閻世江,田如霞,張京社,張繼寧*
(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所,山西 太原 030031;2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所,山西 太原 030031)
化肥在連年的蔬菜豐產(chǎn)中的作用十分巨大,在提高產(chǎn)量的貢獻中占到50%左右,但多年連續(xù)施用化肥,也造成了負(fù)面的影響,如土壤板結(jié)、肥力下降,甚至威脅人體健康[1]。如何改變這種現(xiàn)狀,尋找既有利于蔬菜的生長,又可以保護環(huán)境的方法成為廣大科研工作者的研究熱點。在這種情況下生物菌肥應(yīng)運而生,其內(nèi)含多種有益微生物,施入土壤中可以改善土壤的理化性質(zhì)、促進養(yǎng)分的吸收,尤其可以提高蔬菜的品質(zhì)[2]。茄子(Solanum melongenaL.)是我國人民群眾喜聞樂見的蔬菜之一,目前在山西省種植面積十分廣泛,尤其在山西省中部地區(qū),但多年的傳統(tǒng)種植方法使茄子產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降,目前生物菌肥已在黃瓜[3]、菜心[4]、小白菜[5]、西瓜[6]、小麥[7]上應(yīng)用,對于在茄子上的應(yīng)用少見報道;因此,本項研究以茄子為研究對象,在種植的過程中施用生物菌肥,研究生物菌肥對茄子生長及品質(zhì)的影響,旨在為今后蔬菜安全生產(chǎn)提供參考。
1.1.1 植物材料
本研究使用的茄子品種為晉茄1205號,由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所茄子育種課題組育成,該品種為茄子雜交一代新品種,中熟。其植株生長勢強,株型直立,果皮黑色、有光澤,果肉淡綠色,口感好。適于華北各地溫室或大棚栽培。
1.1.2 供試肥料
供試化肥(中農(nóng)集團控股股份有限公司生產(chǎn)的復(fù)合肥)的有效養(yǎng)分含量為:氮22%、有效磷9%、有效鉀9%,生物菌肥為地力旺菌肥(臨汾市堯都區(qū)汾河氨基酸廠生產(chǎn),內(nèi)含固氮菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等,有效活菌數(shù)達2億個/mL以上)、光合菌肥(滄州旺發(fā)生物技術(shù)研究所有限公司生產(chǎn),內(nèi)含微藻、金屬蛋白酶、枯草芽孢桿菌)、ER-CN菌肥(淄博光?;び邢薰旧a(chǎn),內(nèi)含乳酸菌群、酵母菌群、放線菌群、絲狀菌)?;试谏轿鞲咝罗r(nóng)業(yè)技術(shù)市場購買。菌肥由山西省白色農(nóng)業(yè)工程學(xué)會提供。
2018年8 月采用穴盤育苗,9月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院東陽試驗示范基地內(nèi)的日光溫室中定植,前茬作物為西葫蘆,基肥為羊糞,每公頃施用150 m3。小區(qū)寬1.2 m,長8 m。每處理種植1個小區(qū),定植時行距60 cm,株距45 cm,每小區(qū)28株,定植緩苗后按試驗設(shè)計進行施肥處理,共設(shè)3個處理,3次重復(fù)。處理方法詳見表1。其余田間管理完全相同。2018年7月中旬拉秧。
在收獲期內(nèi)每處理隨機選取10株調(diào)查株高、開展度、莖粗、干物質(zhì)質(zhì)量、含水量、纖維素含量(酸性洗滌法)[8]、可溶性糖含量(蒽酮比色法)[8]、VC含量(2,6-二氯靛酚比色法)[8]、可溶性蛋白質(zhì)含量(考馬斯亮藍G-250法)[8]、首花節(jié)位、生育期、結(jié)果數(shù)、單果質(zhì)量(折算667 m2產(chǎn)量、效益)、耐低溫弱光性、黃萎病抗性。
表1 處理方法
耐低溫弱光性分級標(biāo)準(zhǔn)如下:0級,全株受凍死亡或接近死亡;1級,秧苗各葉片普遍受凍,其中3~4片葉受凍面積>50%;2級,秧苗3~5片葉受凍,其中2~3片葉受凍面積>50%;3級,秧苗2~4片葉受凍,其中1~2片葉受凍面積>50%;4級,秧苗1~2片葉受凍,面積約20%~30%;5級,秧苗生長正常,無任何受凍癥狀[9]。
公式中,S表示受低溫弱光傷害后,相應(yīng)級別的茄子株數(shù)。
黃萎病抗病性分為強、中、弱3級,采用目測法調(diào)查記錄,標(biāo)準(zhǔn)如下:弱,全株發(fā)病死亡或接近死亡;中,全株有發(fā)病葉片,可以生長;強,秧苗生長正常,無任何發(fā)病癥狀[10]。
取得的數(shù)據(jù)采用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進行分析,Excel 2007軟件作表。
各處理的生長指標(biāo)見表2,可以發(fā)現(xiàn)處理1的株高較低,僅為110 cm,經(jīng)過化肥、菌肥處理株高上升,分別達120、118 cm。在開展度這個性狀中化肥處理表現(xiàn)最高,達68 cm,不施用肥料與菌肥處理的開展度較低,分別為65、67 cm。經(jīng)化肥處理后茄子莖粗達30 mm,菌肥處理達28 mm,不施肥處理的莖粗較低,僅達25 mm。化肥與菌肥處理在株高、開展度、莖粗3個指標(biāo)上的差異均未達顯著水平。比較結(jié)果表明:施用化肥、菌肥后均可以有效提高茄子的株高、開展度、莖粗等生長指標(biāo),對茄子的生長有利,其中尤以化肥的處理結(jié)果最好,菌肥次之,但二者無顯著差異,說明菌肥處理見效慢,但施用效果好,如不施用肥料對茄子的生長不利。
各處理的品質(zhì)指標(biāo)見表3,可以發(fā)現(xiàn)不施肥處理的纖維素含量最高,達0.031 g/g,化肥、菌肥處理后纖維素含量下降至0.013、0.009 g/g,以菌肥處理最低。可溶性糖含量的測定結(jié)果與纖維素含量的相反,不施肥處理的可溶性糖含量為0.006%,經(jīng)過化肥、菌肥處理該指標(biāo)呈上升趨勢,分別達0.008%、0.010%。VC含量、可溶性蛋白質(zhì)含量的表現(xiàn)與可溶性糖含量類似,經(jīng)過化肥、菌肥處理后VC含量、可溶性蛋白質(zhì)含量均較不施肥有不同程度的升高,VC含量分別上升至12.892、13.380 mg/kg,可溶性蛋白質(zhì)含量分別上升至3.008、3.466 mg/g。通過比較4個品質(zhì)性狀可以發(fā)現(xiàn),施用肥料處理后,與不施肥相比較,纖維素含量下降,可溶性糖含量、VC含量、可溶性蛋白質(zhì)含量上升,茄子的品質(zhì)得到改善,其中尤以菌肥處理的表現(xiàn)最好,與另外2個處理均達極顯著差異。說明使用化肥、菌肥均可以改善茄子品質(zhì),菌肥處理的效果最好。
各處理的生育期見表4,可以發(fā)現(xiàn)處理1的首花節(jié)位是7.1節(jié),處理2、處理3的首花節(jié)位分別為7.2、7.0節(jié),但未達顯著差異水平;處理1的始花期在2018年10月15日,處理2、處理3分別在10月10日、10月11日,較處理1早。處理2、處理3的坐果期均在10月22日,處理1在10月25日。處理2、處理3的生育期一致,均為300 d,而處理1為290 d,但未達顯著差異水平,說明不施肥、施化肥、施菌肥對茄子的生育期影響較小。
表2 各處理茄子生長指標(biāo)
表3 各處理茄子品質(zhì)性狀
各處理茄子產(chǎn)量及效益見表5,各處理的結(jié)果數(shù)均為7個,說明不同施肥方法對結(jié)果數(shù)沒有影響,但在單果質(zhì)量中表現(xiàn)出差異,不施肥處理單果質(zhì)量僅為0.50 kg,施化肥處理達0.60 kg,施菌肥處理達0.65 kg,進一步影響了667 m2產(chǎn)量,施菌肥處理667 m2產(chǎn)量達9 100 kg,施化肥處理、不施肥處理分別達8 400、7 000 kg。如按2元/kg計算效益,3種處理的667 m2效益分別達14 000、16 800、18 200元。說明菌肥處理可有效提高單果質(zhì)量,對提高產(chǎn)量有利。處理1未使用肥料,種植成本較低,為1 100元,處理2使用化肥較多,成本達1 600元,處理3達1 300元,成本居中,效益最佳。
各處理耐低溫弱光性、黃萎病抗性見表6,可以看出菌肥處理耐低溫弱光性較高,耐低溫弱光指數(shù)達4.5,化肥處理居中,達4.0,不施肥處理僅為2.5;在黃萎病抗性中,菌肥處理抗性較高,化肥處理居中,不施肥處理表現(xiàn)弱。表明施肥后能提高茄子的耐低溫弱光性和黃萎病抗性,其中以菌肥處理最好。
施肥對株高、開展度、莖粗、生育期等與蔬菜生長發(fā)育密切相關(guān)指標(biāo)影響的報道較多,孔清華等[11]研究施肥對茄子生長發(fā)育的影響,結(jié)果表明充足的肥料供應(yīng)對茄子的生長有利,可以提高株高、莖粗等指標(biāo),肥料供應(yīng)不充分不利于茄子的生長。朱小梅等[12]研究施肥對小麥產(chǎn)量的影響,結(jié)果表明合理施肥促進植株的生長,化肥處理的結(jié)果優(yōu)于菌肥處理。上述結(jié)論與本項研究結(jié)論一致,處理2、3的株高、開展度、莖粗等指標(biāo),因施用化肥、生物菌肥較處理1的高,但生物菌肥的處理生長指標(biāo)的表現(xiàn)較化肥處理差,說明施用生物菌肥對生長發(fā)育的影響較化肥處理小,化肥處理表現(xiàn)最佳,說明化肥對茄子的生長有利,見效較快,而生物菌肥主要通過其內(nèi)含的固氮菌、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、光合菌等微生物固定氮素、分解磷素、分解鉀,促進蔬菜對營養(yǎng)成分的吸收,同時改善了土壤理化性質(zhì),有利于蔬菜的生長,但見效較慢[13-14]。
表4 各處理茄子生育期
表5 各處理茄子產(chǎn)量及效益
表6 各處理茄子抗性表現(xiàn)
單果質(zhì)量是表征茄子產(chǎn)量的重要指標(biāo),吳忠紅等[15]報道,在茄子的生長過程中適當(dāng)?shù)氖┓使?yīng)使茄子的單果質(zhì)量增加,如不施肥料或是施肥使用不當(dāng),均不利于單果質(zhì)量的形成。馬昭山等[16]在新疆和碩縣的甜椒試驗中也發(fā)現(xiàn)充足肥料供應(yīng)使結(jié)果數(shù)、單果質(zhì)量上升,最終使產(chǎn)量提高。上述的結(jié)論與本研究結(jié)論類似,在本項研究中處理2、3的單果質(zhì)量較處理1高,充分說明肥料在茄子生長中所起到的重要作用,菌肥處理較化肥處理的產(chǎn)量指標(biāo)大,說明施用菌肥對茄子產(chǎn)量指標(biāo)的形成作用有利,因為菌肥在施用后促進氮素在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化,使氮素轉(zhuǎn)化為植物可吸收的谷氨酰胺和谷氨酸類,菌肥還能吸收磷元素及微量元素,促進茄子果實的發(fā)育[17]。
纖維素是由葡萄糖組成的大分子多糖,一般認(rèn)為其含量過高,影響口感;可溶性糖是營養(yǎng)中的最基本的物質(zhì);VC能增強皮膚彈性,促進膠原蛋白合成、抵抗黑色素沉積、延緩衰老、增強免疫力、預(yù)防感冒、促進傷口愈合、預(yù)防牙齦出血等;可溶性蛋白質(zhì)可以為人體提供必要的能量,提高果實的適口性。上述的幾個指標(biāo)是描述茄子品質(zhì)的常見指標(biāo)。喬志剛等[18]研究不同炭基肥對青椒品質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)充足肥料供應(yīng)的條件下青椒的VC、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量升高。有關(guān)生物菌肥對茄子品質(zhì)影響的研究少見報道,高喜葉等[19]在草莓生產(chǎn)中施用生物菌肥,VC含量較未施處理升高,李榮喜等[20]報道,施用生物菌肥促進了生菜的可溶性糖的積累;趙貞等[21]在設(shè)施中栽培黃瓜施用生物菌肥后黃瓜的可溶性蛋白質(zhì)含量升高。本研究的結(jié)論與上述結(jié)論一致,化肥處理、菌肥處理均能提高茄子的品質(zhì)、抗性,菌肥處理的茄果VC、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量均較化肥處理的高,表現(xiàn)最好。說明菌肥作為一種特殊的微生物,可以固定氮素,通過微生物的生命活動分解有機質(zhì),并釋放如生長素等激素,能夠調(diào)控蔬菜生長,改善土壤環(huán)境,進而提高茄子的品質(zhì)[22-23],還可以提高茄子的耐低溫弱光能力和抗病性[24]。
綜上所述,3種處理對茄子生育期影響較小,與對照相比較,化肥、菌肥能提高茄子產(chǎn)量、抗性,雖然種植成本較不施肥處理的高,但效益較不施肥處理大大提高,其中又以菌肥處理的產(chǎn)量、抗性最好,效益最佳。這種方法簡單有效,減少了田間操作次數(shù),降低了經(jīng)濟成本,對土壤環(huán)境影響較小,有利于實現(xiàn)蔬菜的綠色生產(chǎn),值得推廣。