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王小月，石慧敏，王 焱
(1.上海市林业总站，上海 200072；
2.南京林业大学，江苏南京 210037；
3.上海市林学会，上海 200072)
上海地处北亚热带季风性气候，是我国南方葡萄产区之一，农业相对发达。葡萄是上海发展最好、效益最高的果树产业，已成为各区农业增效、农民增收的重要来源。2019年上海葡萄栽培面积达3 010 hm2，葡萄产量受种植面积影响较大，但单产稳定，近5年保持在19 500 kg/hm2左右。上海奉贤、嘉定、金山是葡萄主要生产地区[1]。经过对3区实地调查，各果园使用有机肥的标准参差不齐，使用量和种类不尽相同。主要存在以下问题：有机肥肥效不足，果树营养要求不能充分满足；
有机肥未完全腐熟，造成烧根；
施用过多的有机肥，堆积的肥料尚未完全利用又添新肥，导致植物根际无法壮硕同时伴随烧根。
微生物菌肥是一类含有特定功能活性微生物并兼具有机肥效应的新型生物有机肥料，与传统化学肥料相比，本身不直接向农作物提供养分，而是通过活性微生物的固定、分解、分泌等生命活动改变土壤中养分变化，进而影响作物的生长[2-3]。2016 年中央财政启动了国家重点研发计划“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”试点专项，力求解决农业生产体系中因化肥农药过量施用带来的生态环境污染、农产品质量安全、生物多样性破坏等问题[4]。因此替代传统化学肥料的新型肥料加速发展，各类微生物菌肥产品应运而生。在果园常用的有机肥中添加有益微生物制成菌肥，可以有助于土壤中残留已久的有机质释放，果树能充分吸收营养。同时微生物添加后能调节土壤及有机肥中的微生物菌群，进一步改善土壤环境。
水拉恩氏菌(Rahnellaaquatilis) JZ-GX1是一株从马尾松根际分离具有植酸酶活性的菌株，具有较好地分解有机磷作用，能提高叶绿素含量、净光合速率等参数，显著促进马尾松幼苗的生长[5]。JZ-GX1 还能显著提高玉米种子的活力和发芽率，能有效促进玉米植株的生长，同时具有较高地合成植物生长素IAA 的能力[6]。阿氏芽孢杆菌(Bacillusaryabhattai)SK1-7是一株从杨树根际分离出的菌株，具有极强地释放土壤氮肥、溶解土壤中难溶性磷、分泌蛋白酶、外泌有机酸、外泌植物生长素的特点，能有效降解土壤中的硅酸盐、铝酸盐，提高可溶性钾含量，有效地缓解植物缺钾[7]。
为进一步扩大各优良抗病促生菌的应用范围，研制出更适合果树生长的微生物肥料，笔者将SK1-7、JZ-GX1这2种菌株应用于上海市奉贤区的葡萄，与原地块有机肥结合，探究菌株结合有机肥处理对葡萄生长及果实品质的影响，旨在发挥菌株的功效，提高果品质量，改良土壤环境，同时为微生物肥料的研制及应用提供理论依据。
1.1 试验地概况试验地位于上海市农工商现代农业园区开发有限公司。该地位于奉贤区五四农场，属亚热带海洋性季风气候，四季分明，土壤为滨海微砂质黄壤土，pH 为7.5～7.8，土壤养分丰富，供肥、保肥能力较强。试验地面积0.4 hm2。
1.2 试验材料试验葡萄品种为阳光玫瑰(VitislabruscanaBailey×V.viniferaL.Shine Muscat)，5年生。“阳光玫瑰”是日本农研机构以“安芸津21号×白南”杂交育成的欧美杂交种，自2009年开始引入我国多地种植[8]。
供试菌株为阿氏芽孢杆菌SK1-7、水拉恩氏菌JZ-GX1，保存于南京林业大学林木病理学实验室。
培养基Nutrient Broth(NB)：牛肉膏3 g/L，蛋白胨10 g/L，氯化钠5 g/L，pH 7.0，灭菌备用。
菌株原液制作方法: 将菌种接种于NB培养基中置于摇床活化培养24 h(28 ℃，200 r/min)后取出，吸取1 mL活化好的菌液再次接种于内有50 mL NB培养基的100 mL容量瓶中摇床培养24 h(28 ℃，200 r/min)即得种子液，将种子液接种于50 L液体发酵罐中发酵培养24 h，获得大量细菌发酵液，取出储存备用。
园内施用的有机肥为牛粪肥，有机质含量≥30%。
1.3 试验方法2019年春季调查葡萄果园种植情况，试验方案见表1。共设3个处理，分别为SK1-7+有机肥、JZ-GX1+有机肥、对照处理，各约0.13 hm2，每个处理44棵葡萄重复。2019年10月12日按试验设计处理。将135 t/hm2的牛粪肥均匀覆盖在即将试验的土壤上。按照菌液∶水=1∶2的比例搅拌配制形成稀释菌液，喷洒450 L/hm2稀释液。将稀释液倒入打药机内，通过喷洒方式将稀释的菌液直接喷洒在已覆土的牛粪肥上，菌液喷洒完毕后进行人工翻土搅拌。2020年11月和2021年3月，在原试验地进行菌剂复施，处理方法和施菌用量与第一次相同。
表1 2种菌株在奉贤葡萄的试验处理(2019—2021年)
1.4 测定项目与方法
1.4.1生长指标
1.4.1.1叶绿素含量。选择天气晴朗，每棵树选择3个结果枝上无病虫害、无机械损伤的第4基节叶片，用便携式叶绿素仪测定葡萄叶片叶绿素含量(用SPAD 值表示)[9]。
1.4.1.2叶片横径、纵径。每棵树选择2个结果枝上无病虫害、无机械损伤的第4基节叶片，使用直尺测量叶片横径、纵径。
1.4.1.3叶片厚度。每棵树随机选择2个结果枝的第4基节叶片，用游标卡尺从叶脉基部连同叶脉测定葡萄叶片厚度，每个处理测定50片叶片厚度。
1.4.1.4叶片面积。将一张白纸板上画一个1 cm×1 cm的小正方形，将叶片与小正方形放入同一平面内进行拍照。使用Photoshop软件将小正方形的像素和叶片的像素读取出来。
叶面积=叶片像素/正方形像素×1 cm2
1.4.2果实品质
1.4.2.1葡萄穗重。每个处理随机摘取15串葡萄，用电子秤测定每串葡萄的穗重，整理数据得到各处理的平均穗重。
1.4.2.2葡萄果粒重。每个处理随机摘取15串葡萄，每串的上中下各摘出一粒葡萄，用电子秤测定其果粒重，整理数据得到各处理的平均果粒重。
1.4.2.3葡萄果穗横径和纵径。每个处理随机摘取15串葡萄，用直角尺测定果穗横径、纵径，整理数据得到各处理的平均果穗横径、纵径。
1.4.2.4葡萄可溶性固形物。每个处理随机摘取15串葡萄，每串的上中下位置各摘出一粒葡萄，用糖度仪ATAGO测定其可溶性固形物含量，整理数据得到各处理的平均果粒重。
2.1 2种菌株处理下的叶绿素含量2021年4月14日测定叶片叶绿素含量， SK1-7+有机肥及JZ-GX1+有机肥处理组的叶片叶绿素含量显著低于对照组(表2)。
2.2 2种菌株处理下的叶片厚度2021年4月14日测定叶片厚度， SK1-7+有机肥处理组的平均叶片厚度为2.62 mm，比对照组平均叶片厚度1.76 mm提高48.86%。JZ-GX1+有机肥处理组的平均叶片厚度为1.88 mm，与对照组相比无显著差异(表2)。
2.3 2种菌株处理下的叶片横径和纵径2021年4月14日测定叶片横径、纵径，发现2个菌株处理组的叶片横径、纵径均比对照组提高。SK1-7+有机肥处理组的叶片横径为25.09 cm，JZ-GX1+有机肥处理组的叶片横径为23.97 cm，比对照组22.44 cm分别提高11.81%、6.82%。SK1-7+有机肥处理组的叶片纵径为17.68 cm，JZ-GX1+有机肥处理组的叶片纵径为18.60 cm，比对照组16.84 cm分别提高4.99%、10.45%(表2)。
2.4 2种菌株处理下的叶面积2021年4月14日测定叶面积， SK1-7+有机肥处理组的叶面积为671.29 cm2，JZ-GX1+有机肥处理组的叶面积为644.43 cm2，比对照组591.06 cm2分别提高13.57%、9.03%，且差异显著(表2)。
表2 2种菌株对葡萄叶片叶绿素含量、叶片厚度和叶片大小的影响(2021年)
2.5 2种菌株处理下的葡萄穗重2019年10月施菌，2020年8月测定各处理的葡萄穗重。SK1-7+有机肥、JZ-GX1+有机肥处理组葡萄平均穗重为917.14、855.29 g，明显高于同期对照组741.79 g。SK1-7+有机肥和JZ-GX1+有机肥处理较单施有机肥的穗重分别提高了23.64%和15.30%(表3)。
后期再连续2次施菌，2021年8月3日分别测定各处理的葡萄穗重。SK1-7+有机肥、 JZ-GX1+有机肥处理葡萄平均穗重为732.99、753.00 g，高于同期对照组穗重(668.33 g)。施用SK1-7+有机肥和JZ-GX1+有机肥处理显著提高了穗重，较单施有机肥的穗重分别提高了9.67%和12.67%(表4)。
2.6 2种菌株处理下的葡萄果粒重2019年10月施菌， 2020年8月分别测定各处理的葡萄果粒重。SK1-7+有机肥、 JZ-GX1+有机肥处理葡萄平均果粒重为11.92、11.66 g，显著高于同期对照组果粒重(10.22 g)。施用SK1-7+有机肥和JZ-GX1+有机肥处理较单施有机肥的葡萄果粒重提高了16.63%和14.09%(表3)。
后期再连续2次施菌，2021年8月3日分别测定各处理的葡萄果粒重。结果表明，2株菌株处理后的葡萄果粒重与对照相比无显著差异(表4)。
2.7 2种菌株处理下的葡萄果穗横径、纵径果实成熟后测定各处理葡萄果穗横径、纵径。SK1-7+有机肥、 JZ-GX1+有机肥处理葡萄果穗横径为12.63、12.68 cm，略高于对照组(12.36 cm)。SK1-7+有机肥、 JZ-GX1+有机肥处理葡萄果穗纵径为22.69、 23.06 cm，略高于对照组葡萄的果穗纵径(22.37 cm)。处理组的横径、纵径与对照之间差异未达显著水平(表3)。
后期再连续2次施菌，2021年8月3日分别测定各处理的葡萄果穗横径、纵径。结果显示，2株菌株处理后的葡萄横径、纵径与对照相比无显著差异(表4)。
2.8 2种菌株处理下的葡萄可溶性固形物含量2019年10月施菌，果实成熟后测定各处理的葡萄可溶性固形物含量。处理组的葡萄可溶性固形物含量与对照相比达显著差异(P<0.05)(表3)。
表3 2种生物菌肥对葡萄果实品质的影响(2020年8月)
后期再连续2次施菌，果实成熟后测定各处理的葡萄可溶性固形物含量。SK1-7+有机肥、JZ-GX1+有机肥处理的可溶性固形物含量为17.12%、17.90%，与对照相比分别提高了7.94%和12.86%。结果表明，连续2年施菌比仅1年施菌在提高可溶性固形物含量上效果更佳(表4)。
表4 2种生物菌肥对葡萄果实品质的影响(2021年8月)
Chen等[7]发现阿氏芽孢杆菌SK1-7在解钾发酵培养基中培养 168 h 后，解钾量达 10.8 μg/mL，解钾率为32.62%。水拉恩氏菌JZ-GX1是前期从马尾松根际土壤中筛选获得的高效植酸盐降解菌株，经测定具有较高的植酸酶活性，并且能够显著促进杨树和马尾松的生长[5]。孔维亮等[10]研究表明水拉恩氏菌JZ-GX1 可分泌羧酸盐型和异羟肟酸型2种嗜铁素，属于复合型铁载体。优良菌株的解钾、固氮、解磷、解植酸盐、分泌嗜铁素、分泌IAA等能力将有机肥中难以释放的营养物质顺利分解，促进土壤肥力的提升。研究表明，微生物菌剂和有机肥复配后，可以提高土壤酶活性，增强土壤中速效氮磷钾和有机质含量，将难溶性的物质转化为植物可吸收的营养成分。当有机肥腐熟程度较低时，微生物菌剂会附着在其上生长繁殖，降解难溶性养分，最终提高肥效。而对于一些腐熟程度较高的肥料，添加微生物菌剂更有利于调节和优化土壤环境。
该研究在园内牛粪肥的基础上，施用菌剂SK1-7、JZ-GX1处理后，提高了阳光玫瑰的生长指标，如叶片厚度、叶片横纵径、叶面积，同时也显著改善了阳光玫瑰的果实品质，在穗重、果粒重、果穗横纵径、可溶性固形物含量等指标上均有所提高。在连续施菌的情况下，穗重和果穗横纵径2年测定结果均保持提高状态。在果粒重和穗重方面，1年施菌即可，提高效果显著。SK1-7、JZ-GX1连续2年处理后，葡萄的可溶性固形物含量显著提高7.94%和12.86%。推测可溶性固形物含量的积累需要在养分积累充足时才显现。第1年施菌，菌剂与牛粪肥结合后充分腐熟牛粪肥，将肥料中难溶的氮、磷、钾逐步释放，供植物吸收；
第2年继续施菌剂与牛粪肥，菌体数量增加，进一步充分释放了牛粪肥与土壤中的养分，供葡萄生殖生长与繁殖生长。养分积累到一定程度促进了可溶性固形物含量的充分积累，由此不同菌剂的作用与对照的差异逐渐拉开，菌剂的使用提高了阳光玫瑰的可溶性固形物含量。
目前在果园生产实际中，管理者对微生物肥料的原理、作用了解不足，储藏保管及施用方法不明确，片面依赖化肥的现象依然很明显[4]。为了减肥增效，让管理者充分认识并使用微生物肥料十分必要。部分果园有机肥使用量很大，且未充分腐熟就覆盖果园土壤，肥效无法充分释放，且易造成烧苗现象，造成大量有机肥的浪费。菌剂与有机肥混合后形成菌肥，将促进N、P、K等营养释放。后期研究将围绕施用微生物菌剂后土壤熟化进度、氨气释放、电解度等土壤因素，在肥料利用效率上阐述微生物制剂的作用。同时在上海进一步开展应用试验，有针对性地选择如葡萄霜霉病严重地块、粗放式管理地块等，探究微生物菌剂能否缓解生产条件引起的限制。
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