不同濃度復(fù)合微生物菌液對水培黃瓜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

摘要：通過探究復(fù)合微生物菌液和山崎營養(yǎng)液減量配施對水培黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，創(chuàng)新水培黃瓜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)。以黃瓜甘豐袖玉為試材，探究全量和減施20%山崎營養(yǎng)液分別與0.5%、1.0%、1.5%復(fù)合微生物菌液配施對黃瓜產(chǎn)量、果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，添加復(fù)合微生物菌液可以提高產(chǎn)量，全量山崎營養(yǎng)液與1.0%復(fù)合微生物菌液配施處理的黃瓜產(chǎn)量最高，為68 890.5 kg/hm2，黃瓜果實品質(zhì)最佳，維生素C含量為4 339.1 mg/kg、可溶性蛋白質(zhì)含量為3.08 mg/g。綜合比較，添加復(fù)合微生物菌液可有效提高黃瓜產(chǎn)量和果實品質(zhì)，以添加1.0%復(fù)合微生物菌液的全量山崎營養(yǎng)液的增產(chǎn)提質(zhì)效果更優(yōu)。

關(guān)鍵詞：復(fù)合微生物菌液；水培黃瓜；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類號：S642.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2097-2172（2024）12-1162-05

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.12.016

Effects of Different Concentrations of Complex Microbial Solutions on

the Yield and Quality of Hydroponic Cucumbers

ZHANG Dongqin 1， HOU Dong 1， YUE Hongzhong 1， LI Junhong 2， LUO Tao 2

（1. Institute of Vegetables， Gansu Academy of Agricultural Sciences， Lanzhou Gansu 730070， China;

2. Vegetable Development Office of Heshui County， Heshui Gansu 745400， China）

Abstract： In order to investigate the effects of reduced application of composite microbial bacterial solution and Yamazaki nutrient solution on the yield and quality of hydroponic cucumber so as to innovate high-quality and efficient production technology for hydroponic cucumbers. Cucumber Ganfeng Sleeve Jade was used as the material， the hydroponic experiment was conducted to investigate the effects of full and 20%reduction in application ofYamazaki nutrient solution combined with 0.5%， 1.0% and 1.5% composite microbial fungi solution on the yield， fruit quality， respectively. Results showed that the addition of composite microbial fungi solution could increase the yield， and the treatment of full Yamazaki nutrient solution with 1.0% composite microbial fungi solution had the highest cucumber yield， which was 68 890.5 kg/ha， and the fruit quality was the best， vitamin C content was 433.91 mg/100g， soluble protein content was 3.08 mg/g. In conclusion， the addition of compound microbial fungi solution can improve the yield and fruit quality of cucumbers， adding 1.0% compound microbial fungi solution in full Yamazaki nutrient solution showed the best effect in yield and quality improvement.

Key words： Microbial complex; Hydroponic cucumber; Yield; Quality

設(shè)施蔬菜栽培是我國蔬菜產(chǎn)業(yè)重要的栽培方式之一，占全國蔬菜生產(chǎn)總面積的20%，已創(chuàng)造35%的產(chǎn)量和60%的經(jīng)濟(jì)價值，是保障蔬菜實現(xiàn)周年供應(yīng)的重要手段［1 ］。黃瓜（Cucumis sativus L.）是主要的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)作物之一［2 ］，由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)管理和生產(chǎn)技術(shù)，過量施用化肥及農(nóng)藥、長期連作導(dǎo)致土壤肥力下降、養(yǎng)分降低、病害加劇以及土壤微生物群落結(jié)構(gòu)失衡，進(jìn)而使蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，阻滯了蔬菜產(chǎn)業(yè)的安全高效、綠色優(yōu)質(zhì)發(fā)展［3 - 4 ］。水培能有效解決傳統(tǒng)土壤栽培中溫、光、水、氣、肥供應(yīng)不可控的問題，是設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的重要途徑之一［5 ］。

有益的微生物能抑制土傳病原體，增加有機物質(zhì)的分解，還可以增加植物對礦物營養(yǎng)元素和重要有機化合物的利用率［6 ］。微生物菌肥作為一種新型生物肥料，通過具有活性的微生物生命活動來為作物生長發(fā)育提供所需的營養(yǎng)［7 ］。微生物菌肥可促進(jìn)土壤細(xì)菌多樣性，改善微生物群落結(jié)構(gòu)，拮抗黃瓜根際有害微生物［2 ］。研究發(fā)現(xiàn)，微生物菌肥部分代替化肥可以提高黃瓜品質(zhì)，降低硝酸鹽的積累，但對產(chǎn)量增效不明顯［8 ］。目前，關(guān)于微生物菌肥在改善蔬菜生長發(fā)育及品質(zhì)的研究多基于土壤栽培條件［9 - 11 ］，結(jié)合水培方式探究復(fù)合微生物菌液對黃瓜產(chǎn)量、品質(zhì)的影響鮮有報道［12 ］。本研究基于黃瓜水培試驗，探究不同濃度復(fù)合微生物菌液與山崎營養(yǎng)液減量配施對水培黃瓜產(chǎn)量、果實品質(zhì)、果實元素含量的影響，以期篩選出適宜的營養(yǎng)配方，并為水培黃瓜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 供試菌株 蕈狀芽孢桿菌（Bacillus mycoides Gnyt1）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis FX2）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis PBRS2）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis LSH11）均由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院微生物實驗室提供。

1.1.2 供試品種 供試黃瓜品種為甘豐袖玉，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所提供。

1.1.3 營養(yǎng)液 水培營養(yǎng)液為日本園式配方營養(yǎng)液（山崎營養(yǎng)液），按照以下成分配制。大量元素：四水硝酸鈣［Ca（NO3）2·4H2O］ 945.00 mg/L；硝酸鉀（KNO3）809.00 mg/L；磷酸二氫銨（NH4H2PO4）153.00 mg/L；七水硫酸鎂（MgSO4·7H2O）493.00 mg/L；微量元素：乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na）27.80 mg/L；七水合硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）37.20 mg/L；硼酸（H3BO3）2.86 mg/L；四水硫酸錳（MnSO4·4H2O）2.13 mg/L；七水硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）0.22 mg/L；五水硫酸銅（CuSO4·5H2O）0.08 mg/L；四水鉬酸銨［（NH4）6Mo7O24·4H2O］0.02 mg/L。

1.1.4 復(fù)合微生物 菌液采用無菌操作，將4種菌株分別接種于裝有已滅菌（121 ℃，26 min）LB液體培養(yǎng)基的三角瓶中，置于搖床培養(yǎng)（28 ℃，180 r/min）3 d以上。通過鏡檢觀察菌體的形態(tài)、密度，通過菌落計數(shù)計算有效活菌數(shù)，有效活菌數(shù)≥1.0 cfu即達(dá)到發(fā)酵終點。分別得到4種菌株擴(kuò)大培養(yǎng)后的菌液，要求有效活菌數(shù)均≥108 cfu/mL。將4種菌液按體積比1∶1∶1∶1混合制成復(fù)合微生物菌液，備用。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所蘭州基地（36° 6′ N，103° 41′ E）進(jìn)行。選擇飽滿整齊的黃瓜種子，使用32穴穴盤育苗，育苗基質(zhì)為珍珠巖，根據(jù)天氣情況澆灌1/2倍的山崎營養(yǎng)液。于幼苗2葉1心定植于培養(yǎng)箱中，株距35 cm，每株用10 L的1/2倍的山崎營養(yǎng)液培養(yǎng)，待緩苗后除對照外每處理每苗加入0.5%體積的混合菌液。黃瓜進(jìn)入伸蔓期后，按試驗設(shè)計施入不同體積山崎營養(yǎng)液、混合菌液進(jìn)行培養(yǎng)（表1），其余田間管理同常規(guī)水培黃瓜管理。試驗共設(shè)7個處理，每處理10株，重復(fù)3次，每7 d根據(jù)液面下降情況補充1～2次相同體積的營養(yǎng)液至每苗10 L，濃度參照表1。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產(chǎn)量記錄 在黃瓜結(jié)果期至拉秧期間，各處理隨機選取8株跟蹤測產(chǎn)，每隔2 d采摘成熟果實稱重計產(chǎn)，折算總產(chǎn)量。

1.3.2 果實品質(zhì)測定 于盛果期，各處理植株選取大小均一的5個果實用于果實品質(zhì)測定。維生素C含量采用鉬藍(lán)比色法測定［13 ］，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定［14 ］，可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定［14 ］，纖維素含量參照纖維素檢測試劑盒說明書［生工生物工程（上海）股份有限公司，D799127-0050］進(jìn)行測定。

1.3.3 植株果實元素含量的測定 于盛果期各處理隨機選取5個果實，參照史祥賓等［15 ］的方法測定磷、鉀、鈣、鎂元素的含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用Origin 9.0軟件作圖。用SPSS 13.0軟件的Duncan’s法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合微生物菌液對水培黃瓜產(chǎn)量的影響

由表2可知，不同處理以FT2處理黃瓜折合產(chǎn)量最高，為68 890.5 kg/hm2，較CK顯著增產(chǎn)16.04%；其次是FT1處理和FT3處理，折合產(chǎn)量分別為66 349.5、61 656.0 kg/hm2，分別較CK增產(chǎn)11.76%、3.86%；RFT1、RFT2和RFT3處理折合產(chǎn)量分別較CK增產(chǎn)3.27%、2.00%、3.77%，F(xiàn)T1、FT2處理顯著高于其他處理，其他各處理無顯著性差異。可以看出FT1、FT2和FT3處理的產(chǎn)量均高于RFT1、RFT2和RFT3處理，RFT1處理較FT1處理減產(chǎn)7.60%，RFT2處理較FT2處理減產(chǎn)12.10%，RFT3處理較FT3略有減產(chǎn)。

2.2 復(fù)合微生物菌液對水培黃瓜品質(zhì)的影響

由圖1A可以看出，不同處理黃瓜維生素C含量以FT2處理最高，為4 339.1 mg/kg，顯著高于其他處理，較RFT2、FT1、FT3處理分別高107.88%、74.37%、115.58%。與CK處理相比，F(xiàn)T1、FT2、FT3處理的維生素C含量分別提高35.18%、135.71%、9.34%；RFT1、RFT2、RFT3處理與CK相比分別提高13.37%、10.85%、67.62%。FT1處理比RFT1處理高19.22%，而FT3處理比RFT3處理低34.77%。由圖1B可知，F(xiàn)T2、RFT2處理黃瓜可溶性糖含量較高，其次是FT1、RFT1處理，F(xiàn)T3、RFT3處理較低。其中黃瓜可溶性糖含量以RFT2處理最高，為90.6 g/kg，較FT2、RFT1、RFT3處理分別提高0.58%、38.15%、97.40%。RFT1處理比FT1處理低12.00%，RFT3處理比FT3處理低20.07%。與CK相比，F(xiàn)T1、FT2處理顯著升高22.55%、48.04%，而FT3處理下降5.56%。由圖1C可知，除CK外，F(xiàn)T1、FT2、FT3處理黃瓜可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于RFT1、RFT2、RFT3處理。其中黃瓜可溶性蛋白質(zhì)含量以FT2處理最高，為3.08 mg/g，分別比CK、FT1、FT3、RFT2處理高111.22%、81.90%、18.85%、234.47%。FT1處理比RFT1處理高14.40%，F(xiàn)T3處理比RFT3處理高87.49%。由圖1D可知，F(xiàn)T3處理和RFT3處理的黃瓜纖維素含量顯著高于其他各處理，兩者差異不顯著。FT1處理與RFT1處理差異不顯著，而FT2處理比RFT2處理顯著高108.56%。同CK相比，F(xiàn)T1、FT2、FT3處理果實纖維素含量分別提高7.93%、14.70%、91.43%。

2.3 復(fù)合微生物菌液對黃瓜果實中元素含量的影響

由圖2A可知，2種營養(yǎng)液水平下，以FT1、RFT1處理的黃瓜磷含量最高。與CK相比，F(xiàn)T1、FT2、FT3處理的黃瓜磷含量顯著下降6.15%、9.51%、11.43%。RFT1處理的黃瓜磷含量比FT1處理高1.14%，而RFT2處理的黃瓜中磷含量比FT2處理低1.62%，RFT3處理的果實中磷含量比FT3處理低54.14%。從圖2B可以看出，以FT3、RFT3處理的黃瓜中鉀含量最高，顯著高于其他各處理。RFT3處理的黃瓜鉀含量比FT3處理顯著提高12.18%，而RFT1處理和RFT2處理分別比FT1、FT2處理顯著降低38.34%、9.30%。FT1、FT2、FT3處理的黃瓜鉀含量分別比CK分別降低17.30%、17.54%、0.06%。由圖2C可知，除CK外，F(xiàn)T1、FT2、FT3處理的黃瓜中鈣含量顯著高于RFT1、RFT2、RFT3處理。RFT1、RFT2、RFT3處理分別比FT1、FT2、FT3處理顯著降低32.90%、24.90%、36.88%。同CK相比，F(xiàn)T1、FT2、FT3處理的黃瓜中鈣含量顯著提升39.19%、33.10%、34.76%。由圖2D可知，RFT3處理的黃瓜中鎂含量最高，比FT3、RFT1、RFT2處理顯著提升15.90%、63.66%、47.00%。FT1、FT2、FT3處理黃瓜中鎂含量分別比CK顯著提高13.83%、7.03%、14.16%。

3 討論與結(jié)論

研究表明，微生物菌肥部分替代化肥能顯著提高黃瓜產(chǎn)量［16 - 18 ］。在本研究中，添加微生物菌液的處理均能提高黃瓜產(chǎn)量，其中全量山崎營養(yǎng)液添加0.5%和1.0%復(fù)合微生物菌液能夠顯著提高黃瓜產(chǎn)量，分別較不添加復(fù)合微生物菌液的處理增加11.76%、16.04%，而添加1.5%復(fù)合微生物菌液產(chǎn)量增幅僅為3.86%。說明水培黃瓜生產(chǎn)中在全量山崎營養(yǎng)液添加1.0%復(fù)合微生物菌液效果最佳，過高過低效果都會下降。添加復(fù)合微生物菌液的全量山崎營養(yǎng)液處理下黃瓜的產(chǎn)量高于對應(yīng)減施20%營養(yǎng)液處理，但差別不大，說明在一定程度上，添加復(fù)合微生物菌液可以通過促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收，來彌補由于減施營養(yǎng)液對產(chǎn)量造成的影響［19 ］。

研究表明，施加微生物菌肥能夠顯著提高可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和維生素C含量［20 ］。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，添加復(fù)合微生物菌液能夠明顯改善黃瓜品質(zhì)，全量山崎營養(yǎng)液添加1.0%復(fù)合微生物菌液對黃瓜果實維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、纖維素含量提高較明顯，分別較未添加復(fù)合微生物菌液的處理提高了135.71%、48.04%、111.22%、14.70%，說明1.0%復(fù)合微生物菌液是黃瓜品質(zhì)形成的最適宜濃度。添加過量復(fù)合微生物菌液（1.5%）的處理，由于微生物附著在黃瓜根系上，阻礙了黃瓜對水分、氧氣和營養(yǎng)元素的吸收，對黃瓜品質(zhì)有一定的影響；同樣，添加較少的復(fù)合微生物菌液（0.5%）處理的黃瓜品質(zhì)不及1.0%的復(fù)合微生物菌液處理。添加1.0%復(fù)合微生物菌液的全量山崎營養(yǎng)液處理黃瓜品質(zhì)整體優(yōu)于減施20%營養(yǎng)液處理，說明雖然微生物菌肥可以替代一部分營養(yǎng)［21 ］，但減少營養(yǎng)液的使用會對產(chǎn)品的品質(zhì)造成一定的影響。

整體來說，添加復(fù)合微生物菌液能夠提高黃瓜果實中鈣和鎂的含量，降低磷和鉀的含量。在山崎營養(yǎng)液減量的情況下隨著復(fù)合微生物菌液的濃度增加，果實內(nèi)的鉀、鎂的含量逐漸增加，而在全量營養(yǎng)液的情況下沒有明顯的規(guī)律，說明在山崎營養(yǎng)液減量使用后適量的微生物菌液能夠促進(jìn)根系對部分營養(yǎng)元素的吸收［7 ］。

本研究中，添加1.0%復(fù)合微生物菌液的全量山崎營養(yǎng)液的產(chǎn)量最高，為68 890.5 kg/hm2；黃瓜果實品質(zhì)最佳，其果實維生素C含量為4 339.1 mg/kg、可溶性蛋白質(zhì)含量為3.08 mg/g。綜上所述，在水培黃瓜培養(yǎng)液中添加適量的復(fù)合微生物菌液，可以提高產(chǎn)量，改善產(chǎn)品的品質(zhì)；復(fù)合微生物菌液可以替代部分營養(yǎng)液的施用，但過少或過多均會對果實產(chǎn)量及品質(zhì)造成一定程度的影響。

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