利用益生菌提高杨梅树有机肥肥效试验

姜路花， 吴雅兰， 邹新红， 洪俊翔， 姜维祥， 余挺*

(1.淳安县农业农村发展服务中心，浙江 淳安 311700； 2.浙江大学 生物系统工程与食品科学学院，浙江 杭州 310058；3.上海环牧星生物科技有限公司， 上海 201900； 4.淳安县汾口镇农业综合服务中心，浙江 淳安 311700；5.淳安县千优尤农业开发有限公司，浙江 淳安 311700)

杨梅属于杨梅属常绿乔木，又称圣生梅、树梅，是浙江省重要的农业作物，种植面积约8.93万hm2，年产量已超过65万t，产量和种植面积均居全国前列，有“世界杨梅看中国，中国杨梅看浙江”的美称[1-3]。杨梅果实具有独特的酸甜味和细腻的风味，除了新鲜食用外，还被加工成果汁或果酱等。同时杨梅的果实、叶子、树枝和树皮在中国传统医学上被用作治疗肠胃疾病，如腹泻和肠胃炎的民间药物[3]。杨梅因其极高的食用价值与药用价值深受消费者喜爱。

随着可持续农业的发展，研究人员发现益生菌肥料在农业种植上有着高效、无公害、成本低的优势，并有改善土壤微生态、土壤肥力与提高益生菌农产品品质的巨大应用价值[4-5]。目前，微生物肥料已在农业种植上逐渐受到重视。为测试本实验室自制益生菌肥料在杨梅果树种植上的应用效果，本研究探索了施用益生菌有机肥后杨梅的土壤相关指标与氨基酸含量变化趋势，以期为科学施用益生菌肥料与其在杨梅果树上的应用推广提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

高压蒸汽灭菌锅(Panasonic公司)、超纯水仪(杭州永洁达净化科技有限公司)、BSA223S电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司)、日立L8900全自动氨基酸分析仪检测、色谱柱：Na+型阳离子交换柱(4.6 mm ID×60 mm，3 μm颗粒)、离子交换树脂、检测器为紫外可见光检测器、显色剂为茚三酮/醋酸钠缓冲液、缓冲液系统为柠檬酸缓冲液B1(pH 3.2)，B2(pH 3.0)，B3(pH 4.0)，B4(pH 4.9)；缓冲液流速0.4 mL·min-1。

1.2 实验地点、果园基本情况与实验方法

杨梅树测试在淳安县千优尤农业开发有限公司荸荠种杨梅园进行。杨梅树于2008年种植，已进入盛果期。果园土层深厚，黄壤土。年施肥3次，基肥于10—11月施用，羊粪25 kg·株-1；壮果肥5月份施，15∶5∶25高钾复合肥2.5 kg·株-1；采果肥于7月上旬施用，15∶5∶25高钾复合肥3 kg·株-1。测试前果园0～20 cm土壤有机质4.384%，有效硼0.799 2 mg·kg-1,有效锌28.818 8 mg·kg-1，有效锰35.460 44 mg·kg-1，有效钙3 041.272 mg·kg-1，有效镁134.82 mg·kg-1，速效氮190.88 mg·kg-1，速效磷206.12 mg·kg-1，速效钾492.3 mg·kg-1, pH 5.25; 20～40 cm土壤有机质4.244%，有效硼0.836 8 mg·kg-1,有效锌90.488 8 mg·kg-1，有效锰41.663 2 mg·kg-1，有效钙3 851.566 mg·kg-1，有效镁158.96 mg·kg-1，速效氮168.36 mg·kg-1，速效磷189.26 mg·kg-1，速效钾449.22 mg·kg-1, pH 5.518。本次试验共设2个处理，每个处理重复3次，每个处理5棵杨梅树。水分管理和病虫害防治根据情况按常规进行。

对照处理为仅常规处理，益生菌处理为底肥每个月施用一次，用量每次20 mL原液加水10 kg稀释然后树盘浇施。试验从2020年11月开始，施肥到2021年5月结束，杨梅果树6月7日取样进行测定。益生菌由上海环牧星生物科技有限公司提供。

1.3 杨梅树土壤指标测定

水解性氮：用1.8 mol·L-1氢氧化钠溶液处理土壤，在扩散皿中，土壤于碱性条件下进行水解，使易水解态氮经碱解转化为铵态氮，扩散后由硼酸溶液吸收，用标准酸滴定，计算碱解氮的含量。

有效磷：在酸性环境中，正磷酸根和钼酸铵反应生成磷钼杂多酸络合物[H3P(Mo3O10)]，在锑试剂存在下，用抗坏血酸将其还原生成蓝色的络合物再进行比色。

速效钾：称取过2 mm筛的风干土样5.00 g于浸提瓶中，加50.0 mL 1 mol·L-1乙酸铵溶液,盖紧瓶塞，摇匀，在20～25 ℃下，150～180 r·min-1振荡30 min，立即过滤。

有机质：在加热条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸溶液氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液滴定，由消耗的重铬酸钾量按氧化校正系数计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质含量。

水分：称取过2 mm筛的风干土样按土水质量体积比1∶5稀释，称取10 g土壤样于塑料杯中，加入50 mL纯水，捣碎搅拌3 min，分别测pH、电导率(EC)值。

1.4 杨梅平均单果重测定

挑选未处理与益生菌处理后的杨梅各10个为一组称量，重复3次。

1.5 杨梅氨基酸测定

准确称取固体样品50～200 mg，小心加入水解管中，尽量防止挂壁，小心加入1∶1的分析纯盐酸(约6 mol·L-1) 4 mL，氮吹仪吹氮气15 min后封管。将封管的样品置烘箱中110 ℃水解22～24 h后，取出冷却开管。样品定容至100 mL。准确吸取定容后的样品2 mL，置氮吹仪上脱酸。温度60 ℃，脱至干燥。准确加入0.02 mol·L-12 mL HCl旋涡器上混匀,过0.22 μm过滤小柱，上机。

1.6 数据处理

所有实验均测定3次，结果取平均值，用Graphpad Prism 8 软件统计实验结果及作图，结果采用平均值±标准差表示，并采用SPSS检验进行数据的显著性分析，P<0.05 表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 益生菌有机肥处理后杨梅树土壤指标

施用益生菌有机肥后杨梅树土壤中水解性氮为161.9 mg·kg-1,有效磷为129.2 mg·kg-1,速效钾为249 mg·kg-1，有机质为35.2 g·kg-1，风干后水分为28.14 g·kg-1。土壤中的水解性氮也称作碱解氮，也叫有效氮，能反映土壤近期内氮素供应情况，包括无机态氮(如铵态氮、硝态氮)及易水解的有机态氮(如氨基酸、酰胺和易水解蛋白质)[6]。土壤有效氮量与作物生长关系密切，因此其在推荐施肥中具有重要意义。不同土壤水解性氮含量差异巨大，土壤水解性氮100 mg·kg-1为丰富，本文中的杨梅树土壤水解性氮达到161.9 mg·kg-1，说明土壤营养丰富。土壤全磷含量的高低，受土壤母质和成土作用特别是耕作施肥的影响很大，但全磷含量高的土壤，有效磷含量不一定高。有效磷是土壤磷库中对作物生长有直接效果的部分，可直接被作物吸收利用，是代表土壤供磷能力高低的重要指标[7]。经检测，杨梅树土壤含有效磷量为129.2 mg·kg-1，属于正常含磷量的大棚营养土壤。速效钾，是指土壤中易被作物吸收利用的钾素。速效钾含量是表征土壤钾素供应状况的重要指标之一[8]。同时，土壤中钾的作用要在满足氮和磷含量下才能充分显现出来，本文在使用益生菌有机肥后土壤中具有丰富的氮、磷元素，因此249 mg·kg-1速效钾在含量极高的同时也能充分发挥功效。土壤有机质含量一般指单位体积土壤中含有的各种动植物残体与微生物及其分解合成的有机物质的数量，是表征土壤肥力的重要指标之一[9]。本文杨梅土壤有机质为35.2 g·kg-1，其百分比含量为3.52%，而一般土壤中有机质含量仅在1.5%～3.0%左右，说明施加益生菌有机肥后的杨梅土壤属于富含有机质土壤，是营养丰富的高质量土壤。土壤风干后水分为28.14 g·kg-1，其百分比含量为2.81%，属于正常范围。综上，结合土壤中各个营养元素、有机质和风干后水分表征，均显示施用益生菌有机肥后土壤营养丰富，适合植物生长利用，有利于提高杨梅果实产量、风味与品质。

土壤pH又称土壤酸碱度，是土壤重要的基本性质之一，其参与了土壤中众多的化学反应，对微生物生长与土壤性质产生影响。土壤EC值即土壤电导率，EC值与土壤水溶性盐含量呈正比。经检测，本文中杨梅土壤pH为4.806，低于5，属于酸性土壤[10-13]，EC值为283.37 μS·cm-1。这可能是施用益生菌有机肥后，益生菌进行生物代谢，产生了乳酸等酸性代谢物，从而使得土壤变酸。同时益生菌将土壤中的大分子营养物质进行分解，使得植物对营养物质吸收利用率增高。因此在种植杨梅时，应考虑代谢不会使土壤变酸的益生菌种会更加符合实际应用。

2.2 杨梅平均单果重

对收获后的果实，测试杨梅果实的平均单果重和氨基酸含量。具体结果如下。从图1可以看出，施用益生菌处理后的平均单果重提高13%，显著提高了杨梅的平均单果重。杨梅的平均单果重可以从侧面反应杨梅的产量，平均单果重越重则说明产量越高，说明施用益生菌有机肥可以显著提高杨梅果实质量与产量，改善果实品质，实现杨梅果实增产的目标。

图1 各处理杨梅的单果重

2.3 益生菌有机肥处理后杨梅氨基酸的比较

对氨基酸的测试结果表明(表1)，杨梅益生菌处理和对照均含有常见的17种氨基酸(包括8种必需氨基酸、9种非必需氨基酸)。其中对照组杨梅氨基酸总量6 700.25 mg·kg-1；处理组杨梅氨基酸总量7 008.55 mg·kg-1，总氨基酸含量提高了4.60%。总氨基酸含量增高对风味和营养价值均有提高作用，因此说明处理后的杨梅比处理之前风味和营养价值显著提升。

表1 杨梅氨基酸分析

谷氨酸和天冬氨酸作为鲜味氨基酸均有增加，其中谷氨酸增加了16.90%，在所有氨基酸中增加比例最高，因此杨梅处理后鲜味口感方面会较好。异亮氨酸、甘氨酸和精氨酸三种氨基酸有不同程度的减少，其中异亮氨酸减少比例最大，减少了16.10%。

3 小结

施用益生菌有机肥后杨梅土壤中的水解性氮为161.9 mg·kg-1,有效磷为129.2 mg·kg-1,速效钾为249 mg·kg-1，有机质为35.2 g·kg-1，风干后水分为28.14 g·kg-1，属于高质量、营养丰富的土壤，适合杨梅果树生长利用。但土壤pH为4.806，低于5，属于酸性土壤，因此在使用益生菌有机肥后要提高土壤pH，或使用生长代谢不产生酸性物质的益生菌，以避免土壤严重酸化。益生菌有机肥处理后的杨梅果实平均单果重较未处理组提高13%，说明处理后杨梅果实生长更好，单果重更重，侧面说明杨梅产量得到提高。益生菌有机肥处理后杨梅总氨基酸含量提高了4.60%，说明利用益生菌有机肥可以显著提高果实质量与风味，其中尤其是谷氨酸作为鲜味氨基酸均有大幅度的增加，增加了16.90%，在所有氨基酸中增加比例最高，这也说明了施用益生菌有机肥后杨梅鲜味增加，口感方面会更加丰富，杨梅品质提升。