优化施肥及增施微生物菌剂对次生盐渍化土壤设施番茄生长和土壤微生物的影响

王梅 徐钰 石璟 杨岩 李妮 王学君 李洪梅

摘要：本试验以设施番茄为研究对象，通过设置不同施肥和添加不同微生物菌剂处理，测定番茄产量、品质和土壤中细菌、真菌和放线菌数量以及土壤盐分变化等，研究优化施肥和增施微生物菌剂对次生盐渍化土壤中番茄生长特性和土壤微生物的影响。结果表明，在优化施肥条件下增施荧光假单胞菌剂可以使番茄增产26.40%，施用荧光假单胞菌剂并减施20%氮肥不会对产量造成影响。施用荧光假单胞菌剂（处理4、5）后番茄果实中硝酸盐含量较对照分别降低了17.92%和22.57%，VC含量分别提高38.51%和22.74%。施用荧光假单胞菌剂提高了表层土壤中的微生物总数，主要表现为细菌所占比例升高，放线菌比例下降。

关键词：优化施肥;荧光假单胞菌剂;设施番茄;产量;微生物;次生盐渍化

中图分类号：S641.206：S145.9  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2020）11-0111-04

Effects of Optimized Fertilization and Adding Microbial

Agents on Greenhouse Tomato Growth and Soil

Microorganism in Secondary Salinized Soil

Wang Mei1， Xu Yu1， Shi Jing1， Yang Yan1， Li Ni1， Wang Xuejun1， Li Hongmei2

（1. Institute of Agricultural Resources and Environment， Shandong Academy of Agricultural Sciences/

Shandong Provincial Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer， Jinan 250100， China;

2. Shandong Agricultural Foreign Economic Cooperation Center， Jinan 250013， China）

Abstract To study the effects on facility tomato in secondary salinized soil， different fertilization treatments and addition of different microbial agents were set to determine the changes of tomato yield and quality， amount of bacteria， fungi and actinomycetes and soil salinity. The results showed that under optimal fertilization conditions， the tomato yield increased by 26.40% through applying fluorescent pseudomonas agent， and applying fluorescent pseudomonas agent combined with reducing 20% of nitrogen fertilizer had no obvious effect on tomato yield. Applying fluorescent pseudomonas agent （treatment 4 and treatment 5） decreased the content of nitrate by 17.92% and 22.57%， and increased the VC content by 38.51% and 22.74%， respectively， compared with the control. Applying fluorescent pseudomonas agent increased the total number of microorganisms in topsoil， which was mainly manifested in the increase of bacteria proportion in the total amount and the decrease of actinomycetes proportion.

Keywords Optimized fertilization; Fluorescent psedomonas agent; Tomato in greenhouse; Yield; Microorganism; Secondary salinization

由于設施菜地施肥量大、日照足、蒸腾量大、缺少雨水淋洗、连续种植等特点，易造成土壤次生盐渍化，目前土壤盐渍化或者轻度盐碱已经成为设施菜田土壤的一个主要障碍性问题[1]。主要表现为土壤表层出现白霜，土壤板结，严重影响作物根系的发育，导致作物苗期生长受阻，致使农产品产量和品质下降，对农业生产造成很大的危害;同时造成各种养分元素在土壤中大量累积，导致土壤养分失衡。针对这种情况，一部分研究集中在土壤改良方面。刘吉青等[2]得出不同有机底肥对设施番茄生长和土壤肥力有不同影响;代立兰等[3]研究表明，糠醛和醋糟与其它肥料配施后，可有效改善土壤理化性状，培肥土壤和促进土壤脱盐，从而提高作物产量。还有一些研究是筛选功能菌微生物菌剂并研究其对盐渍化设施菜田的作用效应。耿丽平等[4]研究了混合菌剂在轻度盐渍化设施菜田土壤上的应用效果，尤其是对设施蔬菜产量和品质的影响;张广志等[5]从山东盐碱地分离的菌株均能够耐10%盐分，最高耐盐程度为20%，当盐分为25%时，分离的菌株活性均受到抑制。本试验研究了荧光假单胞菌剂对番茄产量的影响和对盐碱化设施菜地土壤的作用效果，以期为解决设施土壤的盐碱化问题提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地点位于中国农业科学院禹城试验基地东邻的禹城市大禹龙腾蔬菜种植专业合作社，该地位于华北平原中东部（116°33′E，36°47′N），属暖温带半湿润季风气候，光热资源丰富，年均气温13.3℃，≥10℃积温4 441℃;年日照时数2 546.2 h，无霜期206 d;雨热同季，多年平均降水量569.6 mm，70%以上降水集中在6—9月;年平均蒸发量1 884.8 mm。本试验点为华北平原旱涝盐碱综合治理的试点代表，供试土壤基本理化性状见表1。

供试番茄品种为圣粉八号，定植密度为4.5万株/hm2;2017年11月12日定植，2018年6月收获。供试菌剂为荧光假单胞菌剂和速茂微生物菌剂。荧光假单胞菌剂由山东大学提供，含有荧光假单胞菌及其代谢物成分，有效活菌数≥50 亿/mL，3液体剂型;速茂微生物菌剂为市售产品，含有枯草芽孢杆菌，有效活菌数≥50亿/mL，液体剂型。两种菌剂用量均为4 kg（每666.7m2，下同）。供试有机肥为市场购买的稻壳鸡粪，总养分质量分数为5%（N-P2O5-K2O为2-2-1），有机质≥45%。化肥为氮磷钾养分含量45%的复合肥（N-P2O5-K2O为15-15-15）。栽培方式为传统的畦栽，行距40 cm，株距40 cm，每个小区间开沟50 cm。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，设5 个处理，每个处理 3 次重复。处理1：农民习惯施肥，有机肥（N-P2O5-K2O为2-2-1）1.5 t（666.7m2的量，下同），复合肥（N-P2O5-K2O为15-15-15）5 kg基施，后期冲施复合肥（N、P2O5、K2O分别为30、20、60 kg）;处理2：优化施肥，有机肥（N-P2O5-K2O为2-2-1）1.5 t、复合肥（N-P2O5-K2O为

15-15-15）3.33 kg基施，后期冲施复合肥（N、P2O5、K2O分别为25、15、30 kg）;处理3：优化施肥+速茂微生物菌剂，微生物菌剂稀释100倍后分别于1月16日、3月16日各灌根一次;处理4：优化施肥+荧光假单胞菌剂，荧光假单胞菌剂稀释150倍后分別于1月16日、3月16日各灌根一次;处理5：优化施肥减氮20%+荧光假单胞菌剂，用法同处理4。田间采用常规管理模式。

1.3 测定项目与方法

番茄生物学性状：在番茄生长中期（2018年2月9日）对株高、茎粗、叶绿素相对含量和坐果情况进行测定。叶绿素相对含量测定采用SPAD-502 plus，测定部位为植株顶端往下第四片叶，测3次取平均值。番茄产量：自收获期起每3～4 d 采收成熟度一致的番茄，称重，汇总计算总产量。果实品质：在果实成熟期采集成熟度和大小均一的果实进行酸度、VC、可溶性糖、硝酸盐含量的测定、VC含量采用 2， 6-二氯酚靛酚滴定法测定，硝酸盐含量采用水杨酸消化比色法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，酸度以酚酞做指示剂、采用标准碱液滴定法测定[6]。

按土水比 1∶2.5采用无 CO2水浸提，并用pH 计测定土壤pH值;盐分含量采用重量法[7]测定。土壤中细菌、真菌、放线菌数量采用系列稀释平板计数法[8]测定。

1.4 数据处理与分析

利用Microsoft Excel 2016 软件处理数据，并运用DPS 7.05软件进行单因素方差分析，用 LSD法进行多重比较，显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理对番茄生物学性状的影响

试验结果（表2）显示，施用荧光假单胞菌剂的两个处理（处理4 和处理5）坐果数较其他处理明显提高。处理3、4、5对番茄的茎粗有一定的增加作用，荧光假单胞菌剂的促进作用更加明显。对番茄叶绿素相对含量和株高的影响无明显规律。

2.2 不同处理对番茄产量的影响

由表3可以看出，当地农民习惯施肥处理产量最低，优化施肥之后番茄产量增加19.64%，说明在试验地土壤养分和含盐量状况下，应当按照优化施肥方案减少化肥的用量。在优化施肥的基础上，增施荧光假单胞菌剂处理番茄产量显著增加，分别增加5.64%和6.39%，其中，减氮20%处理增加更显著。说明增施荧光假单胞菌剂对番茄有明显增产效果，在减氮20%的情况下，荧光假单胞菌的固氮作用能更好地促进番茄对氮素养分的吸收，进一步增加产量。施加速茂微生物菌剂处理的番茄产量比优化施肥略增加，差异不显著，说明其对增产作用不明显。

2.3 不同处理对番茄品质的影响

试验结果（表4）显示，优化施肥和增施微生物菌剂均能提高番茄果实的VC和可溶性糖含量，降低硝酸盐含量，对果实酸度影响较小，其中，增施荧光假单胞菌剂对硝酸盐降低和可溶性糖增加的效果更明显，增施荧光假单胞菌剂的处理4和处理5番茄中硝酸盐含量较对照分别降低了17.92%和22.57%，可溶性糖含量较对照分别提高了20.33%和6.33%。

2.4 不同处理对土壤微生物的影响

由表5可知，农民习惯处理的土壤微生物总量偏低。肥沃的菜田表层土（0～20 cm）细菌含量一般在80%～90%左右，放线菌含量为8%～15%左右，真菌含量一般不足5%，本试验地农民习惯处理的土壤细菌含量偏低，放线菌的比例明显偏高。

施用荧光假单胞菌剂的两个处理增加了表层土的微生物总量，处理4 为1.50×107 cfu/g，处理5达到1.96×107 cfu/g，主要表现在细菌占比大幅增加，放线菌占比降低，更接近于肥沃菜田土壤的微生物区系。高晶霞等[9]也通过施用微生物菌剂提高了土壤中的细菌含量，不过其土壤条件与本试验条件不同，因此各种微生物含量差异很大。优化施肥处理的微生物总量较农民习惯施肥也增加，为1.40×107 cfu/g，但是细菌、放线菌的比例与农民习惯施肥处理相差不大，未能改变土壤细菌和放线菌等大类微生物的比例。施用荧光假单胞菌剂的两个处理对20～40 cm土层的微生物区系影响不如对0～20 cm的明显。

2.5 不同处理下土壤盐分和pH变化

土壤盐分测定结果（表6）表明，供试土壤的初始含盐量为4.01 g/kg，农民习惯施肥处理在拉秧期土壤盐分增加了1.00%。处理2、3、4在拉秧期比基础土的含盐量分别降低了5.64%、6.33%和6.70%，处理5的盐分降低最多，降幅为13.52%。说明可以通过施用荧光假单胞菌剂并减少氮肥的用量，减少土壤盐分含量。pH值各处理变化不明显。

3 讨论与结论

本试验结果显示，增施荧光假单胞菌剂能显著增加番茄的产量。处理4 和处理5分别比农民习惯施肥处理增产26.40%和27.29%，较优化施肥处理显著增加 5.64%和6.39%，且增施荧光假单胞菌剂减氮20%的处理产量与处理4相比还略有增加。说明在减氮20%的情况下，荧光假单胞菌的固氮作用可以更好地促进番茄对土壤养分的吸收，增产效果更明显。戴以周等[10]研究表明不同生防菌对番茄均有一定的促生效果，但是局限于对番茄株高和根部生长的促进。

优化施肥和增施微生物菌剂均能提高番茄果实的VC和可溶性糖含量，降低硝酸盐含量，增施荧光假单胞菌剂处理对果实中可溶性糖和硝酸盐含量的影响更为明显。赵贞等[11]研究表明，配施微生物菌剂对黄瓜果实的VC、 可溶性糖含量均有明显的促进作用。王冰清等[12]研究表明，化肥减施配施有机肥对黄瓜、苦瓜和甘蓝中可溶性糖、VC含量等果实品质指标有明显提高作用。岳明灿等[13]研究得出微生物菌剂中的活菌可以利用植株根部的分泌物，并将其转化为糖类、氨基酸等生理活性物质，刺激和调节作物的生长发育。本研究中的荧光假单胞菌也有类似的功能，需要进一步研究其机理。

对不同处理下土壤微生物群落进行分析得出，施用荧光假单胞菌剂的两个处理明显增加了表层0～20 cm的土壤微生物总量，主要通过增加细菌总量，改变细菌和放线菌在微生物总量中的比例，使类群结构更接近于肥沃菜田土壤的微生物区系。与张丽荣[14]、陈雪丽[15]等的研究结果一致。

参 考 文 献：

[1] 邢宇俊， 程智慧， 周艳丽， 等. 保护地蔬菜连作障碍原因及其调控[J]. 西北农业学报，  2004， 3（1）： 120- 123.

[2] 刘吉青， 兰挚谦， 田兴武， 等. 不同有机底肥对设施番茄生长和土壤肥力的影响[J]. 北方园艺， 2019（19）： 67-74.

[3] 代立兰， 张怀山， 夏曾润， 等. 有机废弃物菌糠和醋糟對次生盐渍化土壤修复效果研究[J]. 干旱地区农业研究， 2014， 32（1）： 218-222， 251.

[4] 耿丽平， 范俊， 王婧瑶， 等. 解磷、钾功能性微生物耐盐效应研究[J]. 水土保持学报， 2020， 34（4）： 370-375.

[5] 张广志， 周红姿， 杨合同， 等. 盐碱土壤中耐盐细菌的分离与鉴定[J]. 山东农业科学， 2008（9）： 49-50， 54.

[6] 高俊凤. 植物生理学实验指导[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006.

[7] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 第三版. 北京： 中国农业出版社， 2000.

[8] 林先贵. 土壤微生物研究原理与方法[M]. 北京： 高等教育出版社， 2010.

[9] 高晶霞， 高昱， 吴雪梅， 等. 辣椒连作土壤微生物群落及土壤离子对微生物菌剂的响应[J]. 西南农业学报， 2020， 33（8）： 1659-1664.

[10]戴以周， 韦青侠. 几种生防菌剂对番茄的促生作用[J]. 安徽农业科学， 2015， 43（18）： 121-122， 127.

[11]赵贞， 杨延杰， 林多， 等. 微生物菌肥对日光温室黄瓜生长发育及产量品质的影响[J]. 中国蔬菜， 2012（18）： 149-153.

[12]王冰清， 尹能文， 郑棉海， 等. 化肥减量配施有机肥对蔬菜产量和品质的影响[J]. 中国农学通报， 2012， 28（1）： 242-247.

[13]岳明灿， 王志国， 陈秋实， 等. 减施化肥配施微生物菌剂对番茄产质量和土壤肥力的影响[J]. 土壤， 2020， 52（1）： 68-73.

[14]张丽荣， 陈杭， 康萍芝， 等. 不同微生物菌剂对番茄产量及土壤微生物数量的影响[J].湖北农业科学， 2013， 52（22）： 5452-5454， 5518.

[15]陈雪丽， 王光华， 金剑， 等. 两株芽孢杆菌对黄瓜和番茄根际土壤微生物群落结构影响[J]. 生态学杂志， 2008（11）： 1895-1900.