枣专用微生物菌剂对灰枣果实品质的影响

杨智鹏，魏喜喜，万 胜，孙 佳，黄 瑶，王利娜，王姝婧，李建贵

（1.新疆农业大学，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆大学，新疆 乌鲁木齐 830046；3.新疆红枣工程技术研究中心，新疆 乌鲁木齐 830011）

红枣Ziziphus jujubaMill.属于鼠李科枣属植物[1]。枣树，原产于我国黄河流域。1200 万年以前，我国山东一带，就生长着酸枣树。7000年前，我国河南新郑一带，已有酸枣、华枣种植[2]。我国的枣资源丰富[3]，新疆红枣种植面积和产量居全国第一，由于南疆日照长，昼夜温差大，有助于糖分积累，红枣品质大大优于内地，截至2020年，红枣面积为31.88 hm2（不含兵团）。因过于追求红枣增产，还存在不合理地使用农药、化肥现象，这既不能保证红枣绿色有机品质，还会造成枣园土壤环境被严重破坏，同时也会严重威胁到食品质量安全和人体健康。这意味着枣园原有的管理措施和施肥方法需要及时改变，不仅要减少化肥、农药的使用量，更要大力推进新型肥料的研发，确保农业的可持续发展。

微生物菌肥的研发一直是国内外相关学者研究的热点之一[4]。微生物菌剂中包含很多活性物质，不仅能提高土壤微生物丰富度、优化土壤团聚体结构、调节根系营养环境，而且在微生物生命活动过程中，还能产生多种激素来促进植物生长。此外，施用微生物菌剂还可以降低枣树的种植和管理成本，降低化肥使用量，有益于农业健康发展[5-6]。

土壤养分是土壤肥力的重要物质基础[7]，氮、磷、钾是植物生长发育必需的三大营养元素。氮气约占空气成分的80%，高等植物自身不能直接利用，而共生固氮菌类、联合固氮菌类和自生固氮菌类可通过自身固氮酶固定空气中的氮气，将其转化为植物可吸收利用的氮源。微生物肥料中常用的固氮菌株有圆褐固氮菌、阴沟肠杆菌、苜蓿根瘤菌和氮单胞菌属等[8]。

植物生长发育过程中所需要的磷主要来自土壤和肥料。由于土壤固磷现象的存在，致使土壤中磷的含量很高，但可提供给植物生物发育的有效磷含量却很低，对植物有效的磷不到全磷的1%[9-10]。解磷微生物是一类参与土壤磷循环的与植物营养关系密切的重要微生物类群，这些微生物依靠自身的代谢产物或与其他生物协同将土壤中的难溶无机磷转化为有效态磷，在土壤难溶磷活化和提高磷肥有效性方面起着重要作用[11]。

硅酸盐菌剂俗称生物钾肥，是利用硅酸盐细菌研制而成的一种高含菌量的生物制剂。该肥料施入土壤后，菌体细胞便在种子或作物根系周围迅速增殖，形成群体优势，分解土壤中含钾的矿物质，释放有效钾供作物吸收利用[12]。

有关枣果的研究以理化性质分析为主，刘毅等[13]、郑强卿等[14]、李艳丽等[15]先后研究了栽培设施、灌溉量、施肥对枣果品质的影响，但微生物菌剂对枣果品质影响的研究未曾多见。

本研究结合课题组前期研发的微生物菌剂，以灰枣为研究对象，研究微生物菌剂对灰枣果实品质的提升作用，为微生物菌剂的推广使用及当地枣园绿色发展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于新疆维吾尔自治区喀什地区岳普湖县喀什新鑫果业有限公司灰枣园（76°52′E，39°14′N），枣园园相整齐，树株长势均一，灰枣树龄均为8 a，株行距为1.5 m×4.0 m。土壤理化性质：pH 8.4、电导率850 μS/cm、速效磷22.5 mg/kg、速效钾200.5 mg/kg、碱解氮11.8 mg/kg、有机质8.7 g/kg。

1.2 试验设计

供试微生物菌株为前期从新疆枣园枣树根际土壤分离获得的8 个高效菌株（固氮菌株N22；解有机磷菌株P7、P8；解无机磷菌株P3、P18；解钾菌株K7、K11、K24），选取通过菌株间拮抗反应测试筛选具有兼顾解有机磷能力、解无机磷能力和解钾能力，并在大田试验效果较好的4 个微生物菌株组合（N22P8P18K7、N22P8P18K11、N22P7P18K24、N22P8P3K24），低温冷冻保存在新疆红枣工程技术研究中心微生物实验室。

试验共设计5 个处理：处理1（常规施肥）为对照处理，设有处理2（常规施肥+有机肥+N22P8P18K7）、处理3（常规施肥+有机肥+N22P8P18K11）、处理4（常规施肥+有机肥+N22P7P18K24）、处理5（常规施肥+有机肥+N22P8P3K24）。

在试验地，参照《微生物肥料田间试验技术规程及肥效评价指南（NY/T 1536—2017）》，以随机取样法布设样点。每个样点为1 个处理，每个处理设置3 个小区，每个小区选择长势相近的4棵树，于2021年4月初，在田间布置试验采用随机区组设计。

1.3 样品采集与保存

于2021年10月12日采集灰枣果实样品，在每个小区选择生长状况相似的3 株样树，分别在样树的东、西、南、北、中5 个方位采摘枣果样品，每个方位3 个枣样，每个小区共计45 颗枣。编号带回实验室，4 ℃低温保存于冰箱中，待测。

1.4 指标选取

单果质量、横径、纵径、果形指数、含水率、可食率、葡萄糖、果糖、蔗糖、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、果胶、纤维素、蛋白质、VC、黄酮、总酚。

1.5 数据分析

所有数据均采用WPS OFFICE 软件进行数据统计整理，运用SPSS 26.0 软件对不同处理进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 微生物菌剂对灰枣果实品质的影响

从表1能够看出，施入微生物菌剂处理2 对灰枣含水率、可滴定酸、纤维素、蛋白质、黄酮、总酚含量提升最明显，相比处理1 分别增加了30.72%、33.18%、133.33%、248.46%、100.57%、93.55%；处理3 对灰枣葡萄糖、可溶性糖含量以及糖酸比提升最明显，相比处理1 分别增加了16.37%、73.91%、58.10%；处理4 对灰枣单果质量、横径、纵径、果形指数、可食率、果糖、蔗糖、果胶含量提升最明显，相比处理1 分别增加了29.93%、6.43%、14.82%、7.88%、1.26%、2.99%、143.75%、7.97%；对于维生素来说，只有处理5对灰枣VC 含量的提升有积极作用，VC 含量增加了7.89%。

表1 微生物菌剂对灰枣品质的影响†Table 1 Effects of microbial agents on the quality of gray jujube

2.2 灰枣果实品质指标间的相关性分析

灰枣果实品质指标间的相关性分析结果见表2。从表2可以看出，果实单果质量与横径、纵径、果形指数、可食率、蔗糖、可滴定酸、果胶均呈现极显著正相关关系，但与糖酸比呈现负相关关系；果实横径与纵径、果形指数、可食率、蔗糖、果胶均呈现极显著正相关关系，但与果糖、纤维素、蛋白质、黄酮均呈现负相关关系；果实纵径与果形指数、可食率、蔗糖、可溶性糖、可滴定酸、果胶均呈现极显著正相关关系；果实果形指数与含水率、可食率、蔗糖、可滴定酸、果胶均呈现极显著正相关关系；果实含水率与蔗糖、可滴定酸、纤维素、蛋白质、黄酮、总酚均呈现极显著正相关关系；果实可食率与蔗糖、可滴定酸、果胶均呈现极显著正相关关系，与纤维素呈现负相关关系；葡萄糖与可溶性糖、糖酸比均呈现极显著正相关关系，与果糖、蛋白质、黄酮均呈现负相关关系；果糖与蛋白质呈现极显著正相关关系；蔗糖与可溶性糖、可滴定酸、果胶均呈现极显著正相关关系；可溶性糖与糖酸比呈现极显著正相关关系，与蛋白质、黄酮均呈现负相关关系；可滴定酸与黄酮、总酚均呈现极显著正相关关系，与糖酸比呈现负相关关系；糖酸比与黄酮呈现显著负相关关系；果胶与黄酮呈现正相关关系；纤维素与蛋白质呈现极显著正相关关系；蛋白质与黄酮呈现显著正相关关系；黄酮与总酚呈现极显著正相关关系；VC 仅与果胶呈现正相关关系，与含水率、果糖、蔗糖、可溶性糖、纤维素、蛋白质均呈现极显著负相关关系。

表2 灰枣果实品质指标间的相关性分析†Table 2 Correlation analysis of fruit quality indexes of gary jujube

2.3 微生物菌剂处理下灰枣果实品质主成分分析

采用SPSS 软件对灰枣果实品质作主成分分析，由表3所示，主成分1 的方差贡献率为46.963%，主成分2 的方差贡献率为21.196%，主成分3 的方差贡献率为18.711%，主成分4 的方差贡献率为8.757%，所选取的4 个公因子累积贡献率达95.627%，即可解释大部分数据。主成分1、2、3、4 方差特征值均大于1，所以主成分1、2、3、4 指标对果实品质影响显著，提取分析。

表3 灰枣果实品质方差分解主成分提取分析结果Table 3 Principal component extraction analysis result of fruit quality of gray jujube variance decomposition

由表4可知，主成分1 中，因子载荷量较大变量分别为果实纵径、果形指数和蔗糖，载荷分别为0.916、0.935、0.934；主成分2 主要由果实横径、糖酸比和果胶3 个因子组成，载荷分别为0.588、0.526、0.552；主成分3 主要由果实单果质量、可食率、果胶和维生素C 4 个因子组成，载荷分别为0.464、0.575、0.462、0.556；主成分4 主要由果实可滴定酸、黄酮和总酚3 个因子组成，载荷分别为0.284、0.535、0.546。计算各处理主成分得分及综合得分，由表5可知，果实品质综合得分总体上表现为处理4 ＞处理5 ＞处理3 ＞处理2 ＞处理1，通过上述分析可得出所有处理中处理4 效果最佳。

表4 果实品质主成分载荷矩阵Table 4 Principal component load matrix of fruit quality

表5 主成分得分及综合得分Table 5 Principal component scores and comprehensive scores

3 结论与讨论

由于不同处理的微生物菌剂本身性质的差异，而在灰枣果实外观品质、营养品质等方面表现出明显的差异性。与常规处理相比，处理2（常规施肥+有机肥+N22P8P18K7）对枣果可滴定酸、纤维素、蛋白质、总酚含量提高效果最显著；处理3（常规施肥+有机肥+N22P8P18K11）对枣果葡萄糖、可溶性糖、糖酸比提高效果最明显，处理4（常规施肥+有机肥+N22P7P18K24）对枣果单果质量、横径、纵径、果形指数、含水率、可食率、果糖、蔗糖、果胶含量提高效果最显著；处理5（常规施肥+有机肥+N22P8P3K24）对枣果VC 含量提高了23.53%。综合而言，处理4（常规施肥+有机肥+N22P7P18K24）综合效果最优。

微生物肥料与化学肥料、有机肥料等的不同之处在于它是通过微生物的生命活动，改良土质、增进土壤肥力，为农作物生长发育提供充足的养分，促进其生长，并达到显著的提质增产效果[16-20]。大量研究报道中，在农作物栽培中配施微生物菌剂，对增加产量与提升品质有显著影响[21]。在农作物栽培中配施微生物菌剂，对增加产量与提升品质有显著影响。龙明华等使用微生物菌剂处理番茄、苦瓜等蔬菜后，发现蔬菜中的硝酸盐和有害元素含量均大幅下降，达到无公害质量标准要求；陈光等[22]研究复合微生物肥料对西瓜的影响，西瓜中VC 和糖分含量均有不同程度的提高；祝英等[23]采用拌种方式，发现微生物菌剂能提高当归种苗发芽率及幼苗质量；李保会等[24]的报道中，在连作草莓上施用适当浓度的菌肥，可以提高草莓的产量和质量。

果实品质直接决定着果农经济效益和果实的市场竞争力，它包括了果实的外观品质和内在品质，外观品质包括果实横径、纵径、果形指数和单果质量等，内在品质包括糖酸比、营养成分等，此外，可溶性糖含量、可滴定酸含量、糖酸比是影响水果风味品质和消费者选购的重要指标[25]。本研究表明，施入微生物菌剂，枣果单果质量、横径、纵径、果形指数、含水率、可食率、葡萄糖、蔗糖、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、纤维素、蛋白质、总酚含量显著增加；但与处理1 相比，其余处理果糖含量、果胶、VC 含量、黄酮含量增加幅度比较小。有研究表明，张宁等[26]认为施用微生物肥料后，桃、苹果等果树果实的含糖量和着色系数显著得到提高。配施微生物菌肥提高了库尔勒香梨的可溶性固形物、总糖含量，而果实酸度和硬度明显降低[27]，且改善了其外观品质[28]。陈永发等[29]认为相对于单施化肥，施有机肥+微生物菌剂不仅能显著增加脐橙产量和糖酸比，更能显著增加果实可食率和平均果重，提示配施菌剂对提高果实品质是有利的。

因时间和试验条件约束，本研究只对枣果部分品质进行了研究，并未对其他枣果品质进行更为全面的分析，在后续的研究影响枣果品质的实验中，可以增加更多的变量因子进行更加深入的研究。在菌株进行大田试验时，其机理还需要在微生物的根际定殖、微生物与灰枣的互作机制等方面进行深入研究。