秸稈反應堆的添加菌劑改善作物生長，目前鮮有報道，因此，本試驗以越冬番茄為材料，以不添加秸稈和添加秸稈不加菌劑為雙對照，以市場上廣泛銷售的5種微生物菌劑為處理，研究不同微生物菌劑對越冬番茄生長和葉綠素熒光特性的影響，篩選出適宜在寧夏使用的秸稈腐熟菌劑，為寧夏越冬番茄優質高效安全生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為寶羅塔。試驗用微生物菌劑分別為北京京圃園有機廢料發酵菌劑（粉劑，菌種含量20億個/g）、山東秸秸靈秸稈發酵復合菌劑（粉劑，菌種含量20億個/g）、寧夏諾德曼發酵復合菌劑（液態，菌種含量20億個/mL）、河南沃德秸稈生物發酵菌劑（液態，菌種含量20億個/mL）、遠東復合菌劑（液態，菌種含量20億個/mL）。

1.2 試驗設計

試驗于2013年10月至2014年3月在寧夏大學農科實訓基地日光溫室內進行。溫室長45 m，跨度7.5 m，脊高3.0 m，供試溫室耕層土壤為壤土。

試驗設7個處理。CK1，不加入秸稈反應堆+不加菌劑；CK2，秸稈反應堆+不加菌劑；SD，秸稈反應堆+山東秸秸靈發酵復合菌劑，施用量為8 g/m2；NX，秸稈反應堆+寧夏諾德曼發酵復合菌劑，施用量為8 mL/m2；HN，秸稈反應堆+河南沃德秸稈生物發酵菌劑，施用量為8 mL/m2；YD，秸稈反應堆+遠東秸稈生物發酵菌劑，施用量為8 mL/m2；BJ，秸稈反應堆+北京京圃園有機廢料發酵菌劑，施用量為8 g/m2。3次重復，共21個小區，每小區7個栽培畦，小區長5.2 m、寬5.6 m，采取寬窄行高畦栽培，大行距80 cm，小行距50 cm，株距35 cm。地膜覆蓋栽培，定量灌水帶膜下澆灌。選取長勢一致的番茄幼苗定植，定植時間為2013年10月14日，2014年3月13日拉秧。

1.3 測定項目

①越冬番茄生長狀況 從2013年10月23日起對番茄生長狀況進行測量，定植至結果期，每1個月測量1次。株高為番茄生長點到莖基部的垂直距離，用卷尺測量；莖粗為子葉下1 cm的主莖粗度，用游標卡尺測定；統計直徑大于2 cm的葉片數，用目測計數法測定。每處理選取9株進行測定。

②番茄光合相關性狀測量 選取第5片功能葉片測定葉綠素含量，用SPAD-502葉綠素含量測定儀測定；葉綠素熒光為第5片功能葉的熒光參數，采用美國產OS5P便攜式葉綠素熒光儀測定。測定前將葉片充分暗適應20 min，初始測定光為8 μmol·m-2·s-1，飽和脈沖光為3 000 μmol·m-2·s-1，作用時間為1.4 s，每處理測定3片葉，重復3次[5]，測定時間分別為2013年11月17日和12月25日、2014年1月26日和3月13日。

③番茄產量 按小區進行測產，記錄每次采收時商品果的質量，并換算成每667 m2的經濟產量。

1.4 數據分析

試驗數據采用Excel 2007軟件進行處理，采用DPS 6.55統計軟件進行顯著性差異分析。

2 結果與分析

2.1 秸稈反應堆和菌劑對越冬番茄生長的影響

①株高 由表1可知，番茄定植1個月后（11月16日），SD株高極顯著高于其他處理，其株高為44.64 cm，HN、NX、BJ處理株高均極顯著低于對照CK1和CK2，YD與對照無顯著差異；定植2個月后（12月15日），SD、YD株高極顯著高于對照和其他菌劑處理，NX和BJ株高均顯著低于CK1和CK2，HN與對照無顯著差異。

②莖粗 由表2可知，番茄定植1個月后，YD莖粗顯著高于CK1和CK2，顯著高于除HN外的其他菌劑處理，且極顯著高于BJ處理，SD、NX、BJ、HN處理間無顯著差異；定植2個月后，BJ處理相對CK1莖粗顯著降低，其他處理間無顯著差異。

③葉片數 由表3可知，番茄定植1個月后，NX和BJ菌劑處理葉片數極顯著低于其他處理，其他處理間無顯著差異；定植2個月后，SD、HN、YD葉片數均顯著高于CK1。

2.2 秸稈反應堆和菌劑對越冬番茄光合相關性狀的影響

①葉綠素含量 葉綠素是植物光化學反應的指示物，利用植物體內葉綠素作為天然指針，探測植物光合狀況以及各種外界因子對植物光合作用的影響[6，7]。由圖1可知，定植1個月后，各處理間葉綠素含量無顯著差異；定植2個月后，BJ菌劑處理葉綠素含量顯著低于兩對照，YD葉綠素含量顯著高于CK2，其他菌劑處理與兩對照間均無顯著差異。

②葉綠素光合熒光參數 qP（光化學淬滅系數）是對原初電子受體QA氧化態的一種度量，代表PSⅡ反應中心開放部分的比例，可以反映光合電子鏈的電子傳遞速率及其參與CO2固定的效率[8]。由表4可見，定植1個月后（11月17日）CK2的qP值最大，CK1的最小，各菌劑處理qP值均顯著高于CK1，且SD、NX、BJ達極顯著水平；番茄結果初期（12月25日），NX和BJ菌劑處理qP值顯著高于CK1，而與CK2無顯著差異，其他菌劑處理與CK1無顯著差異；結果盛期（1月26日）SD菌劑處理qP值顯著低于其他處理，NX菌劑處qP值顯著高于CK1和CK2；拉秧期（3月13日），SD菌劑處理顯著顯著低于CK1和CK2，HN菌劑處理顯著低于CK1。

qN（非光化學淬滅系數）反映的是天線色素吸收到光能不能用于電子傳遞而以熱的形式耗散掉的光能部分，而熱耗散是植物保護PSⅡ的重要機制[9]。由表5可知，11月17日CK2的qN值最高，NX和BJ處理qN極顯著高于CK1；12月25日，BJ的qN顯著高于CK2，其他菌劑處理間無顯著差異，且與CK1差異不顯著；翌年1月26日，NX的qN顯著高于CK2，其他處理與CK1差異不顯著，BJ、HN、YD的qN值顯著高于CK2；3月13日，SD的qN值極顯著低于其他處理，其他菌劑處理與CK2差異不顯著。

表觀光合電子傳遞速率（ETR）反映實際光強下的表觀電子傳遞效率[9]。由表6可知，11月17日，除SD處理外，其他處理ETR值極顯著高于CK1，NX處理ETR值最高，且與CK2差異達極顯著水平，HN、SD、YD處理顯著低于CK2；12月25日，NX和BJ的ETR值顯著高于其他處理，HN的ETR值最低；翌年1月26日，S D顯著低于CK1，其他各菌劑處理間無顯著差異，CK2極顯著低于CK1；3月13日，SD極顯著低于其他處理，YD和NX極顯著低于CK2，其他處理間差異不顯著。

由表7可知，11月17日，NX菌劑處理的Yield值（實際光化學量子產量）最高，且極顯著高于其他處理，各菌劑處理的Yield值均極顯著高于CK1；12月25日，NX、BJ的Yield值顯著高于兩對照，其他菌劑處理與對照均無顯著差異；翌年1月26日，NX、BJ、YD菌劑處理Yield值均顯著高于CK2，但與CK1差異不顯著；3月13日，SD的Yield值極顯著低于兩對照，其他菌劑處理間差異不顯著。

2.3 秸稈反應堆和菌劑處理對番茄產量的影響

由圖2可知，秸稈反應堆和菌劑處理對番茄產量影響顯著，番茄產量從高到低為NX＞HN＞SD＞YD＞CK2＞CK1＞BJ，其中NX菌劑處理的番茄產量最高，其產量為4 009.05 kg/667 m2，HN與NX菌劑處理無顯著差異，SD、YD菌劑處理的番茄產量顯著低于NX菌劑處理，且顯著高于CK1，而BJ菌劑處理的番茄產量顯著低于CK2，而與CK1無顯著差異。

3 討論與結論

我國秸稈年產量達7億多t，農民在解決廢棄秸稈時多采用焚燒，綜合利用和再利用率低，造成了環境的污染和資源的浪費[10]。作物殘體還田對農業土壤起重要的作用，因為它能為土壤提供可速效利用的碳和氮，且提供其他養分，提高土壤肥力[11]。

本試驗結果表明，秸稈生物反應堆技術與微生物菌劑共同施用能有效改善越冬番茄植株的生長狀況，其中，定植2個月后，SD的株高比CK1高17.12 cm，差異達極顯著水平，極顯著高于CK2，差值為15.48 cm，YD處理與SD無顯著差異，其株高也極顯著高于CK1和CK2；除BJ外，其他菌劑處理與對照無顯著差異，且除BJ外，其他菌劑處理葉片數顯著高于CK1。可能是秸稈腐熟菌劑促進秸稈腐熟，提高土壤溫度，為番茄生長提供相對適宜的環境，并為植株生長提供,足夠的養分，進而促進植株的生長。定植2個月后，YD的葉綠素含量顯著高于CK2。通過對番茄葉片的葉綠素熒光參數的測量分析，結果表明，各菌劑處理對qP影響不大，BJ、YD、NX處理的番茄對弱光下的脅迫抗性增強，其qP、ETR和Yield值在一定程度上與對照相比顯著增加。NX、HN、YD、SD、CK2均相對CK1顯著增加越冬番茄產量，說明添加秸稈生物反應堆以及反應堆復配腐熟菌劑均能提供適宜越冬番茄生長的環境，而相較CK1，BJ處理對越冬番茄的產量無顯著影響。

綜上所述，YD、HN、SD不同程度促進番茄植株生長和增加越冬番茄產量，且SD利于提高越冬番茄的抗低溫能力，NX最利于促進越冬番茄增產，因此NX和SD最適宜寧夏越冬番茄高效安全生產。

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Effects of Maize Straw Reactor Compound with Biological Fermentation Bacteria Reagents on Growth Characteristics of Overwintering Tomato

WANG Guan1,WU Ping2,LI Lei1,SHI Yanlong1,WANG Yangang1, YANG Guangping1,ZHANG Xueyan1

To explore suitable biological fermentation bacteria reagents for efficient and safe production of Ningxia overwintering tomato,we took 5 kinds of straw bacteria reagents which were widely sold on the market in Ningxia as treatments,and studied the effects of them on growth and chlorophyll fluorescence characteristics of overwintering tomato. The results showed that the treatment YD (the mixture of straw reactor and Yuandong brand of biological fermentation bacteria reagent),HN(the mixture of straw reactor and Henan Wode brand of biological fermentation bacteria reagent)and SD (the mixture of straw reactor and Shangdong Jiejieling brand of biological fermentation bacteria reagent)significantly promoted tomato growth,while SD reduced tomato non photochemical quenching coefficient,photosynthetic electron transport rate and actual photochemical quantum yield of PSⅡ.All treatments except BJ(the mixture of straw reactor and Beijing Jingpuyuan brand of biological fermentation bacteria reagent)significantly increased tomato yield,so NX(the mixture of straw reactor and Ningxia nodmann brand of biological fermentation bacteria reagent)and SD were beneficial to efficient and safe production of overwintering tomato.

Maize straw reactor;Biological fermentation bacteria reagent;Overwintering tomato

S641.2

A

1001-3547（2014）18-0041-05

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.18.015

寧夏自治區級大學生創新性實驗計劃（13NXN11）；寧夏農業綜合開發土地治理科技推廣項目（NTKJ-2014）

王冠（1994-），男，本科在讀，E-mail：739463581@qq.com

張雪艷（1981-），女，通信作者，副教授，主要從事設施蔬菜栽培與生理研究，電話：15202682691，E-mail：zhangxueyan123@sina.com

2014-07-29