发酵菌剂与秸秆生物反应堆复配对越冬番茄生长特性的影响

摘 要：为探讨适宜宁夏越冬番茄高效安全生产的发酵菌剂，以宁夏市场上广泛销售的5种秸秆菌剂为处理，研究玉米秸秆反应堆复配发酵菌剂对番茄植株生长和叶绿素荧光特性的影响。结果表明，YD（秸秆反应堆+远东秸秆生物发酵菌剂）、HN（秸秆反应堆+河南沃德秸秆生物发酵菌剂）、SD（秸秆反应堆+山东秸秸灵发酵复合菌剂）显著促进番茄植株生长，SD降低非光化学猝灭系数、表观光合电子传递速率和实际光化学量子产量，除BJ（秸秆反应堆+北京京圃园有机废料发酵菌剂）外其他菌剂均显著增加番茄产量，NX（秸秆反应堆+宁夏诺德曼发酵复合菌剂）和SD有利于宁夏越冬番茄高效安全生产。

关键词：秸秆反应堆；生物发酵菌剂；越冬番茄

中图分类号：S641.2 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2014）18-0041-05

秸秆还田技术是把秸秆直接或堆积腐熟后施入土壤中，以改善土壤理化性状、增强土壤肥力的一种方法。近年来，众多学者围绕秸秆还田对土壤的改良培肥作用以及对作物产量的影响进行了大量的研究，结果证明，有机物料富含各种养分和生理活性物质，能够改善土壤物理性状，补充土壤养分，促进难溶性养分转化，提高土壤有效养分含量[1，2]。有机物料腐熟菌剂具有分解、腐熟有机物料，使有机物料转化成有机肥的作用，同时具有协助作物吸收营养、增进土壤肥力、增强植物抗病和抗干旱能力、减少化肥使用、促进农作物废弃物腐熟和开发利用、保护环境以及提高农作物产品品质和食品安全等多方面的功效[3]。在秸秆腐熟过程中，通常会使用一些秸秆腐熟菌剂，它在适宜的条件下，可以产生大量有益微生物，加速农作物秸秆的腐解，将秸秆中所含的有机质及磷、钾等元素转化为土壤养分，从而改善土壤理化性状，增强土壤酶活性，提升土壤肥力，进而减少化肥使用量[4]。目前宁夏市场上的秸秆生物发酵菌剂品种繁多，而哪种更适宜作为越冬茬番茄内置秸秆反应堆的添加菌剂改善作物生长，目前鲜有报道，因此，本试验以越冬番茄为材料，以不添加秸秆和添加秸秆不加菌剂为双对照，以市场上广泛销售的5种微生物菌剂为处理，研究不同微生物菌剂对越冬番茄生长和叶绿素荧光特性的影响，筛选出适宜在宁夏使用的秸秆腐熟菌剂，为宁夏越冬番茄优质高效安全生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为宝罗塔。试验用微生物菌剂分别为北京京圃园有机废料发酵菌剂（粉剂，菌种含量20亿个/g）、山东秸秸灵秸秆发酵复合菌剂（粉剂，菌种含量20亿个/g）、宁夏诺德曼发酵复合菌剂（液态，菌种含量20亿个/mL）、河南沃德秸秆生物发酵菌剂（液态，菌种含量20亿个/mL）、远东复合菌剂（液态，菌种含量20亿个/mL）。

1.2 试验设计

试验于2013年10月至2014年3月在宁夏大学农科实训基地日光温室内进行。温室长45 m，跨度7.5 m，脊高3.0 m，供试温室耕层土壤为壤土。

试验设7个处理。CK1，不加入秸秆反应堆+不加菌剂；CK2，秸秆反应堆+不加菌剂；SD，秸秆反应堆+山东秸秸灵发酵复合菌剂，施用量为8 g/m2；NX，秸秆反应堆+宁夏诺德曼发酵复合菌剂，施用量为8 mL/m2；HN，秸秆反应堆+河南沃德秸秆生物发酵菌剂，施用量为8 mL/m2；YD，秸秆反应堆+远东秸秆生物发酵菌剂，施用量为8 mL/m2；BJ，秸秆反应堆+北京京圃园有机废料发酵菌剂，施用量为8 g/m2。3次重复，共21个小区，每小区7个栽培畦，小区长5.2 m、宽5.6 m，采取宽窄行高畦栽培，大行距80 cm，小行距50 cm，株距35 cm。地膜覆盖栽培，定量灌水带膜下浇灌。选取长势一致的番茄幼苗定植，定植时间为2013年10月14日，2014年3月13日拉秧。

1.3 测定项目

①越冬番茄生长状况 从2013年10月23日起对番茄生长状况进行测量，定植至结果期，每1个月测量1次。株高为番茄生长点到茎基部的垂直距离，用卷尺测量；茎粗为子叶下1 cm的主茎粗度，用游标卡尺测定；统计直径大于2 cm的叶片数，用目测计数法测定。每处理选取9株进行测定。

②番茄光合相关性状测量 选取第5片功能叶片测定叶绿素含量，用SPAD-502叶绿素含量测定仪测定；叶绿素荧光为第5片功能叶的荧光参数，采用美国产OS5P便携式叶绿素荧光仪测定。测定前将叶片充分暗适应20 min，初始测定光为

8 μmol・m-2・s-1，饱和脉冲光为3 000 μmol・m-2・s-1，作用时间为1.4 s，每处理测定3片叶，重复3次[5]，测定时间分别为2013年11月17日和12月25日、2014年1月26日和3月13日。

③番茄产量 按小区进行测产，记录每次采收时商品果的质量，并换算成每667 m2的经济产量。

1.4 数据分析

试验数据采用Excel 2007软件进行处理，采用DPS 6.55统计软件进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 秸秆反应堆和菌剂对越冬番茄生长的影响

①株高 由表1可知，番茄定植1个月后（11月16日），SD株高极显著高于其他处理，其株高为44.64 cm，HN、NX、BJ处理株高均极显著低于对照CK1和CK2，YD与对照无显著差异；定植2个月后（12月15日），SD、YD株高极显著高于对照和其他菌剂处理，NX和BJ株高均显著低于CK1和CK2，HN与对照无显著差异。

②茎粗 由表2可知，番茄定植1个月后，YD茎粗显著高于CK1和CK2，显著高于除HN外的其他菌剂处理，且极显著高于BJ处理，SD、NX、BJ、HN处理间无显著差异；定植2个月后，BJ处理相对CK1茎粗显著降低，其他处理间无显著差异。

③叶片数 由表3可知，番茄定植1个月后，NX和BJ菌剂处理叶片数极显著低于其他处理，其他处理间无显著差异；定植2个月后，SD、HN、YD叶片数均显著高于CK1。

2.2 秸秆反应堆和菌剂对越冬番茄光合相关性状的影响

①叶绿素含量 叶绿素是植物光化学反应的指示物，利用植物体内叶绿素作为天然指针，探测植物光合状况以及各种外界因子对植物光合作用的影响[6，7]。由图1可知，定植1个月后，各处理间叶绿素含量无显著差异；定植2个月后，BJ菌剂处理叶绿素含量显著低于两对照，YD叶绿素含量显著高于CK2，其他菌剂处理与两对照间均无显著差异。

②叶绿素光合荧光参数 qP（光化学淬灭系数）是对原初电子受体QA氧化态的一种度量，代表PSⅡ反应中心开放部分的比例，可以反映光合电子链的电子传递速率及其参与CO2固定的效率[8]。由表4可见，定植1个月后（11月17日）CK2的qP值最大，CK1的最小，各菌剂处理qP值均显著高于CK1，且SD、NX、BJ达极显著水平；番茄结果初期（12月25日），NX和BJ菌剂处理qP值显著高于CK1，而与CK2无显著差异，其他菌剂处理与CK1无显著差异；结果盛期（1月26日）SD菌剂处理qP值显著低于其他处理，NX菌剂处qP值显著高于CK1和CK2；拉秧期（3月13日），SD菌剂处理显著显著低于CK1和CK2，HN菌剂处理显著低于CK1。

qN（非光化学淬灭系数）反映的是天线色素吸收到光能不能用于电子传递而以热的形式耗散掉的光能部分，而热耗散是植物保护PSⅡ的重要机制[9]。由表5可知，11月17日CK2的qN值最高，NX和BJ处理qN极显著高于CK1；12月25日，BJ的qN显著高于CK2，其他菌剂处理间无显著差异，且与CK1差异不显著；翌年1月26日，NX的qN显著高于CK2，其他处理与CK1差异不显著，BJ、HN、YD的qN值显著高于CK2；3月13日，SD的qN值极显著低于其他处理，其他菌剂处理与CK2差异不显著。

表观光合电子传递速率（ETR）反映实际光强下的表观电子传递效率[9]。由表6可知，11月17日，除SD处理外，其他处理ETR值极显著高于CK1，NX处理ETR值最高，且与CK2差异达极显著水平，HN、SD、YD处理显著低于CK2；12月25日，NX和BJ的ETR值显著高于其他处理，HN的ETR值最低；翌年1月26日，SD显著低于CK1，其他各菌剂处理间无显著差异，CK2极显著低于CK1；3月13日，SD极显著低于其他处理，YD和NX极显著低于CK2，其他处理间差异不显著。

由表7可知，11月17日，NX菌剂处理的Yield值（实际光化学量子产量）最高，且极显著高于其他处理，各菌剂处理的Yield值均极显著高于CK1；12月25日，NX、BJ的Yield值显著高于两对照，其他菌剂处理与对照均无显著差异；翌年1月26日，NX、BJ、YD菌剂处理Yield值均显著高于CK2，但与CK1差异不显著；3月13日，SD的Yield值极显著低于两对照，其他菌剂处理间差异不显著。

2.3 秸秆反应堆和菌剂处理对番茄产量的影响

由图2可知，秸秆反应堆和菌剂处理对番茄产量影响显著，番茄产量从高到低为NX>HN>SD>YD>CK2>CK1>BJ，其中NX菌剂处理的番茄产量最高，其产量为4 009.05 kg/667 m2，HN与NX菌剂处理无显著差异，SD、YD菌剂处理的番茄产量显著低于NX菌剂处理，且显著高于CK1，而BJ菌剂处理的番茄产量显著低于CK2，而与CK1无显著差异。

3 讨论与结论

我国秸秆年产量达7亿多t，农民在解决废弃秸秆时多采用焚烧，综合利用和再利用率低，造成了环境的污染和资源的浪费[10]。作物残体还田对农业土壤起重要的作用，因为它能为土壤提供可速效利用的碳和氮，且提供其他养分，提高土壤肥力[11]。

本试验结果表明，秸秆生物反应堆技术与微生物菌剂共同施用能有效改善越冬番茄植株的生长状况，其中，定植2个月后，SD的株高比CK1高17.12 cm，差异达极显著水平，极显著高于CK2，差值为15.48 cm，YD处理与SD无显著差异，其株高也极显著高于CK1和CK2；除BJ外，其他菌剂处理与对照无显著差异，且除BJ外，其他菌剂处理叶片数显著高于CK1。可能是秸秆腐熟菌剂促进秸秆腐熟，提高土壤温度，为番茄生长提供相对适宜的环境，并为植株生长提供，足够的养分，进而促进植株的生长。定植2个月后，YD的叶绿素含量显著高于CK2。通过对番茄叶片的叶绿素荧光参数的测量分析，结果表明，各菌剂处理对qP影响不大，BJ、YD、NX处理的番茄对弱光下的胁迫抗性增强，其qP、ETR和Yield值在一定程度上与对照相比显著增加。NX、HN、YD、SD、CK2均相对CK1显著增加越冬番茄产量，说明添加秸秆生物反应堆以及反应堆复配腐熟菌剂均能提供适宜越冬番茄生长的环境，而相较CK1，BJ处理对越冬番茄的产量无显著影响。

综上所述，YD、HN、SD不同程度促进番茄植株生长和增加越冬番茄产量，且SD利于提高越冬番茄的抗低温能力，NX最利于促进越冬番茄增产，因此NX和SD最适宜宁夏越冬番茄高效安全生产。

参考文献

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