竹纤维高分子菌肥对软籽石榴产量及品质的影响

于嘉欣，龙文聪，肖析蒙，成思轩，杨 壮，何明珠，杨瑶君*

（1.西华大学，食品与生物工程学院，四川 成都 610039；2.乐山师范学院，竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室，四川 乐山 614000；3.四川省龙日种畜场，四川 红原 624400）

四川省会理县拥有非常适宜石榴生长的气候和光热资源，但是季节性干旱和土地沙化是限制石榴产量和品质的重要因子[1-2]，加之农户忽略了土壤养分的平衡及土地肥力的可持续发展[3]，导致水土流失、土壤生物多样性降低、石榴产量受限、品质不佳等多种问题[4]。如何改善土壤供水供肥能力，从而有效提高会理石榴的产量与品质，一直是该区域石榴产业发展的重点。

微生物肥通过提升土壤微生物含量影响土壤酶活性，具有改善土壤性质、提高土壤肥力、增强植物生长的能力[5-6]，应用于果树[7-9]、蔬菜[10]等上有显著抗病、增产[11]的效果，近年来已广泛用于农业生产，但有研究表明，微生物肥的施用很大程度上受到环境的影响[12]，如何维持微生物肥施入土壤中的有效活菌数是保障其发挥效果的关键[13]，而会理地区的季节性干旱严重制约土壤微生物的繁殖与生长。竹纤维高分子菌肥是一种集保水、增肥、促根为一体的新型微生物肥料，前期的研究表明，它能使柑橘土壤层含水量增加39.1%、大蒜根重增加158.9%、番茄增产167%[14-15]，但目前尚无其在石榴上成熟应用的报道。

本文通过田间对比试验，主要探讨以下2个问题：（1）竹纤维高分子菌肥处理对石榴果园土壤养分及微生物的影响；（2）竹纤维高分子菌肥处理对软籽石榴产量及品质的影响，以期为竹纤维高分子菌肥在会理地区软籽石榴上的科学施用及提质增效提供理论依据和科学技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验在四川省凉山彝族自治州会理县软籽石榴果园进行。石榴树龄6～8年，树势中庸，南北行，株行距2 m×4 m，匍匐栽培；土壤为壤质土，肥力偏低，有机质11.94 g/kg，碱解氮55.11 mg/kg，有效磷31.92 mg/kg，速效钾41.25 mg/kg；供试品种为突尼斯软籽石榴。供试复合肥（N-P2O5-K2O）总养分≥54%，由深圳市芭田工程股份有限公司提供；有机肥为酒糟有机肥，有机质含量＞78.6%，由四川鑫鑫骄扬生物科技有限公司提供；微生物肥为一种能自动反复吸水释放的竹纤维高分子微生物肥，由枯草芽孢杆菌、棕色固氮菌等多种功能菌和高吸水性竹纤维高分子多糖组成，有效活菌数≥5×108/g，保水＞50倍，有机质≥60%，由竹类病虫防控与资源开发四川省重点实验室提供。

1.2 试验设计

试验选择地力均匀，树龄、树势相当的石榴大田进行，采用常规施肥与竹纤维高分子菌肥套餐施肥2个处理，分别为：常规施肥处理（有机肥4800 kg/hm2，复合肥900 kg/hm2）；竹纤维高分子菌肥处理（菌肥120 kg/hm2，有机肥2400 kg/hm2，复合肥450 kg/hm2）；有机肥与竹纤维高分子菌肥作基肥于2020年4月中下旬开花前开条沟施入，复合肥分别在石榴开花前期、果实膨大前期、果实膨大后期分3次撒施；每处理80株，重复3次，大区面积640 m2，所有处理在同一天完成。2020年8月30日石榴成熟期，于试验大区采用蛇形取点法8点采集5～20 cm耕层土壤，取回土壤后一部分存于-4℃冰箱，一部分去除土壤中的可见动植物残体及石块等自然风干，过0.425 mm筛后混合备用；每个处理组选取健壮、长势一致的石榴树8株，每株东、南、西、北4个方位随机采果色均匀、无机械损伤、无病虫害的完全成熟果实4个，果实采摘当天立即贮藏于4℃的冷库。

1.3 检测方法

土壤细菌、放线菌和真菌分别采用牛肉膏蛋白胨培养基、改良高氏一号培养基、PDA培养基，平板稀释涂布法计数；土壤有机质采用重铬酸钾容量法测定，碱解氮采用碱解扩散法测定，有效磷采用碳酸氢钠浸提、钼锑抗比色法测定，速效钾采用原子吸收分光光度计测定；石榴果实洗净晾干后，用不锈钢水果刀将果实分成两半，剥取石榴籽粒，力度适中，以不损伤籽粒为宜，取其中一部分石榴籽粒测定百粒重与含水量，其余石榴籽储于-20℃冰箱保存，用于测定果实相关品质指标。采用手持式折光仪测定可溶性固形物含量；采用苯酚硫酸法测定可溶性糖含量；采用3，5-二硝基水杨酸法测定还原糖含量；采用钼蓝比色法测定Vc含量；采用NaOH滴定法测定可滴定酸含量。

石榴籽粒含水量（%）=（果实鲜重-烘干恒重）/果实鲜重×100

1.4 数据处理

采用Excel 2016、SPSS 23.0进行数据处理与方差分析，表中数据均以“平均数±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 竹纤维高分子菌肥处理对石榴土壤养分与微生物的影响

由表1可以看出，与常规施肥相比，竹纤维高分子菌肥处理下石榴土壤中碱解氮、有效磷、速效钾与有机质含量均有一定的增加，增幅分别为67.27%、25.98%、41.54%与20.08%，且组间差异显著（P＜0.05）；在土壤微生物含量影响方面，竹纤维高分子菌肥处理下土壤中细菌、真菌和放线菌数量均显著高于常规施肥组，其中细菌含量达到极显著水平（P＜0.01）。试验结果表明，通过施用竹纤维高分子菌肥，不仅可以增加石榴果园土壤中微生物含量，而且其中含有的大量解磷、解钾、固氮作用的微生物开始参与土壤活性调控，从而改善土壤微生物活性，提升土壤速效养分与肥力，土壤性质得到了明显改善。

表1 竹纤维高分子菌肥处理下石榴土壤养分与微生物的变化

2.2 竹纤维高分子菌肥处理对石榴果实外观及产量的影响

果实外观品质关系着果实的商品率及经济效益[16]。竹纤维高分子菌肥处理的石榴表皮光亮，色泽鲜艳且着色较均匀（图2，图3B），籽粒深红（图3D），与常规施肥相比，有着更好的品相。观察两种施肥处理下的石榴外观与籽粒可以看出，竹纤维高分子菌肥处理下的突尼斯软籽石榴外观品质更佳，商品率更高。

图2 菌肥处理组

图3 竹纤维高分子菌肥处理下石榴果实的外观品质

图1 常规施肥组

由表2可以看出，常规施肥与菌肥处理后的石榴果实单果重分别为409.16和406.90 g，组间差异不显著，但菌肥处理后的单株结果量较常规施肥相比显著提升了29.44%（P＜0.05）；两种施肥处理下，石榴树单株产量分别为31.25、40.23 kg，总产量分别为38.78、48.23 t/hm2，且组间差异显著（P＜0.05），株产量与总产量分别增加了24.37%和28.74%。结果表明，竹纤维高分子菌肥处理对软籽石榴单果重影响不明显，但果实大小较常规施肥相比更均匀，且可有效提高软籽石榴的座果率与单株结果数，从而提高产量。

表2 竹纤维高分子菌肥处理下石榴产量的变化

2.3 竹纤维高分子菌肥处理对石榴果实品质的影响

石榴籽粒是果实的主要可食部分，其可食率、百粒重、含水率影响着果实的品质，可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、Vc含量等指标则很大程度上影响着石榴果实的口感与风味[17]。如表3所示，竹纤维高分子菌肥处理后的石榴果实可食率、百粒重和含水率分别较常规施肥增加了9.63%、20.93%和4.82%，说明处理后的石榴果皮更薄，可食用部分更多，出汁率也更高；而其可溶性固形物、还原性糖、Vc含量、糖酸比、固酸比则分别提高了7.38%、10.77%、26.37%、68.85%、70.36%，处理组均显著高于常规施肥（P＜0.05）；可滴定酸与可溶性糖含量的组间差异不显著。试验数据表明，竹纤维高分子菌肥处理比常规施肥更能显著提高石榴的总糖、可溶性固形物与Vc的含量，降低可滴定酸含量，从而提高其糖酸比、固酸比，改善软籽石榴的风味和品质。

表3 竹纤维高分子菌肥处理下石榴果实品质的变化

3 讨论与结论

本研究结果表明，竹纤维高分子菌肥处理下，石榴果树土壤中微生物数量出现显著增加，其中细菌占比最大，这与姬延伟[18]研究生物菌肥对梨树土壤及酶活影响的结果相符；与常规施肥相比，竹纤维高分子菌肥处理组土壤中大量微生物的代谢活动加速了土壤有机质矿化分解，且土壤微生物代谢活动旺盛还有利于氮素的生物固定和磷素活化[19]，菌肥中含有大量的棕色固氮菌等对土壤中氮元素的提高也有一定的促进作用，所以土壤中速效养分与有机质含量有所提升，这与褚长彬等[20]研究结果一致。本试验结果表明，竹纤维高分子菌肥处理后石榴果实株结果数较常规施肥提高了29.44%，促进了软籽石榴增产；果实大小较常规施肥更均匀，果实着色率也更高，外观品质更佳；竹纤维高分子菌肥处理还提高了石榴果实中还原性糖、可溶性糖和可溶性固形物含量，而两组的可滴定酸含量都很低，这与刘春阳[21]的研究结果相同；而有研究指出，微生物肥可提高植株相关酶系的活性，进而促进果实中Vc含量的增加[22]，竹纤维高分子菌肥处理后的石榴果实Vc含量显著高于常规施肥，这与柳骁桐等[23]、王凌云等[24]研究结果相同。

本研究结果与现有的微生物肥配施化肥、有机肥结果相比有所不同。库永丽等[25]研究表明，施用微生物肥料对土壤细菌、放线菌数量有所改善，但降低了真菌数量；本试验中，常规施肥与竹纤维高分子菌肥处理酒糟生物有机肥采用的“根际促生菌+生防真菌”复合菌种能够提高土壤中有益真菌的数量，且竹纤维高分子菌肥中含有高吸水性的多糖物质能提供高湿度环境和碳源，维持根系环境的相对稳定，促进有益微生物快速繁殖成为优势菌群，所以竹纤维高分子菌肥处理较常规施肥土壤真菌数量显著上升，其中可能含有部分对分解有机质有促进作用的有益真菌[26]，这也能解释竹纤维高分子菌肥处理有机质含量较高的原因，但其丰度与多样性还需进一步试验验证；而殷碧秋等[27]研究发现微生物菌剂配施75%化肥追肥量的辣椒产量品质最佳，本研究表明，竹纤维高分子菌肥配施50%复合肥追肥的产量与品质较常规施肥显著提升，效果更好。因此，在农业生产中，将竹纤维高分子菌肥与化肥、有机肥复配施用是可行的，可显著减少化学肥料和有机肥的用量，同时具有提高土壤微生物和速效养分的作用，既可增产增效，又省工省时省肥，应用前景广阔。

综上所述，竹纤维高分子菌肥处理能够显著促进石榴果园中土壤微生物的含量，提升土壤生物活性与肥力，从而提升土壤中碱解氮、有效磷、速效钾等速效养分与有机质的含量，促进植株生长，对软籽石榴可食率、百粒重、含水率及产量也有显著的促进作用；对果实中总糖、可溶性固形物及Vc的含量有着积极的提升作用，可改善软籽石榴口感与风味。竹纤维高分子菌肥在会理地区软籽石榴上的应用表明，其拥有能改善季节性干旱地区土壤供水供肥的能力，在实际生产中具有重要的指导与应用价值。