增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄生長、產量及品質的影響

覃柳蘭，梁祖珍，鄒虎成，李玉洪，秦 莉，雷裕華，譚海文

（桂林市農業科學研究中心·廣西農業科學院桂林分院 廣西桂林 541006）

番茄（Solanum lycopersicum）是全球栽培最廣泛、價值最高的果菜兼用作物[1]。如今，消費市場對高品質番茄的需求越來越強烈，口感好、風味佳、營養豐富的番茄越來越受歡迎。受市場和經濟效益影響，育種家把提高番茄產量和抗性等性狀作為育種的主要目標[2]，而忽略了番茄品質和風味的提升，導致現今生產的番茄酸度和硬度較高，甜度和香味不足[3]，出現高產不優質的矛盾，達不到生產者和消費者的期望值，這在很大程度上制約了番茄產業的健康持續發展。

EM 菌（Effective microorganisms）是日本琉球大學比嘉照夫教授研究開發的，由光合菌、乳酸菌、酵母菌、放線菌和絲狀菌5 科10 屬80 多種有益微生物組成的一種具有多元功能的活菌制劑[4]。EM菌可抑制有害微生物，促進作物生長發育，具有保護生態環境、改良土壤理化性狀、培肥地力、提高作物產量和品質的功效[5]。EM 菌已廣泛應用于蔬菜栽培中，且均取得了較好的效果。施用EM 菌，可以促進植株健壯生長，降低枯萎病發生，克服連作障礙[6]，同時提高產品中可溶性糖、維生素C 和可溶性蛋白質含量[7]，降低產品有機酸和硝酸鹽含量[8]，鈍化土壤及肥料中的重金屬，顯著降低產品中砷、汞、鉛、鎘、鉻5 種重金屬含量，從而實現提質增效[9]。

硒是生命體必需的重要微量元素之一，其抗氧化機制可保護機體，提高植物中谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-px）活性，減少植株體內膜脂過氧化產物丙二醛（MDA）的積累，通過提高其抗氧化能力來增強植株抗逆性[10]，同時減少植株對重金屬的積累，增強對營養元素的吸收，合成更多的黃酮、氨基酸、多酚等，降低乙烯產生和呼吸速率，提高過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）活性，延緩作物成熟衰老，從而保持和提升作物的外觀和內在品質[11]。硒在自然界中主要以4 種形態存在：硒酸鹽、亞硒酸鹽、單質硒和硒化物。硒氧化物（包括硒酸鹽和亞硒酸鹽）具有高度水溶性、生物累積性和較強的毒性，不僅傷害機體，還嚴重污染環境[12]。相對亞硒酸鹽和硒酸鹽，納米硒活性強，生物相容性好，毒性低，安全性高[11]。生物納米有機硒肥是選用微生物菌把無機硒高效轉化為紅色活性納米硒，內含有多種活性生物酶、氨基酸、小肽、有機質等營養物質，其生理活性強，抗氧化性和可吸收利用性高，可促進作物提質增產[13]。葉面噴施生物納米有機硒肥300 倍稀釋液，可以有效增加黃瓜、豆角、辣椒、生菜等蔬菜的硒含量，產量也得到了不同程度的提高[14]。

關于EM 菌和硒肥對蔬菜產量及品質等各項指標影響的研究很多，但尚未報道EM 菌和生物納米有機硒肥在番茄栽培中的綜合應用，因此筆者以番茄為供試材料，通過EM 菌和生物納米有機硒肥不同施用方式的處理，研究其對番茄生長、產量和品質的影響，并通過核算經濟效益，篩選出適宜的施用方法，進一步為富硒蔬菜安全生產提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于2022 年1 月18 日至6 月23 日在桂林市農業科學研究中心試驗示范基地5 連棟大棚內進行，該地土壤為棕壤，肥力中等。

1.2 材料

1.2.1 供試品種 砧木品種為寶砧2 號（桂林市農業科學研究中心提供），番茄接穗品種為多美瑞F1（廣州亞蔬園藝種苗有限公司提供）。

1.2.2 供試肥料 EM 菌：必佳GXEM 原液（強力發酵增肥液），液體，1 mL 有效活菌數（CFU）≥106·mL-1，由桂林綠云生物技術開發有限公司生產；硒肥：生物納米有機硒肥，商品名為真希，液體，總養分（N+P2O5+K2O）含量（w，后同）6.0%，硒含量為1500 mg·kg-1，由桂林海樸植物營養科技有限公司生產；基肥：生物牛糞有機肥，粉末，總養分（N+P2O5+K2O）含量≥5.0%，有機質含量≥60%，由桂林車田河牧業有限公司生產。

1.3 試驗設計

T1 為根部淋施EM 菌150 倍液+真希500 倍液3 次+葉面噴施EM 菌150 倍液+真希300 倍液2次；T2 為根部淋施真希500 倍液3 次+葉面噴施真希300 倍液2 次；T3 為根部淋施EM 菌150 倍液3次+葉面噴施EM 菌150 倍液2 次；CK 為常規栽培，不施EM 菌和真希。每個處理3 次重復，共12 個小區，隨機區組設計，小區面積為12 m2，每小區種植番茄株數為32 株，株距為50 cm，行距為75 cm。

1.4 栽培措施

1.4.1 嫁接 2022 年1 月18 日砧木與接穗同時播種，2022 年3 月17 日嫁接，采用套管嫁接法。

鄂麥398屬于多穗及大穗兼備型品種，矮稈，抗倒性強，對氮肥需求量較高，在中等地力水平下，全生育期每公頃需施純氮（N）180～210 kg、磷（P2O5）120 kg和鉀（K2O）120 kg。施氮量按重施基肥（70%）、追施苗肥（20%），看苗追施拔節平衡肥（10%）的模式操作，促進壯苗早發，培育大穗，優化品質［7，8］。

1.4.2 整地施基肥 深翻土地，起高壟，壟面寬1.0 m、溝寬0.5 m、溝深0.3 m；壟中央開溝，每個小區基肥均按15 000 kg·hm-2施入；銀灰色地膜覆蓋，覆蓋地膜前，將畦面噴水至土壤含水量為60%～70%。

1.4.3 定植 于2022 年3 月30 日定植，雙行種植，定植后淋透定根水。

1.4.4 根部淋施 根部淋施時間為4 月1 日、4 月18 日、5 月7 日。T1、T2、T3 每個小區均按濃度要求配制成10 kg 溶液淋施根部。

1.4.5 葉面噴施 葉面噴施時間為5 月27 日、6 月10 日。T1、T2、T3 每個處理均按濃度要求配制成10 kg 溶液噴施葉面。

1.4.6 水分管理 畦面地膜上布置微噴式滴灌帶（規格：斜5 孔，圓內徑28 mm，扁放寬度45 mm，壁厚0.19 mm，每斜排孔距離14 cm，斜排5 個孔每個孔距離是2 cm，額定工作壓力0.1 MPa，噴灑幅度為1.5～2.5 m。定植后，晴天每3～4 d 滴水1 次，陰雨天每7～8 d 滴水1 次，每次滴水約15 min，保持土壤含水量在60%～70%。

1.4.7 其他田間管理 其他整枝、追肥、病蟲害防治等栽培技術田間管理一致。

1.5 測定項目及方法

1.5.1 田間測定 在番茄果實成熟期，每處理隨機選取長勢基本一致的10 株，于6 月17 日測定葉縱徑、葉橫徑、莖粗、單株坐果數、單果質量和葉片番茄味，3 次重復。葉縱徑用直尺測量最大葉片從葉尖到葉柄之間的長度；葉橫徑用直尺測量最大葉片中間最寬的長度；莖粗用游標卡尺測量所測植株距離地面10 cm 處的接穗莖粗度；單株坐果數通過數10 株的總果數再取平均值；單果質量用天平稱量10 個性狀大小基本一致的果實再取平均值；葉片番茄味通過聞葉片的氣味來測定。

1.5.2 農藝性狀測定 每處理隨機選取10 個性狀大小基本一致的果實，于6 月17 日測定果實縱徑、橫徑、肉厚、心室數、果漿量、果肉質量和果實番茄味，3 次重復。果實縱徑用游標卡尺測量果梗連接處到果臍的長度；果實橫徑用游標卡尺測量果實中間最寬的長度；肉厚用游標卡尺測量果實縱切面中間的肉厚度；心室數通過數每個果實的心室數再取平均值；果漿量用天平稱量每個果實的果漿再取平均值；果肉質量即去果漿后的果肉質量，用天平稱量每個果實的果肉質量再取平均值；果實番茄味通過生食和煮食來測定。

1.5.4 經濟效益分析 根據番茄生產增加的成本及當年的市場批發價格（其中，真希價格為150 元·kg-1；EM 菌價格為20 元·kg-1；番茄市場批發價格為3.0 元·kg-1），計算出各試驗組的增加利潤。

1.6 數據分析與處理

試驗所獲取的數據通過WPS Office 2021 和DPS 2006 軟件進行分析和處理，WPS Office 2021用于數據整理和平均值、標準差等計算以及表格的繪制；DPS 2006 軟件用于統計分析，采用Duncan’s新復極差法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄生長的影響

由表1 可見，增施EM 菌和生物納米有機硒肥，番茄各生長指標表現不同。葉縱徑方面，T1 處理與CK 差異顯著，T2、T3 處理與CK 之間差異不顯著，其中T1 處理葉縱徑最長，較CK 增長了6.99%；葉橫徑方面，T1、T3 處理與CK 之間差異不顯著，T2 處理與CK 差異顯著，其中T1 處理葉橫徑最大，較CK 增長2.52%；莖粗方面，各處理均顯著高于CK，其中T1 處理最高，較CK 增長了20.77%；葉片番茄味方面，T1 和T2 處理均濃郁，T3處理淡，而CK 無番茄味。結果表明，增施EM 菌和生物納米有機硒肥可以提高番茄莖粗，增加葉片番茄味，促進番茄生長發育，T1 處理各項生長指標均最高，進一步說明了兩者復合施用具有協同增效作用，比單獨施用效果好。

表1 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄生長指標的影響Table 1 Effects of increasing effective microorganisms and nano-bio selenium fertilizer on growth indexes of tomato

2.2 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄產量的影響

由表2 可見，增施EM 菌和生物納米有機硒肥，番茄產量均有不同程度的增加，且各處理之間差異顯著，其中T1 處理產量最高，達74 466.90 kg·hm-2，較CK 增產19.83%，產量由高到低依次為T1＞T2＞T3＞CK。單株坐果數方面，T1和T2 處理均顯著高于CK，較CK 增加了5.88%，而T3 處理與CK 無差異。單果質量方面，T1、T2、T3 處理均高于CK，且不同處理之間差異顯著，其中T1 處理最高，達155.12 g，較CK 增長了13.17%，單果質量由高到低依次為T1＞T2＞T3＞CK。結果表明，增施EM 菌和生物納米有機硒肥可顯著提高番茄產量，兩者復合施用效果更佳。

表2 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄產量的影響Table 2 Effects of increasing effective microorganisms and nano-bio selenium fertilizer on yield of tomato

2.3 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄果實農藝性狀的影響

由表3 可見，T1 處理番茄農藝性狀各項指標均最高，除果實縱徑外，其他指標均顯著高于CK，且果實肉厚多汁，風味濃郁，其中肉厚和果肉質量分別較CK 增長了19.14%、23.79%。各處理果實縱徑均高于CK，但差異不顯著；T2 和T3 處理果實橫徑與CK 差異不顯著，T2 處理高于CK，T3 處理低于CK；T2 處理肉厚顯著高于CK，T3 處理高于CK，但與CK 差異不顯著；T2、T3 處理心室數與CK 無差異；T2、T3 處理果漿量與CK 差異不顯著，T2 處理高于CK，T3 處理低于CK；T2、T3 處理果肉質量均顯著高于CK。結果表明，增施EM 菌和生物納米有機硒肥可以提高番茄果實農藝性狀指標，增強風味，兩者復合施用效果更佳。

表3 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄農藝性狀的影響Table 3 Effects of increasing effective microorganisms and nano-bio selenium fertilizer on agronomic traits of tomato

2.4 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄品質的影響

由表4 可見，增施EM 菌和生物納米有機硒肥，番茄品質的各項指標均得到不同程度的改善。T1、T2、T3 處理蛋白質含量均顯著高于CK，但3 個處理之間差異不顯著，其中T2 處理最高，達0.80 g·100 g-1，較CK 提高12.68%。各處理可溶性糖含量由高到低依次為T1＞T2＞T3＞CK，T1 處理可溶性糖含量達2.07%，較CK 顯著增加8.38%，T2、T3 處理可溶性糖含量均與CK 差異不顯著。T1、T2、T3 處理維生素C 含量均高于CK，各處理之間差異顯著，其中T2 處理維生素C 含量最高，達11.00 mg·100 g-1，較CK 增加24.01%。鎘含量由高到低依次為CK＞T1＞T2＞T3，且各處理之間差異顯著，其中T3 處理鎘含量最低，達3.70 μg·kg-1，較CK 降低46.38%。T1、T2、T3 處理硒含量均高于CK，且各處理之間差異顯著，其中T1 處理硒含量最高，達13.00 μg·kg-1，其次是T2 處理，達7.90 μg·kg-1，而T3 處理則＜6.00 μg·kg-1，CK 未檢測出硒。結果表明，增施EM 菌和生物納米有機硒肥可以顯著降低番茄鎘含量，提高蛋白質、可溶性糖、維生素C 及硒含量，從而改善品質，且增施EM 菌可促進硒的吸收。

表4 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄品質的影響Table 4 Effects of increasing effective microorganisms and nano-bio selenium fertilizer on quality of tomato

2.5 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄經濟效益的影響

由表5 可見，增施EM 菌和生物納米有機硒肥雖然增加了投入，但都明顯提高了經濟效益。T1 處理番茄總產值最高，達223 400.70 元·hm-2，且增加利潤也最高，達18 990.15 元·hm-2。增加利潤由高到低依次為T1＞T2＞T3，且各處理之間差異顯著。結果表明，雖然增施EM 菌和生物納米有機硒肥增加了成本投入，但提高了產量和產值，兩者復合施用（T1 處理）比CK 增加利潤18 990.15 元·hm-2。

表5 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄經濟效益的影響Table 5 Effects of increasing effective microorganisms and nano-bio selenium fertilizer on economic benefit of tomato

3 討論與結論

3.1 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄生長及產量的影響

EM 菌含有大量的有益微生物和蛋白質、氨基酸等活性營養物，有益微生物通過快速繁殖而抑制有害菌的增殖，并將根系分泌物轉化成糖類、氨基酸和維生素等多種生理活性物質，改善土壤微生態環境，增強土壤酶活性，從而促進植物生長發育，提高產量；或者直接被植物吸收，提高光合作用效率，增加光合產物積累，從而使作物增產[20]。生物納米有機硒肥含有高活性的納米硒和多種活性營養物質，能消除氧自由基，提高膽色素原脫氨酶和尿卟啉原合酶活性，促進尿卟啉原Ⅲ及葉綠素合成前體物質的合成，從而提高葉綠素含量，增強光合作用效率，促進植物生長，增加作物產量[21-22]。本研究結果表明，增施EM 菌和生物納米有機硒肥均能提高番茄莖粗，促進番茄生長發育，提高番茄產量，與CK 相比，T1、T2、T3 分別增產19.83%、16.76%、5.33%，這與王瑞良等[23]、楊森等[24]的觀點一致。此外，筆者在田間觀察還發現增施EM 菌和生物納米有機硒肥的植株葉片變綠變厚，植株強壯，筆者的試驗進一步說明了兩者復合施用增產效果更明顯。

3.2 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄品質的影響

番茄的風味和口感決定于葡萄糖、果糖、檸檬酸和蘋果酸的組成成分及含量，甜味主要與果糖和葡萄糖有關，酸味主要與檸檬酸和蘋果酸有關，鮮味主要與游離氨基酸中的谷氨酸和賴氨酸有關，適宜的糖酸比能使番茄風味濃郁，有滋有味[25]。EM菌在繁殖代謝過程中會分解土壤中的養分，釋放出鉀、鈣、鎂等營養素及氨基酸等有機物[26]，可以被植物根系吸收利用，或通過葉面噴施直接被作物吸收，從而提高品質。施用EM 菌發酵有機肥，可以提高番茄可溶性蛋白、可溶性糖和維生素C 含量[27]。硒是植物細胞的激活劑，與碳水化合物代謝、氨基酸代謝和次級代謝密切相關[11]，適量施硒可提高作物中的可溶性固形物、可溶性糖和維生素C 含量[28]。本研究結果表明，在以有機肥為基肥的基礎上，增施EM 菌和生物納米有機硒肥可以增大番茄果實縱徑，增加肉厚和果實質量，提高番茄蛋白質、可溶性糖和維生素C 含量，從而提高營養品質，增強風味，這可能與EM 菌和生物納米有機硒肥促進氨基酸等營養物的產生、調節了糖酸比有關。

3.3 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄果實重金屬鎘含量的影響

鎘是常見的重金屬污染物，鎘含量超標會對人體及動植物造成傷害。蔬菜是需要精耕細作的“短、平、快”作物，在追求產量的生產過程中往往需要頻繁地投入肥料和農藥，導致土壤鹽堿化嚴重，重金屬含量超標，影響食品質量安全，這與綠色發展戰略背道而馳。EM 菌是復合活菌劑，在適宜條件下可以鈍化重金屬活性而降低蔬菜中重金屬含量。冷鵬等[29]研究表明，施用新型EM 菌肥可以有效降低有機蔬菜中的五大重金屬（鎘、砷、汞、鉛、鉻）含量，其中番茄僅為CK 組的23.81%～36.36%。大量研究表明，硒在一定濃度范圍內對重金屬鎘、鉛等有拮抗作用，施硒可以降低番茄果實中的重金屬鎘和鉛含量[30]。本研究結果表明，無論單施還是配施EM 菌和生物納米有機硒肥（真希）均能顯著降低番茄果實中的鎘含量，較CK 降低了24.64%～46.38%，使番茄食用更安全，這與前人研究結果相一致。

3.4 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄果實硒含量的影響

目前，人們主要通過藥品及膳食補充硒元素，而在種養過程中施用外源硒肥來增加農產品的硒含量是最為廣泛的方法。施用生物納米有機硒肥可以有效提高蔬菜的硒含量，且與施用濃度和施用次數等因素有關[14，24]。本研究結果表明，根部淋施真希500 倍液3 次+葉面噴施真希300 倍液2 次可以有效提高番茄果實中的硒含量，且配施EM 菌的硒含量更高（T1 處理硒含量為13.00 μg·kg-1），這可能是EM 菌的活性物質促進了硒的吸收。

3.5 增施EM 菌和生物納米有機硒肥對番茄經濟效益的影響

本試驗結果表明，增施EM 菌和生物納米有機硒肥雖然增加了成本投入，但提高了產量和產值，兩者復合施用（T1）的總產值達到最高，為223 400.70 元·hm-2，增加利潤也最多，比CK 多獲得18 990.15 元·hm-2，這與梁祖珍等[31]和莊映紅等[32]研究結果相一致。

綜上所述，增施EM 菌和生物納米有機硒肥能促進番茄生長發育，果實香氣變濃，風味更佳，同時顯著降低重金屬鎘含量，有效提高作物產量和品質，并可生產附加值高的富硒蔬菜，提高經濟效益，對蔬菜產業高質量發展具有深遠而重要的意義。EM 菌是有益活菌，對土壤和作物無害，為產生持續的效果需要定期補充以維持其數量優勢，一般7～10 d 施一次。生物納米有機硒肥含有硒成分，低濃度的硒有促進作用，而高濃度的硒有抑制甚至毒害作用，因此需根據不同作物、不同硒肥種類、不同施硒濃度和不同施用次數來協調使用，以防硒含量超標。本試驗結果表明，根部淋施EM 菌150 倍液+真希500 倍液3 次+葉面噴施EM 菌150 倍液+真希300 倍液2 次是番茄最佳施用方式。