復合微生物菌劑“寧盾”在新疆加工番茄田間應用效果

何 偉，許建軍，楊 華，孫曉軍，李艷娥

(1.新疆農業科學院植物保護研究所/農業部西北荒漠作物有害生物綜合治理重點實驗室，烏魯木齊 830091；2.阜康市農業技術推廣中心，新疆阜康 831500)

0 引 言

【研究意義】根圍促生菌(簡稱PGPR)是一類與植物關系較為密切的有益微生物，指自由活動在土壤中或附生在植物根際、根表、莖葉等的一類可促進植物生長的有益菌類，根圍促生細菌能夠通過直接或間接的方式促進植物生長和抑制有害微生物[1]。多種PGPR組成的復合菌劑對作物產量及病害防治具有顯著效果，研究復合菌劑在新疆干旱環境加工番茄田間應用效果對該作物減藥增效具有重要意義。【前人研究進展】Bajwa等、Yan等分別對根瘤菌、從枝菌根真菌(AM)、EM菌等有益微生物進行試驗研究，明確有益微生物對土壤肥力具有改善作用[2-3]。目前，常見的微生物制劑主要有膠凍樣芽孢桿菌菌劑、熒光假單胞桿菌劑、根瘤菌菌劑、EM菌和芽孢桿菌制劑等[4-8]，己經獲得廣泛應用的生物產品種類有白僵菌、蘇云金桿菌和綠僵菌等[9-11]。單一微生物菌劑的研究及應用已有很多報道，如枯草芽孢桿菌[12]、熒光假單胞桿菌[13]和木霉菌[14]等。自20世紀90年代后期，多菌株復合微生物肥料逐漸成為主要發展方向[15]。Higa發明的EM菌劑是國外研究復合菌劑比較成功的例子。【本研究切入點】目前國內復合菌劑多處于室內試驗階段，田間應用效果還不明確。研究中選用的復合微生物菌劑“寧盾”是由多種芽孢桿菌類細菌復合而成，關于該微生物菌劑防病促生機理和抗逆機理已有研究報道[16-18]。研究復合微生物菌劑“寧盾”在新疆加工番茄田間應用效果。【擬解決的關鍵問題】研究在新疆加工番茄田間應用復合微生物菌劑“寧盾”，測定田間土壤理化性狀、番茄果實品質、產量和病害防效，為該復合菌劑在新疆干旱環境中加工番茄田間大面積應用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材 料

微生物菌劑“寧盾”(江蘇無錫本元生物有限公司)。加工番茄品種分別為亨氏3402、屯河306、亨氏2401、屯河9號和NDM2272。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗地點為呼圖壁豐源農場、芳草湖農場、吉木薩爾縣三臺鎮、昌吉市二六工鄉和烏蘇市四棵樹鎮。表1

表1 不同試驗點試驗處理設置
Table 1 Setting of test disposal at different test points

地點Site處理方法Processing method呼圖壁縣 Hutubi County“寧盾”一號A型滴灌+“寧盾”一號B型噴霧“寧盾”一號B型噴霧常規管理芳草湖 Fangcaohu“寧盾”一號A型滴灌+“寧盾”一號B型噴霧常規管理吉木薩爾縣 Jimsar County“寧盾”一號A型滴灌+“寧盾”一號B型噴霧常規管理烏蘇市 Wusu“寧盾”一號A型滴灌常規管理昌吉市 Changji“寧盾”一號B型噴霧常規管理

育苗期：加工番茄苗出齊后，將“寧盾”一號A型稀釋100倍噴淋穴盤，間隔7 d噴淋1次，連續噴淋2次。加工番茄苗兩葉一心時將“寧盾”一號B型稀釋100倍噴霧，間隔10 d使用一次，加工番茄苗移栽前1～2 d，噴霧一次。復合微生物菌劑“寧盾”處理在番茄整個生育期不使用任何殺菌劑。常規管理為常規田間操作。

滴灌菌劑時，在停水前30 min將“寧盾”一號A型菌劑加入施肥罐中，復合菌劑噴霧前將施藥罐反復沖洗后加入菌劑，菌液用量為40 kg/667 m2。表2，表3

表2 不同試驗點微生物菌劑 “寧盾”使用時間及用量
Table 2 The use time and dosage of microbial inoculum Ning shield at different test sites

地點Site第一次滴水The first drop of water花期Florescence座果期Pedestal period座果盛期Fruiting period of pedesta呼圖壁縣Hutubi County“寧盾”一號A型滴灌(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧(0.3L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧1L/667m2芳草湖Fangcaohu“寧盾”一號A型滴灌(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧0.5L/667m2吉木薩爾縣Jimsar County“寧盾”一號A型滴灌(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧(0.5L/667m2)“寧盾”一號B型噴霧1L/667m2烏蘇市Wusu“寧盾”一號A型滴灌(0.5L/667m2)“寧盾”一號A型滴灌0.5L/667m2“寧盾”一號A型滴灌1L/667m2昌吉市Changji“寧盾”一號B型噴霧0.4L/667m2“寧盾”一號B型噴霧0.4L/667m2“寧盾”一號B型噴霧0.4L/667m2

表3 不同試驗田肥料與農藥使用
Table 3 Use of fertilizers and pesticides in different test fields

地點Site肥料種類及用量Type and dosage of fertilizer (kg/667m2)殺菌劑種類及用量Kinds and dosage of fungicides呼圖壁縣Hutubi County尿素(37);磷酸一銨(20);硫酸鉀(11)46.1%氫氧化銅水分散粒劑(40 mL/667 m2);25%嘧菌酯懸浮劑(40 mL/667 m2);20%噻菌銅懸浮劑(130 mL/667 m2)芳草湖Fangcaohu尿素(40);磷酸一銨(18);磷酸二氫鉀(8)68.75%噁唑菌酮代森錳鋅水分散粒劑1 500倍液;72%霜脲錳鋅可濕性粉劑400倍液吉木薩爾縣Jimsar County尿素(30);磷酸一銨(18);硫酸鉀(12)25%嘧菌酯懸浮劑(40 mL/667 m2);46.1%氫氧化銅水分散粒劑(50 mL/667 m2)烏蘇市Wusu尿素(40);磷酸一銨(20);硫酸鉀(25)25%嘧菌酯懸浮劑(40 mL/667 m2);46.1%氫氧化銅水分散粒劑(70 mL/667 m2)昌吉市Changji尿素(50);磷酸一銨(18);氯化鉀(6);磷酸二氫鉀(4)46.1%氫氧化銅水分散粒劑(40 mL/667 m2);20%噻菌銅懸浮劑(150 mL/667 m2)

1.2.2 加工番茄田土壤采集及理化指標測定

分別在加工番茄定植前和采收后采集不同處理田間土壤。采用取土器采集地表以下20 cm深土壤，每一個處理蛇形取20個點，充分混勻，挑去石塊和殘根葉等雜質。用四分法反復淘汰直至剩余約0.5 kg的混合土為止。將制得的混合土樣裝入紙袋帶回室內，捻碎、自然風干，裝入塑料袋，測定土壤理化指標。

1.2.3 加工番茄品質測定

在加工番茄成熟期，隨機采摘不同處理成熟果實1 kg送至新疆農業科學院農業質量標準與檢測技術研究所測試番茄品質，測試內容包括可溶性固形物、番茄紅素、VC、水解后還原糖、總酸。

1.2.4 加工番茄產量測定

在加工番茄成熟期，每處理隨機選取5個點，每個點取3.3 m2，采集全部番茄植株上的果實稱重，計算產量。

1.2.5 加工番茄病害調查

調查加工番茄生育期內病害發生種類并調查危害程度。每處理十字交叉法5點取樣，每點隨機調查30株，記錄發病植株數量，計算發病率。每株調查上中下3片葉，記錄發病情況并計算病情指數。番茄早疫病分級標準：0級：無病癥；1級：病斑面積占整個葉面積5%以下；3級：病斑面積占整個葉面積6%～10%；5級：病斑面積占整個葉面積11%～20%；7級：病斑面積占整個葉面積21%～50%；9級：病斑面積占整個葉面積50%以上。番茄細菌性斑點病分級標準：病情分級: 0級：全葉無病斑；1級：病斑占全葉面積的1/10；2級：病斑占全葉面積的1/10～1/4；3級：病斑占全葉面積的1/4～1/2；4級：病斑占全葉面積大于1/2。

1.2.6 經濟效益核算

加工番茄經濟效益核算公式:

增收=增產量×收購價+微生物菌劑成本-殺菌劑成本。

2 結果與分析

2.1 土壤理化性質

研究表明，加工番茄采收后5個試驗點復合微生物菌劑處理和常規管理土壤pH值均較定植前降低且處理間無顯著差異，而加工番茄采收后不同處理土壤EC值較定植前均增加且各處理間無顯著差異。加工番茄采收期，復合微生物菌劑處理中滴灌復合微生物菌劑的處理土壤有機質含量均較定植前高，而復合微生物菌劑噴霧處理和常規管理加工番茄田間土壤有機質含量與定植前無顯著差異，滴灌復合微生物菌劑“寧盾”可增加土壤有機質含量。表4

表4 不同試驗田土壤理化性狀比較
Table 4 Comparison of soil physical and chemical properties in different experimental fields

地點Site試驗處理Experimental treatmentpH值pH valueEC值EC value (ms/cm)有機質Organic matter (g/kg)定植前Pre plant采收后After harvest定植前Pre plant采收后After harvest定植前Pre plant采收后After harvest呼圖壁縣Hutubi County噴霧8.07a7.91a1.13a1.58a15.56a15.71b噴霧+滴灌8.02a7.91.28ab1.56a15.49a17.97c常規管理8.03a7.89a1.39b1.56a14.99a14.45a芳草湖Fangcaohu噴霧+滴灌8.14a8.04a0.24a0.36a22.27a24.42b常規管理8.29a8.26a0.24a0.37a22.24a21.96a吉木薩爾縣Jimsar County噴霧+滴灌8.45a8.38a0.24a0.36a19.49a22.07b常規管理8.46a8.30a0.21a0.34a19.33a20.12a烏蘇Wusu滴灌8.66a8.39a0.1a0.24a16.99a19.49b常規管理8.56a8.34a0.13a0.25a17.80a17.34a昌吉Changji噴霧8.55a8.26a1.15a0.30a18.91b18.93b常規管理8.64a8.32a1.14a0.32a17.76a17.73a

注：表中方差分析結果為同一地點不同處理之間進行顯著差異性比較，不同小寫字母代表差異P<0.05，下同

Note: The results of variance analysis showed significant differences between different treatments in the same place, the different small letters represent significance at 5% level

2.2 加工番茄品質

研究表明，5個試驗點復合微生物菌劑“寧盾”處理加工番茄成熟果實的番茄紅素、總酸、水解后還原糖和VC等指標高于常規管理，其中復合微生物菌劑“寧盾”處理加工番茄成熟果實的番茄紅素和總酸顯著高于常規管理。復合微生物菌劑“寧盾”處理的加工番茄可溶性固形物與常規管理的無顯著差異。表5

表5 不同試驗地點不同處理加工番茄品質
Table 5 Quality test results of different processing sites in different processing tomato

地點Site試驗處理Experimental treatment番茄紅素Lycopene(mg/100 g)總酸Total acid(g/kg)水解后還原糖Reduced sugar after hydrolysis (g/100 g)VCVitamin C(mg/100 g)可溶性固形物Soluble solids(%)呼圖壁縣Hutubi County噴霧13.2b2.7b4.38a23.41a5.74a噴霧+滴灌15.1c2.8b4.78a23.9a5.57a常規管理11.7a2.1a4.29a22.68a5.57a芳草湖Fangcaohu噴霧+滴灌15.2b5.41b3.92a26.09a6.33a常規管理13.2a4.82a3.13a25.27a6.14a吉木薩爾Jimsar County噴霧+滴灌16.9b3.64a2.7a30.83a5.82a常規管理13.1a3.56a2.6a30.7a5.57a烏蘇Wusu滴灌16.4b3.08a2.7a24.72a5.57a常規管理14.8a2.95a2.6a23.88a5.57a昌吉Changji噴霧11.9b2.1a3.68a20.46a4.93a常規管理10.9a1.8a3.52a19.29a5.03a

2.3 不同處理加工番茄產量

研究表明，5個試驗點復合微生物菌劑“寧盾”處理加工番茄平均單株果數和平均單株果重均顯著高于常規管理。5個試驗點復合微生物菌劑“寧盾”處理加工番茄折合畝產較常規管理增產效果在7.32%～27.02%，其中烏蘇試驗田復合微生物菌劑“寧盾”處理折合畝產量較常規管理增產9.07%；呼圖壁兩個微生物菌劑“寧盾”處理較常規管理分別增產27.02%和15.50%；吉木薩爾縣試驗田微生物菌劑“寧盾”處理較常規管理增產7.32%；昌吉試驗田微生物菌劑“寧盾”處理較常規管理增產19.26%；芳草湖農場試驗田微生物菌劑“寧盾”處理較常規管理增產10.64%。不同試驗點微生物菌劑處理的加工番茄產量均高于常規管理，但增產幅度差別較大，這與試驗田土壤理化性狀、病蟲害防治和水肥管理等均有密切關系。表6

表6 不同地點加工番茄產量
Table 6 Comparison of processing tomato yield in different locations

地點Site試驗處理Experimental treatment單株果數 (個)Number of fruit per plant單株果重 (kg)Fruit weight per plant小區產量 (kg)District output畝產量 (kg)Mu yield呼圖壁Hutubi County噴霧+滴灌71.86b2.69b32.77c6 624c噴霧63.48a2.38ab29.80b6 023b常規處理63.33a2.20a25.80a5 215a芳草湖Fangcaohu噴霧+滴灌86.44b3.79a33.17b6 704b常規處理77.93a3.38a29.98a6 060a吉木薩爾縣Jimsar County噴霧+滴灌81.85b4.57a52.46b10 603b常規處理78.26a4.49a48.88a9 880a烏蘇Wusu滴灌43.87b3.12a46.04b9 306b常規處理39.46a2.88a42.21a8 532a昌吉Changji噴霧62.02b3.11b37.71b7 622b常規處理49.93a2.60a31.62a6 391a

2.4 不同處理加工番茄病害防治效果

研究表明，復合微生物菌劑“寧盾”一號B型噴霧可有效防治加工番茄葉部病害，其中芳草湖、呼圖壁、吉木薩爾縣、昌吉等4個試驗點微生物菌劑處理加工番茄早疫病和細菌性斑點病發病率與病情指數較常規管理無顯著差異，昌吉試驗點微生物菌劑處理的加工番茄潰瘍病發病率和病情指數分別為12.3%和9.96，顯著低于常規管理。說明4個試驗點微生物菌劑處理對加工番茄早疫病、細菌性斑點病防治效果與常規管理無顯著差異，但微生物菌劑處理對番茄潰瘍病防治效果顯著高于常規管理。表7

表7 加工番茄病害調查
Table 7 Survey results of processing tomato diseases

地點Site試驗處理Experimental treatment番茄早疫病Tomato early blight番茄細菌性斑點病Tomato bacterial speckle 番茄潰瘍病Tomato ulcers發病率Incidence (%)病指disease index發病率Incidence (%)病指disease index發病率Incidence (%)病指disease index芳草湖Fangcaohu噴霧+滴灌100a8.82b10.2a1.68a0a0a常規處理100a9.16b10.6a1.70a0a0a呼圖壁縣Hutubi County噴霧100a7.12a8.2a1.23a0a0a噴霧+滴灌100a7.03a8.8a1.25a0a0a常規處理100a7.06a8.7a1.24a0a0a吉木薩爾縣Jimsar County噴霧+滴灌60.2a5.56a0a0a0a0a常規處理68.1a6.24a0a0a0a0a昌吉Changji噴霧100a10.67a0a0a12.3a9.96a常規處理100a11.36a0a0a38.8b25.39b

2.5 不同處理加工番茄經濟效益

研究表明，加工番茄田間施用復合微生物菌劑"寧盾"可顯著增加其經濟效益。經濟效益計算按加工番茄工廠收購價0.4元/kg，5個試驗點加工番茄增收在263.6～569.1元/667 m2。表8

表8 不同處理加工番茄經濟效益比較
Table 8 Economic benefit comparison of processing tomato with different processing

地點Site試驗處理Experimental treatment殺菌劑成本Bactericides cost(yuan /667m2)微生物菌劑成本Microbial agent cost(yuan /667m2)畝增收Acre increase(yuan /667m2)呼圖壁縣Hutubi County噴霧+滴灌0103.5569.1噴霧081328.7常規處理980芳草湖Fangcaohu噴霧+滴灌090263.6常規處理960吉木薩爾縣Jimsar County噴霧+滴灌0112.5272.7常規處理960烏蘇Wusu滴灌090314.6常規處理950昌吉Changji噴霧054544.4常規處理1060

3 討 論

根圍促生細菌具有改善土壤環境，促進植物生長、預防病害發生、提高作物產量的積極作用，但已經產業化的生物菌劑多以單劑為主，而功能各異的多菌株復合及功能互補的復合微生物肥料已成為當前研究熱點[15]。目前復合菌劑的應用多以發酵為主，在作物防病促生作用的應用較少。研究中微生物菌劑是多種細菌復合而成，盆栽及溫室試驗已證明其對番茄防病促生效果[19]，但在新疆干旱環境下對加工番茄防病促生作用尚不明確。研究通過在新疆不同加工番茄產區進行復合微生物菌劑田間應用研究，可為該復合微生物菌劑在新疆干旱環境下加工番茄田間應用提供科學依據。

單一微生物菌劑對環境依賴性強，需菌量大且防治效果差。葛紅蓮等[20]將復合菌劑與單一菌劑進行辣椒青枯病防治效果比較，復合菌劑防效高于其他5個單一菌株。研究中復合微生物菌劑對新疆5個不同區域加工番茄均具有增產作用和較好防病效果，該復合菌劑對干旱環境具有較好適應性，能夠在新疆加工番茄田間存活并對加工番茄植株具有促生防病作用。

復合微生物可以影響土壤理化性質及微生物活性。曹恩琿等[21]報道復合菌劑能夠減少土壤中真菌數量，增加細菌數量，且可提高土壤養分，降低土壤酸度。研究中微生物菌劑能夠顯著改善土壤環境，這與上述研究結果一致，但該復合微生物菌劑在新疆干旱土壤環境中定殖能力及其對土壤微生物群落結構的影響有待進一步研究。

4 結 論

在加工番茄生育期，田間滴灌復合微生物菌劑“寧盾”一號A型能夠增加土壤有機質含量，改善田間土壤環境，加工番茄產量較常規管理增加9%以上；噴施復合微生物菌劑“寧盾”一號B型的加工番茄葉部病害病情指數低于常規管理，產量增加19%以上；滴灌和噴施復合微生物菌劑“寧盾”均對加工番茄果實品質具有顯著改善作用。復合微生物菌劑“寧盾”在新疆加工番茄應用使其增收263.6～569.1元/667 m2，顯著提高了其經濟效益。復合微生物菌劑"寧盾"在適宜在新疆干旱環境加工番茄田間推廣應用。

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