生物菌肥對軟棗獼猴桃品種‘魁綠’和‘佳綠’生長發育的影響

馬 樂，姜雅軒，雷 培，董 暢，董 坤，徐永清，王 月，孟凡娟

（1. 東北林業大學 生命科學學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2. 西昌學院，四川 西昌 615000；3. 黑龍江省農業科學院 園藝分院，黑龍江 哈爾濱 150000；4. 東北農業大學 生命科學學院，黑龍江 哈爾濱 150030；5. 中國農業科學院 特產研究所，吉林 長春 130122）

軟棗獼猴桃Actinidia arguta（Sieb. & Zucc）Planch. ex Miq.又名軟棗子、獼猴梨、藤瓜、藤梨，是獼猴桃科獼猴桃屬多年生大型落葉藤本植物，為雌雄異株植物[1-2]。軟棗獼猴桃是獼猴桃屬植物中在我國分布最為廣泛的野生果樹之一，其廣泛分布于我國東北、華北、西北與云南和臺灣等地區，在日本、朝鮮及俄羅斯等國也均有分布。軟棗獼猴桃果實表皮光滑無絨毛，可帶皮食用，其果實富含多種維生素和氨基酸與黃酮、生物堿等多種活性成分，具有抗氧化、降血糖、消炎、抗癌和防止血栓形成等多種保健功效，其果實還可用來加工制成果脯、果醬、果酒、運動飲料、果凍、果汁、果膠口服液等多種產品，故其深受消費者的青睞，因此，近年來全球多地都有軟棗獼猴桃的商業化種植[3-4]。此外，軟棗獼猴桃具有較強的耐寒性和抗蟲害能力，被作為綠化觀賞植物在多地種植[5]。

隨著我國軟棗獼猴桃產業的快速發展，其已成為多地創收的新型產業。但是，目前軟棗獼猴桃的栽培技術還較為落后，加上種植者習慣于施用化肥來提高其產量，這就導致了優質果實數量少且種植地土壤環境差等問題的出現，這些問題已嚴重影響了軟棗獼猴桃產業的進一步發展。有益微生物菌群（Ecological microorganisms，EM 菌）是一種復合微生物活菌劑，包含光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革蘭氏陰性菌群等類，共計10 個屬80 余種微生物[6]。在有機肥的制作過程中加入EM 菌，可加快有機物的轉化，提高有機肥的腐熟效率。施用加入了EM 菌的生物有機肥，可以提高土壤肥力水平，增強其酸堿緩沖力，豐富植物根際微生物，增強植物對營養的吸收與利用能力[7-8]，從而提高作物產量。朱元芳等[6]的研究結果表明，施用EM 菌肥不僅能促使馬鈴薯苗成活率的提高，而且能使其產量得以大幅度提高；張宇等[7]的研究結果表明，菌肥對花生的生長及光合特性均有促進作用，對改善土壤性狀也有一定的作用；王志遠等[8]的研究結果表明，施用EM菌肥能顯著提高桃種植園土壤中多種有效養分的含量，且對桃葉片光合特性也有影響。目前，在軟棗獼猴桃的種植過程中，所施肥料多為不同種類的無機肥或由簡易堆肥制成的有機肥[9-13]，而鮮用生物菌肥。因此，本研究以‘魁綠’和‘佳綠’這兩個軟棗獼猴桃品種為研究對象，分析施用添加了EM 生物菌的生物有機肥對軟棗獼猴桃的植株生長、葉片功能性狀和光合特性的影響情況，以期為軟棗獼猴桃的合理施肥與科學管理提供參考依據和技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗地位于黑龍江省森林植物園，其地理位置 為 東 經126°65′，北 緯45°70′。該 園 區 的 氣 候類型為寒溫帶半濕潤季風性氣候，年平均氣溫為3.6 ℃，年均降水量為560 mm。該園區的土壤類型為黑土[14]。

試驗植株為軟棗獼猴桃品種‘魁綠’和‘佳綠’的1 年生植株。試驗所用的生物菌肥博卡西為一種EM 菌劑，由東北農業大學提供。

1.2 試驗設計

試驗共設4 個處理組：對品種‘魁綠’（KL）的試驗，設計了施肥與不施肥（用作對照，CK）2 個處理組，其處理編號分別為TKL和CKKL；對品種‘佳綠’（JL）的試驗，同樣設計了施肥與不施肥（用作對照，CK）2 個處理組，其處理編號分別為TJL和CKJL。每個處理組各隨機選取5 株生長狀態良好、長勢一致的軟棗獼猴桃植株進行試驗。施肥時間為2021 年7 月15 日，施肥方式為穴施，即在距離植株30 cm 處挖一個深為12 ～15 cm 的坑，將約為100 g 的菌肥倒入坑中再回土填埋。除施肥外，各處理組植株的常規管理措施（澆水、除草等）完全相同。

1.3 測定方法

1.3.1 植株生長指標的測定

分別于2021 年的7 月15 日、7 月25 日、8 月4 日、8 月14 日、8 月24 日和9 月3 日測定供試植株在試驗期間5 個生長階段（以10 d 為1 個生長階段）各項生長指標的增長量。其中，以7 月25 日測定的植株生長指標量減去7 月15 日測定的植株生長指標量為植株第1 階段生長指標的增長量，以8 月4 日測定的生長指標量減去7 月25 日測定的生長指標量為植株第2 階段生長指標的增長量，以此類推，計算得出植株在第3、第4、第5 階段各項生長指標的增長量。

采用卷尺和游標卡尺分別測量所選植株的新梢長度和基部直徑；采用游標卡尺測量葉長與葉寬，即分別從試驗植株新梢的頂部、中部和基部各選取1 片完全展開的功能葉進行測量，取此3 片葉的平均值作為測定值。

1.3.2 植株生理指標的測定

使用HM-YD 植物營養測定儀測定葉綠素含量。葉片相對含水量和葉片干物質含量的計算，需要先測量葉片的鮮質量、飽和質量和干質量。將剛采摘的葉片立即用天平稱量其鮮質量，再將葉片放入蒸餾水中浸泡，每隔6 h 稱量1 次葉片的質量，直至葉片質量保持不變，此時的葉片質量即為葉片飽和質量；然后將葉片放入65 ℃的烘箱中烘48 h，至葉片質量保持不變，此時的葉片質量即為葉片干質量。參照井趙斌等[15]所用計算公式計算葉片相對含水量和葉片干物質含量：

葉片相對含水量=(葉片鮮質量-葉片干質量)/(葉片飽和質量-葉片干質量)；

葉片干物質含量=葉片干質量/葉片鮮質量。

分別于2021 年7 月15 日、7 月25 日、8 月4 日、8 月14 日、8 月24 日和9 月3 日（晴朗無風天氣）的上午9:00—10:00 時，采用LI-6400XT 便攜式光合儀，選取供試植株枝條中上部向陽且長勢一致的3 片成熟葉片，測定其凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）等光合參數[16]，每片葉各測定10 次，取其平均值。

1.4 數據分析

使用SPSS 25.0 和Excel 2020 軟件進行數據統計與分析，采用Duncan 法對所測數據進行差異顯著性分析，使用GraphPad Prism 8.0 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 生物菌肥對軟棗獼猴桃生長指標的影響

植物在發芽后，隨著營養的不斷攝入，其新梢長度逐漸增長，基部逐漸增粗，葉片也逐漸展開增大。施用生物菌肥對軟棗獼猴桃品種‘魁綠’和‘佳綠’各部位的生長起到了不同程度的促進作用，施用生物菌肥對其各項生長指標的影響情況見表1。從表1 中可以看出，‘魁綠’和‘佳綠’的新梢長度均呈現出先快后慢的生長趨勢。‘魁綠’與‘佳綠’施肥處理組的新梢長度，每個生長階段（10 d）增長量的均值分別為33.69和22.79 cm，較其對照組分別增長了50.00%和9.83%；在其各個生長階段中，‘魁綠’與‘佳綠’施肥處理組的新梢長度增長量，與其對照組的相比，分別增長了25.37% ～135.46% 和8.39%～69.34%，其施肥處理組的新梢長度增長速率均顯著大于其對照組的，且施用生物菌肥對‘魁綠’新梢增長的促進效果更加明顯。

表1 生物菌肥對軟棗獼猴桃品種‘魁綠’與‘佳綠’各項生長指標的影響?Table 1 Effect of biological bacterial fertilizer on growth index of A. arguta varieties ‘Kuilv’ and ‘Jialv’

‘魁綠’品種新梢基部直徑的增長速度呈逐漸加快趨勢，隨著植株的生長其基部直徑的增長速度加快；而‘佳綠’品種的新梢基部直徑在其生長期間一直保持著快速增長趨勢。‘魁綠’與‘佳綠’施肥處理組新梢基部直徑，每個生長階段（10 d）增長量的均值分別為0.564 與0.808 cm，與其對照組的相比，分別增長了39.26%和64.23%，且其施肥處理組的新梢基部直徑增長量均顯著高于其對照組的；在其各個生長階段中，‘魁綠’與‘佳綠’施肥處理組新梢基部直徑的增長量，與其對照組的相比，分別增長了27.41%～55.21%和43.07%～178.73%。由此可知，在新梢基部直徑的生長方面，生物菌肥對‘佳綠’的促進作用更大。

‘魁綠’與‘佳綠’品種的葉片與新梢長度的長勢相似，均呈先快后緩的生長趨勢。‘魁綠’施肥處理組的葉長與葉寬，每個生長階段（10 d）增長量的均值分別為0.424 和0.258 cm，與其對照組的相比，分別增加了35.46%和78.46%；‘佳綠’施肥處理組的葉長與葉寬，每個生長階段（10 d）增長量的均值分別為0.502 和0.309 cm，與其對照組的相比，分別增加了19.95%和75.94%。這一結果表明，施用生物菌肥可以促進植株葉片的生長，且其對‘魁綠’品種的影響更大。

2.2 生物菌肥對軟棗獼猴桃葉片功能性狀的影響

葉片功能性狀是植物功能性狀的重要組成部分，可以反映出植物的長勢及其對資源的利用。而葉綠素含量（SPAD 值）、葉片相對含水量及葉片干物質含量，可以反映出菌肥對軟棗獼猴桃葉片功能性狀的影響情況。施用生物菌肥對‘魁綠’與‘佳綠’葉片功能性狀的影響情況如圖1 所示。從圖1 中可以看出，生物菌肥對‘魁綠’葉片功能性狀的作用效果更好。

由圖1A 可知，隨著植物的生長，4 個試驗組植株葉片中的葉綠素含量均緩慢上升。在試驗中期，‘魁綠’施肥處理組的葉綠素含量顯著高于其對照組的；而‘佳綠’施肥處理組的葉綠素含量增長緩慢，且與其對照組的差異不顯著。

由圖1B 可知，4 個試驗組植株的葉片相對含水量均呈先增后降的變化趨勢。隨著植株對菌肥中營養物質的吸收，在試驗的中期和后期，‘魁綠’施肥處理組的葉片相對含水量均顯著高于同期對照組的；而‘佳綠’施肥處理組的葉片相對含水量僅在試驗中期與其對照組的相對含水量存在顯著差異。

由圖1C 可知，隨著植物的生長，‘魁綠’施肥處理組與對照組的葉片干物質含量均呈下降—上升—下降的變化趨勢；‘佳綠’施肥處理組與對照組的葉片干物質含量均呈下降—上升—下降—上升的變化趨勢。菌肥對‘魁綠’品種的作用效果十分顯著，在施肥30 d 后，其施肥處理組與對照組間葉片干物質含量的差異明顯；且隨著植株對菌肥的吸收，試驗后期，‘魁綠’施肥處理組的葉片干物質含量約為其對照組的35%。‘佳綠’施肥處理組的葉片干物質含量，在施肥20 d 后，與其對照組的存在差異；但是，與‘魁綠’施肥處理組和對照組間葉片干物質含量的差異相比，‘佳綠’施肥處理組和對照組間葉片干物質含量的差異較小。

圖1 不同試驗組軟棗獼猴桃‘魁綠’與‘佳綠’品種葉片功能性狀指標的變化情況Fig. 1 Changes of leaf functional trait indexes of A. arguta ‘Kuilv’ and ‘Jialv’ in different experimental groups

2.3 生物菌肥對軟棗獼猴桃光合參數的影響

植物積累有機物的基礎生理過程是光合作用，光合作用既可直接反映植物的光合生產能力，又可反映植物所處環境對植物生理特征的影響情況，而葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）可以反映植物的光合特性。施肥后‘魁綠’與‘佳綠’各個光合參數的變化情況如圖2 所示。從圖2 中可以看出，施用菌肥對‘魁綠’光合特性的影響更大。

由圖2A 可知，施肥后‘魁綠’與‘佳綠’品種4 個試驗組葉片的凈光合速率均大致呈先下降后上升的變化趨勢。2 個品種施肥處理組的凈光合速率的上升幅度均明顯大于其對照組的。試驗前期，2 個品種施肥處理組的凈光合速率均略低于其對照組的；試驗后期，2 個品種施肥處理組的凈光合速率均顯著高于其對照組的。2 個品種施肥處理組的凈光合速率，‘魁綠’品種的增長幅度更大。

由圖2B 可知，‘魁綠’施肥處理組與對照組的氣孔導度均大致呈先上升后下降的變化趨勢；而‘佳綠’施肥處理組與對照組的氣孔導度均呈下降—上升—下降的變化趨勢。‘魁綠’施肥處理組的氣孔導度增大的時間早且增加的幅度大；而‘佳綠’施肥處理組的氣孔導度僅在其生長后期與其對照組的差異較大。試驗后期，‘魁綠’與‘佳綠’施肥處理組的氣孔導度均顯著高于其對照組的。

由圖2C 可知，2 個品種4 個試驗組葉片的胞間CO2濃度均出現小幅下降的變化趨勢，但是，菌肥對‘魁綠’和‘佳綠’葉片胞間CO2濃度產生的影響都較弱，其施肥處理組和對照組葉片的胞間CO2濃度，僅在少量時間點測定的值之間存在差異。

由圖2D 可知，菌肥對‘魁綠’葉片蒸騰速率的影響程度與對其氣孔導度的影響程度相似，均存在較強的促進效果，均能使其施肥處理組的蒸騰速率遠大于其對照組的；但是，‘佳綠’葉片的蒸騰速率則表現出先減小后增強的變化趨勢，且其促進作用較小。

圖2 軟棗獼猴桃品種‘魁綠’與‘佳綠’不同試驗組各個光合參數的變化情況Fig. 2 Changes of photosynthetic parameters of A. arguta ‘Kuilv’ and ‘Jialv’ in different experimental groups

3 結論與討論

3.1 結 論

試驗結果表明，給每株苗施入100 g 菌肥之后，‘魁綠’與‘佳綠’施肥處理組的植株生長和生理狀態均優于其對照組的。‘魁綠’施肥處理組植株的新梢長度、新梢基部直徑、葉長與葉寬每個生長階段（10 d）分別增長33.69、0.564、0.424 和0.258 cm，與其對照組的相比，分別增加了50%、39.26%、35.46%和78.46%；‘佳綠’施肥處理組植株的新梢長度、新梢基部直徑、葉長與葉寬每個生長階段（10 d）分別增長22.79、0.808、0.502 和0.309 cm，與其對照組的相比，分別增加了9.83%、64.23%、19.95%和75.94%。‘魁綠’與‘佳綠’施肥處理組植株的葉綠素含量、葉片相對含水量都大幅增長，而其葉片干物質含量均下降；‘魁綠’與‘佳綠’葉片的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率都大幅上升，而其胞間CO2濃度均下降。這一試驗結果說明，施用菌肥對‘魁綠’與‘佳綠’植株的生長均有促進作用，相比而言，菌肥對‘魁綠’品種的施用效果更好，‘魁綠’施肥處理組植株的新梢長度、葉片增長、葉片功能性狀及光合特性等方面的表現均更佳，‘佳綠’品種僅有新梢基部直徑的增長量超過‘魁綠’的。

3.2 討 論

施用EM 菌肥可以明顯提高土壤中氮、磷元素和有機質的含量，增強植物對營養的吸收能力，促進植物的生長發育[7,17]。施用生物菌肥能夠促進‘魁綠’與‘佳綠’植株的生長，使其多項生長指標量得以提高，這與李小晶等[18]的研究結果相同。但是，菌肥對不同品種軟棗獼猴桃的促進效果存在較大差異。

葉綠素參與植物的光合作用，其吸收光能并與其他物質協作，將CO2轉化為有機物，為植物的生命活動提供能量[19]。葉片相對含水量和葉片干物質量均為葉片的反映植物對環境變化的適應能力的重要功能性狀指標[20-22]。葉片相對含水量較高的植物一般都具有較強的滲透調節功能和抗旱能力[21]。葉片干物質量與植物潛在的相對生長速率成反比，當植株所處環境資源匱乏時，其葉片干物質量則上升，以增強葉片對水分、養分的保持能力，卻會使植株的生長速率減小[23]。2 個品種施肥處理組植株的葉綠素含量均增加，其葉片相對含水量均上升，而其葉片干物質量均下降，表明施用菌肥增加了土壤中的養分含量，促進了軟棗獼猴桃植株對養分的吸收與利用，使其體內有機物合成速率增大，使其植株的抗逆性增強。

光合作用對植物的生長至關重要，植株對養分的吸收、對有機物的積累等都與其光合特性相關[9,24-25]。施用生物菌肥后，軟棗獼猴桃葉片的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率均有所提高，而其胞間CO2濃度卻有所下降。這可能因為，在葉綠素含量增加的同時，氣孔導度的增加和葉肉細胞的羧化能力使得葉片凈光合速率得以提高，在環境中的CO2保持穩定的情況下，也導致了胞間CO2濃度的降低[26-27]。

研究結果表明，施用適量的生物菌肥能提高軟棗獼猴桃葉片的凈光合速率，增加其對有機物的積累量，這對植株的生長起到了促進作用。整個的施肥試驗都在試驗地內完成，試驗地的環境條件和常規管理措施（澆水、除草等）皆較穩定，如果在條件相對惡劣的種植園中，試驗結果可能會存在一定的差異性。同時，因受試驗植株的影響，本研究僅就菌肥對植株生長與生理方面的影響情況進行分析，未就菌肥對其果實品質和產量的影響情況及菌肥促進植物生長的作用機理進行探討，因此，在后續的研究中，還應對試驗植株進行長期的觀察，延長試驗周期，進一步就生物菌肥對其果實品質和產量的影響情況進行研究，從而對施肥效應進行更加科學的綜合評價。