瑞康盾微生物菌剂在秋季连作西瓜上的应用效果研究

冯汝超，刘哲，郭绍贵，张丽娜，张洁，沈峰，郑佳秋，梅燚*

(1.江苏沿海地区农业科学研究所，江苏 盐城 224002；2.北京市农林科学院蔬菜研究中心 农业农村部华北地区 园艺作物生物学与种质创制重点实验室 北京蔬菜种质改良实验室，北京 100097)

西瓜(Citrulluslanatus)是葫芦科(Cucurbitaceae)西瓜属(Citrullus)一年生草本植物，在我国栽培历史悠久。目前我国西瓜种植和消费均位居世界首位[1-2]，2020年联合国粮农组织(FAO)统计数据库显示，我国西瓜收获面积约为140.6万hm2，占世界总面积的46.04%，总产量约为6 024.7万t，占全球总产量的59.29%。随着西瓜种植面积逐年扩大，连作、重茬等问题接踵而至。西瓜的连作障碍问题严重制约着西瓜产业的健康发展。引起西瓜连作障碍的原因主要有以下三大原因：西瓜根系自毒作用、土壤微生物失衡、土壤理化性质恶化[3-5]。而微生物菌剂的使用可在一定程度上缓解这一问题[6]。

微生物菌剂是指有益微生物经过工业化的扩繁加工制成的活菌菌剂。其原理是其中的有益微生物通过定殖于植物根系周围及土壤中，改善土壤理化性质、提高土壤肥力、抑制病原物生长等方面，起到调节作物生长和促进土壤健康等作用[7-8]。微生物菌剂具有改善土壤结构，提高肥力，促进作物生长发育的作用。吴林土等[9]通过对土壤严重酸化的茶园连续施用微生物菌剂，发现菌剂能有效改善茶园土壤酸化，显著提高土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等土壤养分指标；王丽丽等[10]研究表明，微生物菌剂施用于番茄种植土壤中，能够显著提高株高、茎粗、可溶性固形物含量和维生素C(VC)含量等，对番茄的产量和品质也具有明显的提升效果。微生物菌剂可分泌生物激素，提高产量与品质。Weselowski等[11]研究发现，多粘类芽孢杆菌可分泌IAA和ACC脱氨酶等植物生长调节物质，有效促进黄瓜、番茄等作物生长；复合微生物菌剂灌根处理下，黄瓜的VC、可溶性蛋白、可溶性糖含量显著高于对照处理，增幅分别达13%～27%、35%～63%、19%[12]。微生物菌剂在增强抗性，防治病虫害等方面具有重要作用。丁钱华[13]通过将微生物菌剂用于秸秆还田后小麦种植，发现微生物菌剂能够激发小麦免疫基因的表达，从而增强小麦抗病性、达到可观的病害防治效果；赵俊武[14]研究发现，枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌组合的微生物菌剂可显著提高大白菜茎基粗、单株重和产量，对大白菜霜霉病有明显的防治效果，且这些作用正逐渐被人们所关注。

本试验以一种自主研发的以贝莱斯芽孢杆菌BR11为主效菌种的瑞康盾微生物菌剂为研究对象，研究该微生物菌剂对西瓜栽培的促生方面，提高产量和品质，以及对西瓜植株生长和果实的影响，进而验证该微生物菌剂能否有效缓解西瓜连作障碍，促进生长发育，增加产量，提高品质。为该微生物菌剂在西瓜栽培上的应用奠定基础，对西瓜高效栽培具有实践指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验地点

该试验于2022年8—10月在江苏沿海地区农业科学研究所南洋试验场智能温室大棚内进行。试验地土壤肥力中等，已连续两年种植自根苗西瓜。

1.2 供试材料

供试西瓜品种为京嘉301，由京研益农(寿光)种业科技有限公司提供，培育自根苗定植；供试肥料为微生物菌剂，水剂，有效活菌数(枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌)≥10.0亿·mL-1；常规肥料为45%的硫酸钾型复合肥料(N、P2O5、K2O分别为15%)和有机肥，沃夫特60%大量元素水溶肥料(N、P2O5、K2O分别为20%、20%、20%)和58%大量元素水溶肥料(N、P2O5、K2O分别为16%、6%、36%)。

1.3 试验设计

试验设置2个处理，空白对照组(CK)为常规施肥+清水处理；试验处理组(T)为常规施肥+瑞康盾微生物菌剂。栽培设施为标准钢架大棚，试验用地长40 m，宽6 m。株距0.3 m，行距3.0 m，一个小区定植45株，667 m2定植750株，采用随机区组设计，3次重复。在常规施肥的基础上，试验处理组(T)分别在8月8日西瓜定植后的8月9日、9月9日冲施微生物菌剂，667 m2用量为1.0 L，兑水稀释300倍，在10月9日喷施微生物菌剂，667 m2用量为0.5 L，兑水稀释100倍；空白对照组(CK)在同一时期冲施和喷施等量清水。栽培管理采用爬蔓栽培方式。整个试验均采用统一田间管理和农艺措施。

1.4 项目测定及方法

植株生长指标测定。在微生物菌剂每次施用经过10 d后，在每个小区随机选择5株，记录叶片数，用直尺和游标卡尺测定其茎粗、株高或蔓长、节间长，第一朵雌花开放后记录第一雌花节位，每个处理重复3次，取平均值。

果实产量、性状和品质测定。在果实采收期，在每个小区随机选择5个西瓜，用天平称取单果重，计算小区产量，折合667 m2产量；用直尺测量其皮厚、纵径、横径，计算果形指数；用糖度仪测定其中心和边缘部位可溶性固形物含量。

2 结果与分析

2.1 瑞康盾微生物菌剂对西瓜植株生长的影响

由表1和2可知，瑞康盾微生物菌剂对秋季连作西瓜生长有一定的促进作用。与CK相比，瑞康盾微生物菌剂的处理提高了伸蔓期和膨果期西瓜的平均茎粗、节间数、叶片数、主蔓长、节间长，伸蔓期的平均茎粗、节间数、叶片数、主蔓长、节间长分别比CK提高了1.20%、8.86%、6.71%、15.47%、4.00%，膨果期的平均茎粗、节间数、叶片数、主蔓长、节间长分别比CK提高了4.55%、11.18%、11.59%、5.45%、9.33%，CK和T在伸蔓期的平均主蔓长呈现显著差异，T较CK增加了16.4 cm，说明瑞康盾微生物菌剂在生长前期能有效促进西瓜进行营养生长。但T第一雌花节位较CK靠后，可能由于前期促生效果明显，生长速度较快导致。促生效果可能是由于微生物菌肥对西瓜植株根系生长的促进而实现的，具体作用机制有待进一步试验研究。

表1 瑞康盾微生物菌剂对伸蔓期西瓜生长指标的影响Table 1 Effect of Ruikangdun microbial agent on the growth indicators of watermelon during the vine extension period

表2 瑞康盾微生物菌剂对膨果期西瓜生长指标的影响Table 2 Effect of Ruikangdun microbial agent on the growth indicators of watermelon during the fruit enlargement period

2.2 瑞康盾微生物菌剂对西瓜性状和产量的影响

表3为成熟期的性状和产量数据，由表可知，瑞康盾微生物菌剂的处理可以明显促进果实膨大以提高秋季连作西瓜的产量。果形和果形指数显示，该品种果实周正性好。T平均纵径和横径分别较CK增大1.40 cm和0.92 cm。T平均单果重为3.145 kg，较CK重0.414 kg；T平均小区产量为141.53 kg，较CK增产18.63 kg；T平均折合667 m2产量达2 358.75 kg，较CK增产310.5 kg，增产率达15.16%。结果表明，瑞康盾微生物菌剂可以显著促进果实膨大以提高秋季连作西瓜的果实产量。

表3 瑞康盾微生物菌剂对西瓜果实性状和产量的影响Table 3 Effect of Ruikangdun microbial agent on fruit characters and yield of watermelon

2.3 瑞康盾微生物菌剂对西瓜营养品质的影响

由表4可知，瑞康盾微生物菌剂不但能提高秋季连作西瓜果实可溶性固形物含量，还能增加西瓜果实的瓜皮厚度，以提高耐储运性。T平均皮厚比CK大0.06 cm，较CK增厚了6.90%。T中心和边缘部位平均可溶性固形物含量分别比CK提高了1.2百分点和0.1百分点。结果表明，瑞康盾微生物菌剂可以提高秋季连作西瓜果实的品质。

表4 瑞康盾微生物菌剂对西瓜营养品质的影响Table 4 Effect of Ruikangdun microbial agent on the nutritional quality of watermelon

3 讨论

土壤微生物是土壤中活的有机体，其在养分循环、维持土壤结构等方面起着至关重要的作用，在植物生长方面的作用显著，是植物生长必不可少的基础[15-17]。微生物菌剂中的主要微生物可以通过促进土壤中物质的转化、增加植物对营养物质的吸收、提升植物活力、调节植物生长以及防治作物病虫害等方式发挥作用，达到促进植物生长的效果，并最终反映在作物产量与品质上[18]。王丽丽等[10]研究发现，施用微生物菌肥和菌剂能促进番茄植株生长，增加番茄产量，提高果实品质。张志鹏等[19]的研究表明，复合微生物菌剂在改善黄瓜品质、降低黄瓜发病率、提高黄瓜产量上均具有显著的功效。

本研究表明，瑞康盾微生物菌剂的处理(T)可以促进秋季连作西瓜的植株生长，伸蔓期的平均茎粗、节间数、叶片数、主蔓长、节间长分别比CK提高了1.20%、8.86%、6.71%、15.47%、4.00%，膨果期的平均茎粗、节间数、叶片数、主蔓长、节间长分别比CK提高了4.55%、11.18%、11.59%、5.45%、9.33%。瑞康盾微生物菌剂可以提高秋季连作西瓜的产量，T平均折合667 m2产量达2 358.75 kg，较CK增产310.5 kg，增产率达15.16%。T平均皮厚比CK厚0.06 cm，较CK增厚了6.90%。T中心和边缘部位平均可溶性固形物含量分别比CK提高了1.2百分点和0.1百分点。产量和品质的提高也增加了农户的经济效益。分析其原因可能是，瑞康盾微生物菌剂中的功能微生物(贝莱斯芽孢杆菌BR11)进入土壤中要与土壤中原有的微生物竞争位点，然后开始大量繁殖，进而改善土壤微生物区系，因此，对作物品质和产量的提高往往在中后期体现出来。

4 结论

综上所述，在秋季连作西瓜伸蔓期，施用瑞康盾微生物菌剂可以促进植株生长发育，增加茎粗、节间数、叶片数、主蔓长等；在膨果期，瑞康盾微生物菌剂处理能增加西瓜果实的产量，并且提高西瓜果实的品质。