丁學(xué)雙，朱紅青，丁映風(fēng)，姚巧敏，張青青，姚春馨，周曉罡，楊加珍，丁玉梅，陳 佳

（1祥云縣植保植檢站，云南祥云 672100；2祥云泰興農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限責(zé)任公司，云南祥云 672100；3云南農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草學(xué)院，昆明 650201；4云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所，昆明 650205）

0 引言

豌豆(Pisum satiumL.)原產(chǎn)于中亞細(xì)亞和地中海地區(qū)，其生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)，喜溫涼濕潤(rùn)的氣候，具有抗寒及氮肥高效利用的優(yōu)勢(shì)[1]，云南屬于低緯高原，豌豆常年種植面積約為6.67萬(wàn)hm2，其中每年8月秋播的甜脆豌豆可在秋冬季（10月中下旬—12月上旬）供應(yīng)北方市場(chǎng)，經(jīng)濟(jì)收益好，目前已成為大理、楚雄等地區(qū)鄉(xiāng)村振興的特色產(chǎn)業(yè)之一[2]。甜脆豌豆鮮食籽粒中蛋白質(zhì)的含量是普通禾谷作物的2倍以上，且易消化，可食用性強(qiáng)[3]。甜脆豌豆可與春玉米和烤煙套種，利用收獲后的玉米桿和煙桿作支架供藤蔓生長(zhǎng)，可充分利用光、熱、水、氣、土等自然條件，不僅節(jié)省了投入成本，其根部的根瘤菌還能為土壤留下豐富優(yōu)質(zhì)的氮素，提高土壤的肥力和可耕性。

近年來(lái)，隨著甜脆豌豆栽培的復(fù)種指數(shù)逐年提高，造成連作障礙加重，加之其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所需的養(yǎng)分和水分較多，極易遭受白粉病、根腐病和褐斑病等危害[4]，致使甜脆豌豆的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，且根莖部基腐病易傳染白菜、甘藍(lán)、油菜、茄果類和瓜類[5]，農(nóng)戶種植蔬菜的綜合經(jīng)濟(jì)效益受到影響[2]。在甜脆豌豆生產(chǎn)上，為了控制病害和實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，農(nóng)戶在栽種過(guò)程中大量使用化肥和農(nóng)藥（如多菌靈、呋喃丹等）[6]，導(dǎo)致土壤鹽漬化加重[7]，土傳病害增多，土壤微生物生態(tài)平衡被破壞[8]，肥力下降，還造成農(nóng)藥殘留[5]及病原菌抗藥性增加[9]。鑒于化學(xué)肥料和化學(xué)藥劑帶來(lái)的一系列農(nóng)田生態(tài)和品質(zhì)安全問(wèn)題[10]，應(yīng)用安全、高效的生物制劑來(lái)提高甜脆豌豆的產(chǎn)量及品質(zhì)是實(shí)現(xiàn)其綠色優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的一項(xiàng)重要技術(shù)措施，用復(fù)合微生物菌劑代替化學(xué)農(nóng)藥和化肥已逐漸成為近年來(lái)作物病害綠色防控的趨勢(shì)和熱點(diǎn)[11-12]。以往研究表明，復(fù)合型微生物菌劑具有無(wú)污染、不容易產(chǎn)生抗藥性、對(duì)人畜無(wú)害的特點(diǎn)，并具有一定的促生增產(chǎn)效果[13-15]，已廣泛應(yīng)用在花生[16]、黃瓜[8,17]、番茄[18]等蔬菜作物上，但復(fù)合菌劑在甜脆豌豆中的應(yīng)用效果鮮有研究。

復(fù)合微生物菌劑中含有特定種類的微生物活體，通過(guò)在土壤中的新陳代謝等生命活動(dòng)[19]，可為作物提供生長(zhǎng)發(fā)育所需的養(yǎng)分，使其生長(zhǎng)環(huán)境達(dá)到最適條件，平衡土壤微生物的種類和數(shù)量，增加土壤中有益細(xì)菌，利于土壤微生態(tài)環(huán)境的綠色協(xié)調(diào)[20]。本試驗(yàn)在篩選獲得5種兼具促生和生防功能的芽孢桿菌（地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽胞桿菌、解淀粉芽孢桿菌、短小芽孢桿菌）并制成復(fù)合微生物菌劑615的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)定不同施肥處理的甜脆豌豆主要農(nóng)藝性狀、病害發(fā)生率、產(chǎn)量和品質(zhì)、根際土壤微生物數(shù)量來(lái)綜合評(píng)價(jià)田間應(yīng)用效果，旨在為復(fù)合微生物菌劑615在甜脆豌豆栽培中的推廣應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試甜脆豌豆品種為‘長(zhǎng)壽仁’，由云南眾樂(lè)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。復(fù)合微生物菌劑615（液體）含5種有益芽孢桿菌（地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽胞桿菌、解淀粉芽孢桿菌、短小芽孢桿菌），由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所提供，有效活菌數(shù)(CFU)≥2億個(gè)/mL。NPK復(fù)合化肥由湖北澳特爾化工有限公司生產(chǎn)，總養(yǎng)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)51%（含N 17%，P2O517%，K2O 17%）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置4個(gè)處理，分別為不施肥對(duì)照、單施復(fù)合微生物菌劑615、單施化肥、復(fù)合微生物菌劑和化肥配施。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)。小區(qū)面積為26 m2，每墑1個(gè)小區(qū)(1.3 m×20 m)，打塘播種，塘距50 cm，每塘6株。

1.3 施肥及栽培管理

試驗(yàn)于2020年8月—12月在云南省祥云縣泰興農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司基地進(jìn)行。于8月15日打塘穴播，各處理施肥在苗期（9月10日）和開花結(jié)莢期（10月1日）期分2次進(jìn)行。施肥方式為：復(fù)合微生物菌劑原液稀釋300倍追肥，每塘500 mL灌根；化肥按1 hm2施用195 kg的量計(jì)算，每小區(qū)施肥時(shí)稱取0.5 kg化肥溶于20 kg清水后每塘500 mL灌根；復(fù)合微生物菌劑+化肥的處理于在當(dāng)日施用化肥后，次日施用復(fù)合微生物菌劑；對(duì)照施用等量的清水。其余栽培措施同甜脆豌豆的常規(guī)管理，視土壤商情和不同生長(zhǎng)時(shí)期需水情況進(jìn)行澆灌，在出苗2周后進(jìn)行培土、中耕除草，在株高約30 cm時(shí)搭架，及時(shí)綁蔓整枝。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

1.4.1 主要農(nóng)藝性狀測(cè)定 主要農(nóng)藝性狀測(cè)定均在結(jié)莢期進(jìn)行，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10株植株，調(diào)查株高、分枝數(shù)、開花數(shù)和結(jié)莢數(shù)后取平均值，并計(jì)算結(jié)莢率。

1.4.2 病害發(fā)生率測(cè)定 在結(jié)莢期測(cè)定，調(diào)查每個(gè)小區(qū)植株根腐病、白粉病和褐斑病3種病害的發(fā)病株數(shù)，發(fā)病總株數(shù)除以小區(qū)總株數(shù)得到綜合病害率。

1.4.3 果莢產(chǎn)量性狀和小區(qū)產(chǎn)量測(cè)定 甜脆豌豆商品果莢可連續(xù)采收，從首次采收到末次采收共計(jì)11次，每次采收稱量得到小區(qū)產(chǎn)量，11次產(chǎn)量合計(jì)為小區(qū)總產(chǎn)量。果莢產(chǎn)量構(gòu)成性狀測(cè)定在第4次采收時(shí)調(diào)查（采收盛期），每個(gè)小區(qū)隨機(jī)挑選50個(gè)果莢測(cè)定重量和莢長(zhǎng)，剝出籽粒后計(jì)數(shù)稱重，計(jì)算百粒重、單莢重、單莢粒數(shù)和莢長(zhǎng)。

1.4.4 品質(zhì)分析 品質(zhì)分析第4次采收時(shí)測(cè)定。委托云南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院檢測(cè)，送樣量為2 kg鮮果莢，測(cè)定新鮮籽粒中總糖、蛋白質(zhì)和淀粉的含量，按照GB 5009.9—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中淀粉的測(cè)定》、GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》和GB 5009.8—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測(cè)定》進(jìn)行。

1.4.5 根際土壤微生物數(shù)量分析 于施肥后7天取根際土樣，每個(gè)處理采用5點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)取200 g土樣混合。采用稀釋涂布平板法計(jì)數(shù)測(cè)定，用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，馬丁氏培養(yǎng)基培養(yǎng)真菌，改良高氏一號(hào)培養(yǎng)基培養(yǎng)放線菌。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用DPS 7.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，單因素隨機(jī)區(qū)組進(jìn)行方差分析，多重比較采用新復(fù)極差法(p＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)甜脆豌豆主要農(nóng)藝性狀的影響

從表1可知，各個(gè)處理間的株高和分枝數(shù)無(wú)顯著差異，而復(fù)合微生物菌劑與化肥配施后可顯著增加甜脆豌豆的單株開花數(shù)，比對(duì)照增加11.77%。所有施肥處理都能顯著提高結(jié)莢率，單施復(fù)合微生物菌劑或化肥、菌劑和化肥配施分別比對(duì)照提高7.90%，10.12%和12.49%。從綜合病害發(fā)生率看，施用復(fù)合微生物菌劑還可以顯著降低甜脆豌豆的田間綜合病害率，比對(duì)照減少10.83%。

表1 甜脆豌豆各施肥處理施用后的主要農(nóng)藝性狀

2.2 施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)甜脆豌豆果莢產(chǎn)量性狀和小區(qū)產(chǎn)量的影響

由表2可知，4個(gè)處理間的百粒重、單莢重、單莢粒數(shù)和莢長(zhǎng)指標(biāo)差異不顯著。從小區(qū)產(chǎn)量看，3個(gè)施肥處理的小區(qū)產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照，增產(chǎn)幅度在10.75%～19.82%之間，其中化肥和復(fù)合菌劑配施最高，為19.82%，單施化肥次之(18.48%)，施用復(fù)合微生物菌劑為10.75%，但3個(gè)施肥處理間的產(chǎn)量無(wú)顯著差異。以上結(jié)果說(shuō)明，施肥處理對(duì)甜脆豌豆的果莢產(chǎn)量性狀基本沒(méi)有影響，但施肥處理可顯著提高的小區(qū)產(chǎn)量，其中化肥和復(fù)合菌劑配施增產(chǎn)效果最明顯。

表2 甜脆豌豆各施肥處理施用后的果莢產(chǎn)量性狀和小區(qū)產(chǎn)量

2.3 施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)甜脆豌豆品質(zhì)的影響

由表3可知，3個(gè)施肥處理中甜脆豌豆的總糖含量顯著高于對(duì)照，單施復(fù)合微生物菌劑或化肥，化肥+復(fù)合微生物菌劑配施的總糖增幅分別為66.67%、50.00%和55.56%。單施復(fù)合菌劑的總蛋白含量顯著高于其余3個(gè)處理，與對(duì)照相比增加9.24%。單施復(fù)合微生物菌劑及與化肥配施后的淀粉含量顯著高于對(duì)照和化肥處理，分別增加59.37%和84.37%。以上結(jié)果說(shuō)明，施用復(fù)合菌劑后可顯著提高甜脆豌豆的總糖、總蛋白和淀粉含量，其與化肥配施可顯著提高總糖和淀粉含量，而化肥處理只能提高總糖含量。

表3 甜脆豌豆各施肥處理施用后的品質(zhì)指標(biāo)

2.4 施用復(fù)合微生物菌劑對(duì)甜脆豌豆根際土壤微生物數(shù)量的影響

由表4可知，各個(gè)處理開花結(jié)莢期的根際土壤中細(xì)菌的數(shù)量較苗期增加，為苗期的1.93～2.19倍，其中復(fù)合微生物菌劑處理的土壤細(xì)菌數(shù)量增加最多；開花結(jié)莢期的真菌數(shù)量除化肥+復(fù)合微生物菌劑處理較苗期減少外，其余處理均增加，其中單施復(fù)合菌劑增加最多，為苗期的2.38倍；各處理的開花結(jié)莢期放線菌數(shù)量與苗期相比均有所增加，為苗期的1.73～2.36倍，其中單施復(fù)合菌劑放線菌數(shù)量增加最多，為苗期的2.36倍。綜合結(jié)果說(shuō)明，施用復(fù)合微生物菌劑可明顯增加甜脆豌豆根際土壤中的細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量，其與化肥配施后土壤中的細(xì)菌和放線菌數(shù)量增加，真菌數(shù)量減少。

表4 各施肥處理施用后甜脆豌豆的根際土壤微生物種類和數(shù)量

3 討論與結(jié)論

復(fù)合生物菌劑具有多樣性[16]、高效性、肥效持久性[21]等特點(diǎn)，目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用十分廣泛，并且獲得顯著的增產(chǎn)效果[22]。復(fù)合微生物菌劑有助于綠色農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，不僅同時(shí)可以改善作物的農(nóng)藝性狀，提高作物的抗逆性，增加作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和風(fēng)味[7,23]，還能夠改善根系周圍的土壤環(huán)境，維持微生態(tài)的平衡[14,24-25]；復(fù)合芽孢桿菌菌劑還可以有效減少病蟲害的發(fā)生，芽孢桿菌具有體積大、生長(zhǎng)繁殖迅速和生存能力較強(qiáng)等特點(diǎn)，可有效抑制病原菌生長(zhǎng)[26]。本研究通過(guò)前期篩選云南蔬菜主產(chǎn)區(qū)土壤樣品中的解磷、解鉀、以及拮抗病原菌的芽孢桿菌，獲得5株功能菌株，分別為地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽胞桿菌、解淀粉芽孢桿菌、短小芽孢桿菌，將它們配制成復(fù)合微生物菌劑615。

多數(shù)研究者報(bào)道，施用微生物菌劑后對(duì)不同作物產(chǎn)量的提升作用有差異，本試驗(yàn)中復(fù)合微生物菌劑與化肥配施對(duì)產(chǎn)量提高幅度最大(19.82%)，而單施復(fù)合菌劑只能提高10.75%，但二者無(wú)顯著差異。由枯草芽孢桿菌等復(fù)配的微生物菌劑能使豆科花生的產(chǎn)量增加12.85%[5]，而施用培元、哈茨木霉菌、根無(wú)憂3種微生物菌劑對(duì)枸杞的單位畝產(chǎn)量可提高58%[14]，沼液提取物和宛氏擬青霉復(fù)配后對(duì)番茄單株產(chǎn)量提高幅度達(dá)75.13%[12]。前人在蔬菜作物上的研究表明，復(fù)合微生物菌劑可改善大豆品質(zhì)[27]，可增加黃瓜和番茄果實(shí)的可溶性糖、可溶性蛋白和Vc含量[8,17-18]，提高辣椒中的氨基酸含量[25]和白菜中的總酚含量[22]，也具有減低作物的硝酸鹽含量、提升安全品質(zhì)的作用[17-18]。本試驗(yàn)也表明，單施復(fù)合微生物菌劑可顯著增加甜脆豌豆鮮食籽粒中的總糖、蛋白質(zhì)和淀粉含量(p＜0.05)，對(duì)品質(zhì)促進(jìn)作用最顯著，其次是復(fù)合菌劑與化肥配施，而單施化肥則不利于蛋白質(zhì)和淀粉的的形成和積累?？傊┯梦⑸飶?fù)合菌劑對(duì)甜脆豌豆產(chǎn)量和品質(zhì)促進(jìn)作用顯著，但對(duì)更多營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)（如氨基酸和硝酸鹽等）的影響還需進(jìn)一步研究。

微生物是調(diào)控土壤的核心要素[26]。報(bào)道在核桃上施用添加芽孢桿菌的生物有機(jī)肥后，土壤中細(xì)菌含量增加，真菌含量減少[28]，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。馬二磊等[12]報(bào)道施用微生物菌劑具有改變土壤真菌群落結(jié)構(gòu)、提高土壤真菌多樣性、降低有害菌鐮刀菌屬相對(duì)豐度、改良土壤的作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，施用該復(fù)合微生物菌劑615可明顯增加甜脆豌豆根際土壤中的微生物數(shù)量，推測(cè)該復(fù)合微生物菌劑施入土壤后，芽孢桿菌占據(jù)生長(zhǎng)繁殖的優(yōu)勢(shì)，競(jìng)爭(zhēng)性抑制了病原菌的生長(zhǎng)[27]。該菌劑中5種芽孢桿菌在土壤中的定殖速度、對(duì)病原菌的抑制效應(yīng)、解磷解鉀效應(yīng)，以及對(duì)土壤pH、土壤養(yǎng)分狀況、土壤微生態(tài)的影響等還需深入研究。

綜上所述，復(fù)合微生物菌劑無(wú)論和化肥配施與否均可顯著促進(jìn)甜脆豌豆產(chǎn)量和品質(zhì)的提升，而單獨(dú)施用復(fù)合微生物還可增加根際土壤微生物的豐度，且對(duì)品質(zhì)的改善作用更明顯。由于微生物菌劑見效緩慢、易受環(huán)境影響，施用技術(shù)要求高，在綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的前提下，甜脆豌豆栽培中優(yōu)先推薦復(fù)合微生物菌劑和化肥配施的施肥方案，同時(shí)還應(yīng)綜合考慮秸稈還田、深翻深松、綠肥種植、施用有機(jī)肥等措施，保障云南省甜脆豌豆產(chǎn)業(yè)綠色、高效、可持續(xù)發(fā)展。