微生物菌劑對百香果生長發育及果實產量品質的影響

摘要：為研究微生物菌肥對百香果生長發育、果實產量及品質的影響，以貴寒1號百香果為研究對象，設置3個處理：不施用微生物菌劑（CK）、施用稀釋100倍的微生物菌劑（A1）、施用稀釋200倍的微生物菌劑（A2）和施用稀釋500倍的微生物菌劑（A3），測定葉片光合特性、根系生長狀況、果實產量及品質等指標。結果表明，A1、A2處理可有效促進植物的生長發育和光合特性，使植株根長、根表面積、根體積、根系數量分別提高9.87%～17.79%、4.69%～9.63%、19.37%～257.58%、43.67%～143.36%，葉綠素a含量、葉綠素b含量、凈光合速率、胞間CO2濃度分別提高24.83%～34.88%、27.86%～45.90%、63.01%～107.96%、37.25%～110.37%。在產量品質方面，果實產量提高27.10%～41.36%，可溶性固形物、可食率提高3.64%～5.45%、30.36%～47.34%。進一步運用隸屬函數綜合分析表明A1處理效果最佳，該結果為微生物菌劑在百香果幼苗生長上的應用提供了理論基礎和科學依據。

關鍵詞：百香果；微生物菌劑；生長發育；葉綠素含量；光合特性

中圖分類號：S667.904" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）13-0155-06

百香果（Passiflora edulis Sims）是西番蓮科（Passifcoracease）西番蓮屬（Passiflora）多年生藤本植物，廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區，以百香果為原料加工的食品、化妝品、保健品、藥品等達數10種，食品主要包括果汁、飲料、干制品、罐裝產品及發酵產品等［1］，行業影響和經濟效益逐漸凸顯。由于可耕作土地緊缺，生產中普遍存在百香果連作現象［2-3］，致使土壤板結、微生物種群失衡［4］、植株生長發育不良、產量與品質下降［5］等一系列問題頻發，嚴重限制了百香果產業的健康發展。因此，亟需尋找一條綠色環保且高效的防控途徑。近年來，微生物菌劑已成為新型農業的理想肥料，已成功替代了化學肥料及農藥，具有增產提質、節約成本、減輕病害等作用［6］。

微生物菌劑簡稱PGPR，是含有1種或多種功能菌株，能為植物健康生長提供所需養分或具有防治病蟲害作用的菌劑［7］。部分PGPR抑制病菌的繁殖主要是通過搶占濕度大、根系分泌物多的作物根際部位，爭奪根系分泌物和根際土壤的營養。此外，PGPR還可以通過分泌抗生素，如吩嗪、硝基吡咯菌素、苯二酚等，抑制土壤致病微生物的繁殖［8］。微生物菌劑具有活化有機質、增強土壤酶活力、增加作物產量、促進生長發育、改善果實營養品質、減少環境污染等眾多優勢［9］。研究發現，微生物菌劑可顯著提升金銀花、鐵皮石斛的產量及品質［10-11］，還可以改善土壤性狀，促進葉片光合作用，進而提高枸杞產量及品質［12］。微生物菌劑還可促進辣椒、草莓、西瓜、香蕉生長發育，提高產量且抑制真菌病害發生［13-17］。

然而，微生物菌劑在百香果田間應用及研究方面鮮有報道，因此，本研究通過施用不同濃度梯度微生物菌劑對百香果植株生長發育、產量品質的影響，明確對產量及品質有提質增效作用的最佳微生物菌劑濃度，旨在為微生物菌劑在百香果苗木繁育、提質增效上的應用提供理論基礎和科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為百香果貴寒1號（貴認果 20220006）扦插苗。微生物菌劑，購自貴州中堂科技股份有限公司，有效成分為固氮菌、解磷菌、解鉀菌、枯草芽孢桿菌、光合細菌等混合菌劑，有效活菌數≥10億CFU/mL。該菌劑主要是灌根施用，主要功能是在根系土壤中固氮、解磷、解鉀并促進植物根系吸收，提高基肥肥效，提高植物自身免疫力和抗逆能力，增強植物光合作用等。

1.2 試驗方法

試驗采用隨機區組設計，共設4個處理，每個處理重復3次。各處理除微生物菌劑不同外，其他底肥、追肥方式同正常百香果栽培管理方式，分別為空白對照（CK），不施用微生物菌劑，正常栽培管理；處理1（A1），施用稀釋100倍的微生物菌劑；處理2（A2），施用稀釋200倍的微生物菌劑；處理3（A3），施用稀釋500倍的微生物菌劑。

本試驗于2022年3—10月在貴州省植物園百香果種質資源圃中進行，2022年6月將扦插幼苗移至體積為0.471 m3的栽培盆中，有機肥施入量為 5 kg/盆。定植緩苗5 d后開始處理，每隔15 d處理1次，共處理10次。

1.3 指標測定

1.3.1 葉綠素a、葉綠素b含量測定

取成熟葉片，利用95%乙醇提取各處理葉片a、葉綠素b，并利用分光光度計測定其含量。

1.3.2 根冠比、相對含水量的測定

待10次處理完成后，采用根系掃描儀測定根表面積、根體積、總根長和根尖數。分別稱取地上部分和地下部分的鮮重，根據公式計算根冠比：根冠比=地下部分鮮重/地上部分鮮重；利用打孔器在各處理葉片兩側對稱的位置打取葉圓片共120片，稱重，記錄鮮重（FW），將樣品置烘箱中105 ℃下10 min殺青，再于45 ℃烘至恒重，記錄干重（DW），根據公式計算相對含水量：相對含水量=（FW-DW）/FW×100%。

1.3.3 凈光合速率、呼吸速率、氣孔導度、胞間CO2濃度等光合指標的測定

使用Li-6800光合儀測定葉片凈光合速率、呼吸速率、氣孔導度、胞間CO2濃度及光合參數等指標。

1.3.4 果實產量測定

在植株生長發育時期，每隔10 d統計花芽數量，并在百香果花期每天對花進行標記和授粉，5 d后統計坐果率，在百香果成熟期，分別于7月、8月、9月測產。

1.3.5 果實品質測定

每個處理隨機抽取果實10個，先稱取全果質量，隨后將果肉與果皮分離，稱量果皮質量，計算可食率；果實可溶性固形物含量使用PAL-1手持數顯折光儀測定。

1.4 數據分析

使用Microsoft Excel 2010軟件進行數據處理及作圖，使用SPSS 22.0進行相關性及顯著性分析。

2" 結果與分析

2.1 微生物菌劑對百香果地上部分生長及植株含水量的影響

由圖1-A可知，施用微生物菌劑的幼苗株高、莖粗及葉片數都有明顯提高。由圖1-B可知，A1處理條件下植株含水量最低，這可能由于A1處理條件下葉片數量增多，光合速率增強，消耗了水分，積累了有機物［18］。

2.2 微生物菌劑對百香果幼苗根系生長及根冠比的影響

由圖2可知，與CK相比，3種處理下百香果幼苗根系更加健壯，且隨濃度增加須根特別是吸收根數量增加。

進一步通過根系掃描儀測定結果（表1）可知，與CK相比，A1、A2處理的根表面積、根體積顯著增大（Plt;0.05）。進一步通過根長測定發現A2gt;A1gt;CKgt;A3，表明A2處理促進了根系的增長。根系數量測定發現，A1處理顯著高于CK（Plt;0.05），表明A1處理促進了根尖的生長， 即吸收根數量增加， 吸收利用土壤養分增多，更有利于植株生長。進一步通過根冠比分析發現，A1處理下根冠比最大。綜上所述，A1處理更有利于百香果扦插苗根系生長。

2.3 微生物菌劑對百香果植株光合特性的影響

由表2可知，與CK相比，A1和A2處理的百香果總葉綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素a含量/葉綠素b含量均顯著升高，A1處理最為顯著，分別增加50.67%、53.49%、45.54%、5.47%，而A3處理無明顯變化。綜上所述，微生物菌劑可促進葉片色素含量的升高，但濃度較低時效果不明顯。

由表2可知，與CK相比，微生物菌劑明顯促進了百香果幼苗凈光合速率和胞間CO2濃度升高，以A1處理最為顯著，分別較CK增加108%、110%。蒸騰速率測定結果表明，A1處理與CK差異達到極顯著水平（Pgt;0.05），較CK增加396%，進一步通過氣孔導度分析發現A1處理的氣孔導度最高，達77.67 mmol/（m2·s）， 其次為A2處理， 分別較CK增加506%、254%。綜上所述，微生物菌劑促進了百香果幼苗光合作用，以A1處理最為顯著。

同時，通過分析微生物菌劑對百香果植株光合作用光化學反應的影響發現，微生物菌劑處理條件下電子傳遞效率、Fv/Fm、光化學猝滅系數均大于CK，非光化學猝滅系數在A1、A2處理條件下顯著高于CK，但A3處理條件下較CK降低。其中，A1處理顯著提高了幼苗電子傳遞效率、Fv/Fm、非光化學猝滅系數、光化學猝滅系數（Pgt;0.05），分別比CK增加332%、127%、47.81%、905%。A2處理顯著增加非光化學猝滅系數（Pgt;0.05），比CK增加了33.53%。

2.4 微生物菌劑對百香果果實產量的影響

由表3可知，與CK相比，隨著微生物菌劑濃度的升高，百香果花芽數量分別增加2.63%、10.53%、21.05%，坐果率分別增加6.65%、14.83%、17.55%，果實產量依次提高3.99%、27.10%、41.36%，綜上，微生物菌肥具有促生花芽、提高坐果率和果實產量的作用。

2.5 微生物菌劑對百香果果實品質的影響

由表4可知，與CK相比，隨著處理濃度升高，百香果可溶性固形物分別增加1.21%、3.64%、5.45%，可食率分別增加22.25%、30.36%、47.34%，而僅A1處理提高了百香果單果重和縱徑，3種微生物菌劑處理抑制了果實橫徑的生長，可能與ABA調控果實膨大等機制有關。

2.6 隸屬函數綜合評價分析

運用隸屬函數法評價不同微生物菌劑處理的百香果幼苗生長及光合特性的影響，結果（表5）表明，A1處理在根冠比、根長、根表面積、根體積、根尖數、葉綠素a含量、葉綠素b含量、總葉綠素含量、葉綠素a含量/葉綠素b含量、胞間CO2濃度、蒸騰速率等指標的隸屬值均為1.00，明顯高于CK及其他處理。各指標平均隸屬值為A1gt;A2gt;CKgt;A3，表明A1處理效果最佳。

3 討論

土壤中的微量元素95%以不溶態形式存在，不能被植物吸收利用，而微生物菌劑中含有大量的有機酸類物質，能夠將植物所需的礦質元素快速溶解為可吸收的營養元素，大大提高了土壤的供肥能力。在本研究中發現，施用微生物菌劑處理條件下植株株高、根冠比、莖粗、根長、根表面積及根體積均有不同程度的提高，以A1處理最為顯著。與蘋果［19］、獼猴桃［20］、香梨［21］、葡萄［22］等多種果樹上的研究結果一致。可能主要是微生物菌劑中的固氮菌、解磷菌及解鉀菌等微生物，可利用空氣中的氮并釋放土壤中不易被植物吸收的磷和鉀［23］，此外菌肥中的枯草芽孢桿菌等有益微生物可在土壤中長期存活，可利用土壤中的有機物產生次生代謝物，其中，含有大量的生長素類物質，可促進植物的快速生長［24-25］。

在前期多項研究中均發現光合細菌促進植物生長主要是通過產生鐵載體、5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）、核苷酸、氨基酸、ACC脫氨酶和IAA等多種促生長機制。通過對產鐵載體沼澤紅假單胞菌的研究發現，Rhodopseudomonas palustris CQV97 能夠產生異羥肟酸型鐵載體，為進一步研究光合細菌制劑防治病害、促進植物生長發育機制奠定了基礎［26］。此外，在豇豆上的研究發現，在As脅迫條件下，R. palustris CS2和R. faecalis SS均顯著提高了根長和地上部長度［27］。在黃瓜上的研究發現，接種R. palustris G5顯著增加黃瓜枝條高度、葉綠素含量、根活力以及SOD和POD活性［28］。本研究發現，施用微生物菌劑后百香果幼苗葉片凈光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率、氣孔導度電子傳遞效率、Fv/Fm 及光化學猝滅系數均升高，且以A1處理最為顯著，可能的原因是光合細菌通過產生IAA和 5-氨基乙酰丙酸、溶磷、調節乙烯合成等直接促進植物生長［18］。

花芽數量及坐果率是影響果實產量的重要因素，本研究結果發現，A1處理對產量提升作用最顯著，較CK增產41.36%，其次為A2、A3處理，分別較CK增加3.99%、27.10%，這與何嘉等的研究結果［29］相似。在品質方面，A1、A2處理對可溶性固形物和可食率都有顯著提升，與鐵皮石斛［11］和枸杞［12］上的研究結果一致。

綜上所述，對百香果幼苗施用微生物菌劑不僅可提高株高、葉片數、莖粗、根表面積、根體積及其吸收根的數量，還可提高葉片凈光合速率、胞間CO2濃度、蒸騰速率、氣孔導度電子傳遞效率、Fv/Fm及光化學猝滅系數及果實產量和品質，且均以A1處理效果最佳。可見微生物菌劑對植物的促生作用是多方面、多層次的，下一步將繼續研究微生物菌劑在連作障礙及對大苗培育、根際分泌物的影響，以期為微生物菌劑促生作用的分子水平研究奠定基礎。

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