2株貝萊斯芽孢桿菌在上海葡萄上的應用

摘要 探究2株貝萊斯芽孢桿菌結合有機肥使用對陽光玫瑰生長和果實品質的影響，進一步擴大葡萄上微生物菌肥的應用范圍。2020年11月將貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis） YH-18、貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis） YH-20 這 2株微生物菌劑應用于上海市奉賢區種植的陽光玫瑰葡萄上。葡萄種植土壤施用2種微生物液體菌劑，按照菌液∶水=1∶2的比例稀釋混合，倒入打藥機內，通過噴灑的方式將菌液直接噴灑覆蓋在施好的園內有機肥上，施用完成后及時翻土進行覆蓋。2021年3月在原地進行復施。首次施肥30 d后，YH-18、YH-20處理葡萄葉片葉綠素比對照提高10.12%、3.26%；葉片厚度比對照提高22.16%、10.80%；葉面積比對照提高23.92%、19.87%。2次施菌后，YH-18、YH-20處理果實穗重比對照提高19.55%、16.19%；單果縱徑比對照提高3.15%、3.76%；果形指數有所提高。YH-18、YH-20處理果實可溶性固形物含量比對照提高20.08%、13.58%；YH-18處理可滴定酸含量較對照提高21.05%；果實含水量較對照降低2.18%、1.96%；YH-18處理果實硬度比對照提升20.9%。在園內有機肥基礎上施加YH-18、YH-20微生物菌劑顯著改善了葡萄生長情況，提高了果實品質，適合在葡萄種植園大范圍推廣。

關鍵詞 微生物菌肥；貝萊斯芽孢桿菌；葡萄；促生；果實品質

中圖分類號 S663.1 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2024）18-0144-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.18.031

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Application of Two Strains of Bacillus spp. in Grape of Shanghai

ZHANG Yue-feng

（Shanghai Forestry Station，Shanghai 200072）

Abstract To explore the effects of two strains of Bacillus spp. combined with organic fertilizer on the growth and fruit of sunshine rose，and to further expand the application range of microbial fertilizer on grapes. In November 2020，two strains of Bacillus velezensis YH-18 and B. velezensis YH-20 were applied to the sunshine rose grapes planted in Fengxian District of Shanghai. Two kinds of microbial liquid inoculants were applied to the grape planting soil，diluted and mixed according to the ratio of bacterial liquid∶water=1∶2，and then poured into the pesticide applicator. The bacterial liquid was directly sprayed on the applied organic fertilizer in the garden by spraying，and the soil was covered in time after application. In March 2021，the in situ reapplication was carried out.30 days after the first application，the chlorophyll content of grape leaves in the YH-18 and YH-20 treatment groups increased by 10.12% and 3.26% compared with the control;the leaf thickness increased by 22.16% and 10.80% compared with the control;the leaf area increased by 23.92% and 19.87% compared with the control. After two times of application，the ear weight ratio of grapes in the YH-18 and YH-20 treatment groups increased by 19.55% and 16.19% compared with the control;the longitudinal diameter of single fruit increased by 3.15% and 3.76% compared with the control;the fruit shape index was improved. The soluble solids content of grapes in the YH-18 and YH-20 treatment groups increased by 22.08% and 13.58% compared with the control;the titratable acid content of grapes in the YH-18 treatment group increased by 21.05% compared with the control;the water content of grapes decreased by 2.18% and 1.96% compared with the control;the hardness of grapes in the YH-18 treatment group increased by 20.9% compared with the control. The application of YH-18 and YH-20 microbial inoculants on the basis of organic fertilizer in the garden significantly improved the growth of grapes and improved the quality of fruits，which is suitable for widespread promotion in grape plantations.

Key words Microbial fertilizer;Bacillus spp.;Grapes;Promoting growth;Fruit quality

基金項目 上海市綠化和市容管理局項目“微生物肥料的研究與應用”（G191208）。

作者簡介 張岳峰（1978—），女，山西長治人，高級工程師，碩士，從事林業有害生物監測、檢疫和防治研究。

收稿日期 2024-01-17

葡萄中含有豐富的生物活性物質，具有保護心臟、抗癌、抗炎、抗衰老、抗菌等多種促進人體健康的作用［1］。葡萄是上海發展最好、效益最高的果樹產業，已成為各區農業增效、農民增收的重要來源。有機肥因富含氮、磷、鉀以及多種微量元素、氨基酸、維生素等營養成分，可持續供給植物生長過程中所需的各種養分，同時改善土壤結構和理化性質，提高肥料利用率［2］。為了種植高品質的有機葡萄，多數果園通過施用有機肥來提升果實品質。有些果園有機肥腐熟不充分，有些果園有機肥投入量遠超葡萄生長實際所需用量，最終導致堆積的肥料未完全利用又添新肥，植物根系無法壯碩造成燒根現象［3］。部分果園還實行土地連作制度，造成土壤理化性質惡化、土壤病蟲害嚴重、植物化感物質積累、農藥殘留和重金屬增加、根際微生態系統失衡等問題。有機肥的不規范使用、土壤連作等現象都增加了葡萄品質提升的難度。

微生物菌劑屬于環境友好型改良方式，具有安全、高效和環保的特點［4］，與傳統化學肥料相比，它本身不直接向農作物提供養分，而是通過活性微生物的固定、分解、分泌等生命活動改變土壤中養分變化，進而影響作物的生長［5］。在普通有機肥的基礎上添加特定功能的活體微生物菌劑形成生物有機肥，在保證基礎有機肥為植物提供營養成分的同時，又可通過其中所含微生物的代謝過程或者代謝產物，將植物難以吸收的固定態養分轉化為易吸收的形態，提高養分供應速率［6］。近些年，生物有機肥在農業中的使用一直是研究的熱點，在生態農業發展過程中扮演著舉足輕重的作用。以有機肥為底肥并追施微生物菌劑，可以促進西瓜生長，提高西瓜產量、品質，抑制土傳病害，同時改善土壤生物學特性，對西瓜連作障礙的緩解有一定的積極作用［7］。孔海民等［8］研究表明施用生物有機肥后葡萄產量增加了11.3%，提質增產效果顯著。阿氏芽孢桿菌（Bacillus aryabhattai）SK1-7和水拉恩氏菌（Rahnella aquatilis） JZ-GX1與牛糞肥結合使用顯著提高了上海奉賢區陽光玫瑰的穗重和果粒重，同時提高了可溶性固形物含量，提升葡萄了果實品質［9］。

貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis）YH-18、貝萊斯芽孢桿菌（B.velezensis）YH-20均是從上海櫻花中分離的2株櫻花根癌病拮抗菌，研究表明2株菌具有良好的固氮、解磷等作用。在上海市嘉定區巨峰葡萄上應用后，顯著促進了葡萄生長，提高了葡萄果實的大小和產量，果穗重分別較對照提高了33.65%和21.67%，單粒重分別較對照提高了30.34%和19.19%，并改善了葡萄的風味和口感［10］。筆者繼續將2種微生物菌肥應用到上海的另外一種葡萄品種——陽光玫瑰上，探究其對陽光玫瑰葡萄營養生長和果實品質的影響，進一步擴大有益微生物菌肥的應用范圍。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

gd/8UFnEl2KdxwoQszYUDp54xEeUm2zaXu6rLpAeVC4=試驗地位于奉賢區五四農場（121°71′85.69″E、30°87′92.76″N），屬亞熱帶海洋性季風氣候，常年主導風為東南風，氣候溫和，四季分明。常年平均氣溫16.1°C，常年降雨量1 191.5 mm，常年無霜期225 d。濱海微砂質黃壤土，pH為7.5～8.0。試驗地面積0.3 hm2。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試葡萄。

葡萄品種為陽光玫瑰（Vitis labruscana Bailey×V.vinifera L.Shine Muscat），5年生。“陽光玫瑰”是日本農研機構以‘安蕓津21號×白南’雜交育成的歐美雜交種，自2009年開始引入我國多地種植［11］。

1.2.2 供試菌株。貝萊斯芽孢桿菌菌株YH-18、YH-20，保藏于南京林業大學森林保護實驗室。

1.2.3 培養基及發酵液的制備。

培養基Nutrient Broth（NB）：牛肉膏3 g/L，蛋白胨10 g/L，氯化鈉5 g/L，pH 7.0，滅菌備用。

菌株原液制作方法：將菌種接種于NB培養基中置于搖床活化培養24 h（28 ℃，200 r/min）后取出，吸取1 mL活化好的菌液再次接種于內有50 mL NB培養基的100 mL容量瓶中搖床培養24 h（28 ℃，200 r/min）即得種子液，將種子液接種于50 L液體發酵罐中發酵培養24 h，獲得大量細菌發酵液，取出儲存備用。

1.2.4 有機肥。有機肥為牛糞肥，有機質含量≥30%。

1.3 試驗方法

試驗時間為2020年11月，試驗設計見表1。共設3個處理，分別為牛糞肥+ YH-18、牛糞肥+YH-20、牛糞肥，每個處理44株葡萄。葡萄土壤施用微生物液體菌劑，按照菌液∶水=1∶2的比例混合，倒入打藥機內，通過噴灑的方式將菌液直接噴灑覆蓋在施好的園內有機肥上，施用完成后及時翻土進行覆蓋。2021年3月，在初次施菌試驗地進行菌劑復施，方法和用量與第一次相同。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 葉綠素、厚度、葉面積。

初次施用菌肥30 d后，于09：00—11：00天氣晴朗的上午，每個處理隨機選擇10株，每株選擇3個結果枝，用便攜式葉綠素儀測定第四基節葉片中的葉綠素含量（SPAD）［10］。

測定葉片厚度時將測定葉綠素含量的葉片，用游標卡尺從葉脈基部測量，測定葉片連同葉脈的總厚度［10］。

葉面積測定時在一張白紙板上畫一個1 cm×1 cm小正方形，將葉片與小正方形放入同一平面內進行拍照，后使用PS軟件將小正方形的像素和葉片的像素讀取出來，葉面積=葉片像素/正方形像素×1 cm2［10］。

1.4.2 葡萄果實外觀品質。

8月上旬果實成熟采摘，每個處理隨機摘取15串套袋紙完好的葡萄，稱量每穗葡萄重，用精確度為0.01的卡尺測量果穗橫徑和縱徑。將每個處理采摘的15串葡萄，分別從每串葡萄的上中下部各摘取一顆葡萄，將摘取的45粒葡萄進行稱量。用精確度為0.01的游標卡尺測定果粒的橫縱徑［10］。

1.4.3 葡萄果實內在品質。

將稱量后的45粒葡萄用PAL-1手持糖度計測定葡萄的可溶性固形物含量。用DNS法測定果實還原糖含量，NaOH滴定法測定果實可滴定酸含量，固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。測定果實含水率時，稱取20 g葡萄果肉，每個處理設置5個重復，放入85 ℃烘箱烘干至恒重，稱量葡萄干重。果實含水量=（鮮重-干重）/鮮重×100%［10］。

2 結果與分析

2.1 2種生物菌肥對陽光玫瑰葉片葉綠素、厚度和葉面積的影響

施用微生物菌劑30 d測定陽光葡萄葉片葉綠素含量、葉面積和葉片厚度。在牛糞肥的基礎上施用2種菌劑后，YH-18和YH-20菌劑處理的葉綠素含量較單施牛糞肥都有一定提升，其中YH-20菌劑處理提升效果顯著，較對照提高了10.12%， YH-18處理較對照提升了3.26%。葉片厚度在施用2種菌劑后都有一定程度的增厚，YH-18處理葉片厚度最大，較對照增厚了22.16%，YH-20較對照增厚了10.80%，增厚效果為YH-18＞YH-20。葉面積在施用微生物菌劑后均顯著提升，YH-20、YH-18分別較對照葉面積提高了23.92%、19.87%（表2）。

2.2 2種生物菌肥對陽光玫瑰果實外部品質的影響

2020年11月和2021年3月2次施用YH-18、YH-20菌劑后，2021年8月3日對葡萄進行采收并測定葡萄果實品質。施用2種菌劑后，處理與對照在穗重、果穗橫徑、果穗縱徑、單果重、單果橫徑、單果縱徑上均無顯著差異。在穗重上，YH-18、YH-20處理與對照相比分別提高了19.55%和16.19%，提高效果YH-18＞YH-20。在單果縱徑上，YH-18、YH-20處理與對照相比分別提高了3.15%和3.76%，有差異但不顯著。處理后，2種菌劑均提高了果形指數（表3）。

2.3 2種生物菌肥對陽光玫瑰果實內在品質的影響

將取樣的葡萄帶回實驗室對其生化指標進行測定。結果表明（表4），施用2種微生物菌劑均顯著提高了果實可溶性固形物含量，其中提升效果YH-18＞YH-20，分別較對照提高了7.19%和6.75%。還原糖含量在施用微生物菌劑后也有較明顯的提升，提升效果YH-18＞YH-20，分別較對照提升了22.08%、和13.58%。可滴定酸含量在施用YH-18菌劑后有一定升高，可能與可溶性固形物含量增加較多，相應可滴定酸有一定提升，比對照提升21.05%。果實的含水量在施用微生物菌劑后顯著下降，分別較對照降低了2.18%、1.96%。施用YH-18微生物菌劑后，果實硬度顯著提升，相比對照提升了20.9%。YH-18處理降低了葡萄的固酸比，而YH-20提高了葡萄的固酸比。

3 結論與討論

微生物菌劑的作用機制表現為對土壤難溶養分的活化、微生物酶和有機酸合成的直接效應以及微生物-植物共生互饋的間接效應［12］。土壤有機肥腐熟不充分且長期大量使用有機肥會造成有機肥營養釋放不充分，土壤板結且理化性質惡化、微生態失衡等問題，易使植物長勢受阻，降低果實品質。有機肥中添加微生物能進一步加速有機肥及土壤中各種有機物的分解，刺激土壤釋放更多其他養分，可以讓土壤中氮元素的轉化率達10%～15%［13］。因此，通過補充、分解、釋放等方式，有機肥能夠有效保證林木在長期的生長過程中獲取足夠的營養成分［14］。

該研究通過在果園內使用牛糞肥基礎上添加微生物菌劑，進一步探究有機肥與微生物菌劑結合對葡萄生長及果實的影響。結果表明，陽光玫瑰施用貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis） YH-18、貝萊斯芽孢桿菌（B. velezensis） YH-20這2株促生菌劑后，葡萄葉片葉綠素比對照提高10.12%、3.26%，葉片厚度比對照提高22.16%、10.80%，葉面積比對照提高23.92%、19.87%，顯著改善了葡萄生長，這與賈崢嶸等［15］對葉片生長的研究結果一致。葡萄的葉綠素提高及葉片厚度、面積增加有利于植物更好地進行光合作用，葉片光合作用產物使得葡萄進行營養積累，提升果實質量與風味。

2次施菌后，YH-18、YH-20處理果實穗重比對照提高19.55%、16.19%，進一步提高了陽光玫瑰的產量，這與石慧敏等［10］研究結果一致。單果縱徑比對照提高3.15%、3.76%，果形指數有所提高，顯著提高了葡萄的外觀價值。YH-18、YH-20處理果實可溶性固形物含量比對照提高22.08%、13.58%，顯著提高了葡萄甜度。YH-18處理可滴定酸含量較對照提高21.05%，與果實可溶性固形物含量同步提升，形成了新的固酸比，將有利于豐富葡萄風味。果實含水量較對照降低2.18%、1.96%，施用菌肥后可能對果實干物質積累有一定促進作用［10］。YH-18處理在果實硬度上比對照提升了20.9%，有利于葡萄的儲存與運輸，提高市場競爭力。

施用YH-18、YH-20生物菌肥顯著改善了葡萄生長情況，提高了果實品質，適合在葡萄種植園大范圍推廣。但該試驗所涉及的研究內容不夠深入且全面，無法直接表明其對葡萄生長及果品改善的作用機制，且微生物肥料對葡萄生長的長期影響仍需要在后續的研究中進一步闡明。

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