瑞康盾微生物菌劑在秋季連作西瓜上的應用效果研究

馮汝超，劉哲，郭紹貴，張麗娜，張潔，沈峰，鄭佳秋，梅燚*

(1.江蘇沿海地區農業科學研究所，江蘇 鹽城 224002；2.北京市農林科學院蔬菜研究中心 農業農村部華北地區 園藝作物生物學與種質創制重點實驗室 北京蔬菜種質改良實驗室，北京 100097)

西瓜(Citrulluslanatus)是葫蘆科(Cucurbitaceae)西瓜屬(Citrullus)一年生草本植物，在我國栽培歷史悠久。目前我國西瓜種植和消費均位居世界首位[1-2]，2020年聯合國糧農組織(FAO)統計數據庫顯示，我國西瓜收獲面積約為140.6萬hm2，占世界總面積的46.04%，總產量約為6 024.7萬t，占全球總產量的59.29%。隨著西瓜種植面積逐年擴大，連作、重茬等問題接踵而至。西瓜的連作障礙問題嚴重制約著西瓜產業的健康發展。引起西瓜連作障礙的原因主要有以下三大原因：西瓜根系自毒作用、土壤微生物失衡、土壤理化性質惡化[3-5]。而微生物菌劑的使用可在一定程度上緩解這一問題[6]。

微生物菌劑是指有益微生物經過工業化的擴繁加工制成的活菌菌劑。其原理是其中的有益微生物通過定殖于植物根系周圍及土壤中，改善土壤理化性質、提高土壤肥力、抑制病原物生長等方面，起到調節作物生長和促進土壤健康等作用[7-8]。微生物菌劑具有改善土壤結構，提高肥力，促進作物生長發育的作用。吳林土等[9]通過對土壤嚴重酸化的茶園連續施用微生物菌劑，發現菌劑能有效改善茶園土壤酸化，顯著提高土壤有機質、全氮、有效磷、速效鉀等土壤養分指標；王麗麗等[10]研究表明，微生物菌劑施用于番茄種植土壤中，能夠顯著提高株高、莖粗、可溶性固形物含量和維生素C(VC)含量等，對番茄的產量和品質也具有明顯的提升效果。微生物菌劑可分泌生物激素，提高產量與品質。Weselowski等[11]研究發現，多粘類芽孢桿菌可分泌IAA和ACC脫氨酶等植物生長調節物質，有效促進黃瓜、番茄等作物生長；復合微生物菌劑灌根處理下，黃瓜的VC、可溶性蛋白、可溶性糖含量顯著高于對照處理，增幅分別達13%～27%、35%～63%、19%[12]。微生物菌劑在增強抗性，防治病蟲害等方面具有重要作用。丁錢華[13]通過將微生物菌劑用于秸稈還田后小麥種植，發現微生物菌劑能夠激發小麥免疫基因的表達，從而增強小麥抗病性、達到可觀的病害防治效果；趙俊武[14]研究發現，枯草芽孢桿菌和解淀粉芽孢桿菌組合的微生物菌劑可顯著提高大白菜莖基粗、單株重和產量，對大白菜霜霉病有明顯的防治效果，且這些作用正逐漸被人們所關注。

本試驗以一種自主研發的以貝萊斯芽孢桿菌BR11為主效菌種的瑞康盾微生物菌劑為研究對象，研究該微生物菌劑對西瓜栽培的促生方面，提高產量和品質，以及對西瓜植株生長和果實的影響，進而驗證該微生物菌劑能否有效緩解西瓜連作障礙，促進生長發育，增加產量，提高品質。為該微生物菌劑在西瓜栽培上的應用奠定基礎，對西瓜高效栽培具有實踐指導意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

該試驗于2022年8—10月在江蘇沿海地區農業科學研究所南洋試驗場智能溫室大棚內進行。試驗地土壤肥力中等，已連續兩年種植自根苗西瓜。

1.2 供試材料

供試西瓜品種為京嘉301，由京研益農(壽光)種業科技有限公司提供，培育自根苗定植；供試肥料為微生物菌劑，水劑，有效活菌數(枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌)≥10.0億·mL-1；常規肥料為45%的硫酸鉀型復合肥料(N、P2O5、K2O分別為15%)和有機肥，沃夫特60%大量元素水溶肥料(N、P2O5、K2O分別為20%、20%、20%)和58%大量元素水溶肥料(N、P2O5、K2O分別為16%、6%、36%)。

1.3 試驗設計

試驗設置2個處理，空白對照組(CK)為常規施肥+清水處理；試驗處理組(T)為常規施肥+瑞康盾微生物菌劑。栽培設施為標準鋼架大棚，試驗用地長40 m，寬6 m。株距0.3 m，行距3.0 m，一個小區定植45株，667 m2定植750株，采用隨機區組設計，3次重復。在常規施肥的基礎上，試驗處理組(T)分別在8月8日西瓜定植后的8月9日、9月9日沖施微生物菌劑，667 m2用量為1.0 L，兌水稀釋300倍，在10月9日噴施微生物菌劑，667 m2用量為0.5 L，兌水稀釋100倍；空白對照組(CK)在同一時期沖施和噴施等量清水。栽培管理采用爬蔓栽培方式。整個試驗均采用統一田間管理和農藝措施。

1.4 項目測定及方法

植株生長指標測定。在微生物菌劑每次施用經過10 d后，在每個小區隨機選擇5株，記錄葉片數，用直尺和游標卡尺測定其莖粗、株高或蔓長、節間長，第一朵雌花開放后記錄第一雌花節位，每個處理重復3次，取平均值。

果實產量、性狀和品質測定。在果實采收期，在每個小區隨機選擇5個西瓜，用天平稱取單果重，計算小區產量，折合667 m2產量；用直尺測量其皮厚、縱徑、橫徑，計算果形指數；用糖度儀測定其中心和邊緣部位可溶性固形物含量。

2 結果與分析

2.1 瑞康盾微生物菌劑對西瓜植株生長的影響

由表1和2可知，瑞康盾微生物菌劑對秋季連作西瓜生長有一定的促進作用。與CK相比，瑞康盾微生物菌劑的處理提高了伸蔓期和膨果期西瓜的平均莖粗、節間數、葉片數、主蔓長、節間長，伸蔓期的平均莖粗、節間數、葉片數、主蔓長、節間長分別比CK提高了1.20%、8.86%、6.71%、15.47%、4.00%，膨果期的平均莖粗、節間數、葉片數、主蔓長、節間長分別比CK提高了4.55%、11.18%、11.59%、5.45%、9.33%，CK和T在伸蔓期的平均主蔓長呈現顯著差異，T較CK增加了16.4 cm，說明瑞康盾微生物菌劑在生長前期能有效促進西瓜進行營養生長。但T第一雌花節位較CK靠后，可能由于前期促生效果明顯，生長速度較快導致。促生效果可能是由于微生物菌肥對西瓜植株根系生長的促進而實現的，具體作用機制有待進一步試驗研究。

表1 瑞康盾微生物菌劑對伸蔓期西瓜生長指標的影響Table 1 Effect of Ruikangdun microbial agent on the growth indicators of watermelon during the vine extension period

表2 瑞康盾微生物菌劑對膨果期西瓜生長指標的影響Table 2 Effect of Ruikangdun microbial agent on the growth indicators of watermelon during the fruit enlargement period

2.2 瑞康盾微生物菌劑對西瓜性狀和產量的影響

表3為成熟期的性狀和產量數據，由表可知，瑞康盾微生物菌劑的處理可以明顯促進果實膨大以提高秋季連作西瓜的產量。果形和果形指數顯示，該品種果實周正性好。T平均縱徑和橫徑分別較CK增大1.40 cm和0.92 cm。T平均單果重為3.145 kg，較CK重0.414 kg；T平均小區產量為141.53 kg，較CK增產18.63 kg；T平均折合667 m2產量達2 358.75 kg，較CK增產310.5 kg，增產率達15.16%。結果表明，瑞康盾微生物菌劑可以顯著促進果實膨大以提高秋季連作西瓜的果實產量。

表3 瑞康盾微生物菌劑對西瓜果實性狀和產量的影響Table 3 Effect of Ruikangdun microbial agent on fruit characters and yield of watermelon

2.3 瑞康盾微生物菌劑對西瓜營養品質的影響

由表4可知，瑞康盾微生物菌劑不但能提高秋季連作西瓜果實可溶性固形物含量，還能增加西瓜果實的瓜皮厚度，以提高耐儲運性。T平均皮厚比CK大0.06 cm，較CK增厚了6.90%。T中心和邊緣部位平均可溶性固形物含量分別比CK提高了1.2百分點和0.1百分點。結果表明，瑞康盾微生物菌劑可以提高秋季連作西瓜果實的品質。

表4 瑞康盾微生物菌劑對西瓜營養品質的影響Table 4 Effect of Ruikangdun microbial agent on the nutritional quality of watermelon

3 討論

土壤微生物是土壤中活的有機體，其在養分循環、維持土壤結構等方面起著至關重要的作用，在植物生長方面的作用顯著，是植物生長必不可少的基礎[15-17]。微生物菌劑中的主要微生物可以通過促進土壤中物質的轉化、增加植物對營養物質的吸收、提升植物活力、調節植物生長以及防治作物病蟲害等方式發揮作用，達到促進植物生長的效果，并最終反映在作物產量與品質上[18]。王麗麗等[10]研究發現，施用微生物菌肥和菌劑能促進番茄植株生長，增加番茄產量，提高果實品質。張志鵬等[19]的研究表明，復合微生物菌劑在改善黃瓜品質、降低黃瓜發病率、提高黃瓜產量上均具有顯著的功效。

本研究表明，瑞康盾微生物菌劑的處理(T)可以促進秋季連作西瓜的植株生長，伸蔓期的平均莖粗、節間數、葉片數、主蔓長、節間長分別比CK提高了1.20%、8.86%、6.71%、15.47%、4.00%，膨果期的平均莖粗、節間數、葉片數、主蔓長、節間長分別比CK提高了4.55%、11.18%、11.59%、5.45%、9.33%。瑞康盾微生物菌劑可以提高秋季連作西瓜的產量，T平均折合667 m2產量達2 358.75 kg，較CK增產310.5 kg，增產率達15.16%。T平均皮厚比CK厚0.06 cm，較CK增厚了6.90%。T中心和邊緣部位平均可溶性固形物含量分別比CK提高了1.2百分點和0.1百分點。產量和品質的提高也增加了農戶的經濟效益。分析其原因可能是，瑞康盾微生物菌劑中的功能微生物(貝萊斯芽孢桿菌BR11)進入土壤中要與土壤中原有的微生物競爭位點，然后開始大量繁殖，進而改善土壤微生物區系，因此，對作物品質和產量的提高往往在中后期體現出來。

4 結論

綜上所述，在秋季連作西瓜伸蔓期，施用瑞康盾微生物菌劑可以促進植株生長發育，增加莖粗、節間數、葉片數、主蔓長等；在膨果期，瑞康盾微生物菌劑處理能增加西瓜果實的產量，并且提高西瓜果實的品質。