不同種類生物菌肥及用量對獼猴桃果實品質的影響

包昌艷，趙 晉，賀占雪，范永福，姜存良，鄧 浪，周 軍，王連春，*

（1.西南林業大學林學院，云南 昆明 650224；2.云南省森林資源培育與利用協同創新中心，云南 昆明 650224；3.北方民族大學生物科學與工程學院，寧夏 銀川 750021；4.大理州農業科學推廣研究院經濟作物研究所，云南 大理 671600）

獼猴桃作為新型保健佳果，具有獨特的口感和風味，深受消費者喜愛，目前世界各地獼猴桃產業正迅速發展。我國是獼猴桃原產國，也是世界上栽培面積最大的國家。獼猴桃已成為農民創收的重要特色產業，但隨著栽培面積持續擴大、連作障礙、栽培技術落后以及果農習慣使用化肥來促進高產等影響，致使獼猴桃優質果較少，種植園區土壤條件也日趨惡化，嚴重制約獼猴桃鮮果的內銷與出口。對現有的獼猴桃栽培加強管理，科學合理施肥，提升品質，增加產量是目前獼猴桃產業發展的重點之一［1］。隨著人們對環境安全和食品安全的重視，生物菌肥作為生物技術和農業生產發展的重要肥源［2］，在農業生產中發揮愈加明顯的生態效益［3］，再次成為國內外研究的熱點，生物菌肥的應用也為優質獼猴桃的綠色生產提供了更多可能。

生物菌肥是含有活體微生物的功能性肥料，具有促進植物生長、改良土壤、防治病菌等多重效應，在食品安全、節約肥料資源方面具有不可替代的地位［1］。已有研究表明，施用微生物肥料能降低草莓酸含量，提高糖酸比、Vc含量等［4］；施用木美土里微生物菌肥能夠顯著促進蘋果樹根系生長，提高坐果率和平衡樹勢［5］；增施解磷菌肥能夠顯著提高蘋果產量和改善蘋果品質［6］，增施微生物菌肥能夠提高庫爾樂香梨的產量，降低香梨果實硬度和酸度［7］；SC27微生物土壤增肥劑能夠促進柑橘增產7.2%～23.4%，同時顯著提高柑橘果實單果重、糖酸比、可溶性固形物及Vc含量等［8］，此外，生物菌肥施入土壤后，還可有效防治香蕉、梨、西瓜等多種果樹病害［9-11］。生物菌肥作為一種新型肥料，在眾多果樹栽培應用中已取得一定成效，但其在獼猴桃品質提升方面的相關報道較少，尤其針對不同生物菌肥之間的應用效果有何區別，不同生物菌肥施用量的效果是否不同等問題尚未見相關報道。故本試驗以“貴長”獼猴桃為研究對象，通過設置不同生物菌肥及施肥量在獼猴桃上的田間肥效試驗，探討不同生物菌肥及施肥量對獼猴桃果實品質的影響，并采用主成分分析法對各施肥處理進行綜合評價，提出最優方案，以期為生物菌肥在當地獼猴桃施肥管理上的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

以云南省安寧市八街鎮云南禾旭農業開發有限公司獼猴桃園3年生的“貴長”獼猴桃（初果期）為試驗材料，棚架式栽培模式，栽植密度為2500株/hm2。于2018～2019年進行試驗，該區屬中亞熱帶低緯度高海拔地區，年均日照2327.5 h，年均氣溫14.9℃，無霜期平均232 d，年降水量1087.2 mm。試驗地土壤為紅壤，土壤基本性質如下：0～20 cm土層pH值為6.8，有機質19.16 g/kg，堿解氮78.93 mg/kg，有 效 磷13.86 mg/kg，速 效 鉀172.74 mg/kg；20～40 cm土層pH值為6.9，有機質13.93 g/kg，堿解氮38.5 mg/kg，有效磷4.67 mg/kg，速效鉀73.36 mg/kg。

供試肥料如表1所示，以下生物菌肥均為顆粒固體肥料，其中菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ由金正大生態工程集團股份有限公司提供，菌肥Ⅱ由安徽綠魔羅有限公司提供。

表1 供試肥料

1.2 試驗方法

試驗采用田間隨機區組設計，以菌肥種類和施肥量為影響因素，采用上述3種菌肥，施肥量分別為3、6和9 kg/株，不施肥作對照（表2）。每個小區3株，重復3次，小區之間設保護行。于獼猴桃休眠期采用條施法一次性將肥料施入，在供試樹體兩側約50 cm開條狀溝（深20～30 cm，寬20 cm）后均勻撒施肥料，覆土平整，其他管理保持一致。

1.3 測定指標與方法

于獼猴桃果實成熟期采樣，每個小區隨機稱取10個不同果實的單果質量，并用電子游標卡尺測量其橫徑、側徑、縱徑，計算果形指數（果形指數=橫徑/縱徑）；可溶性固形物含量采用數字手持袖珍折射儀（PIL-1-3810，日本ITIGO中國分公司）測定；可滴定酸、Vc含量、還原糖、可溶性糖和可溶性蛋白含量依據《果蔬采后生理生化試驗指導》測定［12］；糖酸比=可溶性糖/可滴定酸。

表2 試驗各施肥處理組合

1.4 數據分析

采用Excel 2010進行基礎試驗數據處理，采用SPSS 20.0進行方差分析和主成分分析，利用軟件Canoco 4.5進行主成分二維排序制圖。

2 結果與分析

2.1 生物菌肥種類對獼猴桃果實品質的影響

對不同生物菌肥的應用效果進行對比分析（表3）表明，與CK相比，3種菌肥處理下果實橫徑、側徑及果形指數均無顯著性差異，可滴定酸顯著低于CK，其余指標均顯著高于CK。但3種菌肥處理對單果重、縱徑、可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量及可溶性蛋白含量的影響均無顯著差異，菌肥Ⅲ處理下單果重和縱徑最大，較CK分別極顯著增加23.33%和11.05%；菌肥Ⅱ處理下可溶性固形物含量、VC含量及還原糖含量最高，較CK分別顯著增加21.06%、49.72%和31.45%；菌肥Ⅰ處理下可溶性蛋白含量最高，比CK極顯著提高了44.23%。而3種菌肥對果實可滴定酸含量、可溶性糖含量及糖酸比影響不一，且差異顯著；菌肥Ⅰ、菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ處理的可滴定酸含量平均較CK極顯著降低27.11%、9.04%和17.47%，表現為CK>菌肥Ⅱ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅰ；可溶性糖含量分別較CK極顯著增加63.41%、31.33%、39.10%，表現為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ>CK；糖酸比分別較CK顯著增加了139.58%、45.00%、74.58%，也表現為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ>CK。綜上，3種生物菌肥對獼猴桃果實可滴酸含量、可溶性糖含量及糖酸比影響差異顯著，但對其余指標影響無顯著差異，說明3種生物菌肥對獼猴桃果品的應用差異主要表現在影響果實口感，以菌肥Ⅰ對果實口感改善效果最好，相比菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ，菌肥Ⅰ的可溶性糖含量、糖酸比平均顯著增加了21.00%、51.23%，可滴定酸含量平均降低了15.53%。

表3 不同生物菌肥對獼猴桃果實品質的影響

2.2 施肥量對獼猴桃果實品質的影響

對不同施肥量的效果差異進行分析（表4）可知，不同施肥量顯著改善了獼猴桃果實單果重及果品各營養指標。與CK相比，可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和糖酸比分別極顯著提高了19.19%、42.71%、35.91%、44.86%、42.31%和109.58%（均值），可滴定酸含量極顯著降低22.59%。各果品指標整體呈現隨施肥量增加而升高的趨勢，可滴定酸含量則隨施肥量增加而降低，但施肥量為6和9 kg/株時，各果品指標之間無極顯著差異。相比施肥量3 kg/株，當施肥6和9 kg/株時可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均極顯著提高。

表4 不同施肥量對獼猴桃果實品質的影響

同時，由圖1和圖2可知，同種菌肥處理時，各施肥量對果實營養品質影響顯著，施肥6和9 kg/株時各指標含量較高（M2與M3，T2與T3、K2與K3），且與施肥3 kg/株（M1、T1、K1）時差異顯著（可滴定酸除外）。施菌肥Ⅰ時，施3 kg/株（M1）的可滴定酸含量、可溶性蛋白含量與CK差異不顯著，其余指標均顯著提高；施菌肥Ⅱ時，隨施肥量增加，可滴定酸無顯著變化，且與CK無顯著差異，施3 kg/株（T1）時的糖酸比與CK也無顯著差異，其余指標較CK顯著提高；施菌肥Ⅲ時，除3 kg/株（K1）時的可滴定酸含量、還原糖含量和糖酸比外，其余指標均顯著高于CK。綜上，施肥量對果實品質影響顯著，3種菌肥隨施肥量的增加各指標變化規律基本一致，同種菌肥施肥9與6 kg/株時各果品性狀無顯著差異，說明施用生物菌肥應適量，避免造成浪費。

圖2 不同處理對獼猴桃營養品質的影響

2.3 不同處理對獼猴桃果實品質的影響及綜合評價

2.3.1 不同處理對獼猴桃果實品質的影響

從獼猴桃外觀品質（圖1）來看，與CK相比，各施肥處理可顯著提高獼猴桃單果質量，其中K2處理下單果質量最大，較CK顯著提高了30.03%；而果實橫徑、側徑、縱徑以及果形指數均高于CK處理，但并未達到顯著水平。就營養品質而言（圖2），生物菌肥處理下果實的可溶性固形物含量顯著高于CK，增幅為5.67%～26.65%，其中M2、M3、T2、T3、K2和K3處理時可溶性固形物含量較高，且顯著高于其余施肥處理；可滴定酸含量則相反，施用生物菌肥能降低其含量，M2、M3、K2和K3處理下可滴定酸含量較低，比CK分別顯著降低36.14%、30.72%、19.28%和28.92%；還原糖含量與可溶性蛋白含量在M2、M3、T2、T3、K2和K3處理時達較高水平，且顯著高于其他處理，分別較CK顯著提高了29.64%～42.54%和38.46%～57.69%；9個施肥處理下果實VC含量與CK處理存在顯著差異，其中T2處理時達最高值，與M2、M3和T3處理無顯著差異，但顯著高 出M1、T1、K1、K2和K3處 理43.54%、38.21%、56.52%、11.96%和12.80%；可溶性糖含量在M2和M3處理時較高，且顯著高于其他處理，增幅為45.63%～77.19%；糖酸比除T1和K1外，其他處理均與CK處理差異顯著，其中M2、M3和K3處理時糖酸比較高，分別比CK增高182.08%、169.17%和115.83%。綜上，施用生物菌肥均可改善獼猴桃果實品質，整體上提高了單果質量、果實可溶性固形物含量、Vc含量、還原糖含量、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量，降低可滴定酸含量，進而提高果實糖酸比。

2.3.2 不同處理下獼猴桃果實品質的主成分分析

各施肥處理下的果品指標具有不同的量綱和數量級，因此對12個果品指標的原始數據進行標準化處理，而后進行主成分分析，結果如表5所示，提取得到3個主成分，各主成分特征值分布為1.295～7.325，其中提取出的前兩個主成分PC1和PC2占據總方差的61.041%和17.639%，累積方差貢獻率為89.475%（>85%），基本解釋了果品數據的全部變異。同時得出3個主成分的因子荷載，由旋轉后荷載值可知，第一主成分中可溶性固形物、Vc、還原糖、可溶性糖、可溶性蛋白和糖酸比都具有較大的正荷載值，可滴定酸系數值為負，但其絕對值較大，說明第一主成分反映果實營養因子；第二主成分中具有較大的荷載值的性狀為單果重、橫徑、側徑、縱徑，說明第二主成分反映果實質量因子；第三個主成分中果形指數具有最大荷載值，說明第三主成分反映果實形狀。

表5 不同施肥處理下果實品質指標的主成分分析

同時由PCA二維排序（圖3）可以看出，可溶性固形物（SSC）、Vc、還原糖（RS）、可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（SS）與糖酸比（SAR）相互呈正相關關系，且均與可滴定酸（TA）呈顯著負相關關系，其中可溶性固形物、Vc與還原糖的夾角很小且方向一致，呈顯著正相關關系，可溶性糖與糖酸比夾角很小且方向一致，也呈顯著正相關關系。另外，可溶性糖、糖酸比、Vc和還原糖的箭頭連線最長，表明上述指標能夠較好地解釋果實品質的差異，而果形指數（FSI）、橫側縱三徑（FII、TS、FL）對果實品質的解釋能力較差。除可滴定酸外，其余指標均集中在第二排序軸左側，表明可滴定酸對果實品質的解釋作用與其余指標存在本質上的差異。從施肥量的角度來看，M2、M3、K2、K3、T2和T3（施肥量均為6或9kg/株）處理均集中在第二排序軸左側，表明無論是何種菌肥當施用量大于6 kg/株時對果實品質均有明顯地促進作用。

以各主成分對應的方差貢獻率為權重，得出 主 成 分 綜 合 函 數 表 達 式：F綜=F1×61.041%+F2×17.639%+F3×10.795%。

各施肥處理下果實性狀的綜合得分如表6所示，M3、M2和K2施肥處理時果品綜合評價得分較高，T1、K1和M1施肥處理時綜合得分較低，3種菌肥處理下果實品質綜合表現為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ。結合表4，當施肥量為6和9 kg/株時，各果實品質除糖酸比外均無顯著差異，據此可認為最優施肥處理為M2，即施用生物菌肥I且施肥量為6 kg/株時品質最佳，其次是K2處理。

表6 不同處理下獼猴桃果實品質評價

2.3.3 不同處理下獼猴桃果實品質的綜合評價

根據各主成分特征向量和標準化后的數據，特征向量求法為：各自主成分載荷值除以各自主成分特征值的算術平方根，以特征向量為權重，結合標準化后的數據可以得到3個主成分F1、F2和F3的 函 數 表 達 式：F1=0.298×FW+0.269×FII+0.224×TS+0.278×FL+0.085×FSI+0.323×SSC-0.294×TA+0.318×Vc+0.336×RS+0.324×SS+0.331×SP+0.293×SAR；

3 討論

生物菌肥能產生對果樹生長有益的各種生理活性物質，刺激和調控果樹生長，進而改善果實的外觀、口感、耐儲運性等方面的品質，同時增產增收，增加果農收益。研究表明，生物復混肥對獼猴桃產量和品質的提高效果顯著高于化肥和傳統有機肥［13］，與施用普通化肥相比，生物有機肥與復合微生物肥配施可顯著提升獼猴桃單果重、可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量，糖酸比等，尤其以施用高量生物肥料的效果更好［14］。含枯草芽孢桿菌C3和解磷細菌YL6的生物肥料可顯著提高高齡獼猴桃果實Vc、可溶性糖、可溶性蛋白等含量，并降低可滴定酸含量［15］。本研究結論與前人研究基本一致，這是由于施入的解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌等促生菌高效分泌植物促生物質［16］以及菌肥中含有的營養成分共同促進樹體生長，以提高果實品質。

不同生物菌肥的應用效果表現有一定差異，本研究綜合評價結果表明：3種菌肥處理下果實品質綜合表現為菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ，復合菌種生物菌肥（菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ，分別含解淀粉芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌）應用效果優于單一菌種生物菌肥（菌肥Ⅱ，含枯草芽孢桿菌），分析原因可能是復合菌肥含有的多種微生物能發揮更豐富的功能［17］；促進土壤養分的轉化，以滿足植物生長需要；同時菌株混配的復合生物菌肥施入土壤后，其基因型與表型的多樣性更適應于植物根際在生長周期中的一系列生理變化，對根部的定植和存活更加有利［18］。劉曉倩等［19］研究認為混合菌株的解磷菌、解鉀菌肥的施用對煙株的生長發育、產量和產值提升優于單獨施用一種菌肥，與本研究結論一致。此外，本研究還發現3種菌肥的應用效果差異主要表現在影響果實可溶性糖含量、糖酸比和可滴定酸含量，菌肥Ⅰ對果實糖酸含量的影響最顯著，相對于菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ，菌肥Ⅰ的可溶性糖含量平均顯著增加了21.00%，糖酸比顯著提高了51.23%，而可滴定酸含量則顯著降低15.53%，分析原因可能是解淀粉芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌更有利于獼猴桃果實糖分的形成與積累，但具體作用機理需進一步研究。不同施肥量對果實品質影響顯著，無論施用何種菌肥，當施用量為6和9 kg/株時均會對果實品質造成一定的影響，3種菌肥隨施肥量的增加，各果品指標變化規律基本一致，施肥9與6 kg/株時果品指標均無顯著差異，說明施用生物菌肥應適量，一定范圍內增施生物菌肥能提高獼猴桃果實品質，而超過閾值時則造成浪費。

4 結論

在本研究條件下，復合菌種生物菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ對獼猴桃果實品質的作用效果優于單一菌種生物菌肥Ⅱ，不同菌肥的應用差異表現為對果實糖酸含量的影響，以菌肥Ⅰ對糖酸影響最為顯著。各施肥處理整體上提高了果實單果質量、果實可溶性固形物、Vc、還原糖、可溶性糖及可溶性蛋白含量，降低了可滴定酸含量，進而提高了果實糖酸比，適量增施生物菌肥能顯著改善果實品質，推薦施用生物菌肥Ⅰ，施肥量為6 kg/株。