不同种类生物菌肥及用量对猕猴桃果实品质的影响

包昌艳，赵 晋，贺占雪，范永福，姜存良，邓 浪，周 军，王连春，*

（1.西南林业大学林学院，云南 昆明 650224；2.云南省森林资源培育与利用协同创新中心，云南 昆明 650224；3.北方民族大学生物科学与工程学院，宁夏 银川 750021；4.大理州农业科学推广研究院经济作物研究所，云南 大理 671600）

猕猴桃作为新型保健佳果，具有独特的口感和风味，深受消费者喜爱，目前世界各地猕猴桃产业正迅速发展。我国是猕猴桃原产国，也是世界上栽培面积最大的国家。猕猴桃已成为农民创收的重要特色产业，但随着栽培面积持续扩大、连作障碍、栽培技术落后以及果农习惯使用化肥来促进高产等影响，致使猕猴桃优质果较少，种植园区土壤条件也日趋恶化，严重制约猕猴桃鲜果的内销与出口。对现有的猕猴桃栽培加强管理，科学合理施肥，提升品质，增加产量是目前猕猴桃产业发展的重点之一［1］。随着人们对环境安全和食品安全的重视，生物菌肥作为生物技术和农业生产发展的重要肥源［2］，在农业生产中发挥愈加明显的生态效益［3］，再次成为国内外研究的热点，生物菌肥的应用也为优质猕猴桃的绿色生产提供了更多可能。

生物菌肥是含有活体微生物的功能性肥料，具有促进植物生长、改良土壤、防治病菌等多重效应，在食品安全、节约肥料资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够显著促进苹果树根系生长，提高坐果率和平衡树势［5］；增施解磷菌肥能够显著提高苹果产量和改善苹果品质［6］，增施微生物菌肥能够提高库尔乐香梨的产量，降低香梨果实硬度和酸度［7］；SC27微生物土壤增肥剂能够促进柑橘增产7.2%～23.4%，同时显著提高柑橘果实单果重、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，还可有效防治香蕉、梨、西瓜等多种果树病害［9-11］。生物菌肥作为一种新型肥料，在众多果树栽培应用中已取得一定成效，但其在猕猴桃品质提升方面的相关报道较少，尤其针对不同生物菌肥之间的应用效果有何区别，不同生物菌肥施用量的效果是否不同等问题尚未见相关报道。故本试验以“贵长”猕猴桃为研究对象，通过设置不同生物菌肥及施肥量在猕猴桃上的田间肥效试验，探讨不同生物菌肥及施肥量对猕猴桃果实品质的影响，并采用主成分分析法对各施肥处理进行综合评价，提出最优方案，以期为生物菌肥在当地猕猴桃施肥管理上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况及试验材料

以云南省安宁市八街镇云南禾旭农业开发有限公司猕猴桃园3年生的“贵长”猕猴桃（初果期）为试验材料，棚架式栽培模式，栽植密度为2500株/hm2。于2018～2019年进行试验，该区属中亚热带低纬度高海拔地区，年均日照2327.5 h，年均气温14.9℃，无霜期平均232 d，年降水量1087.2 mm。试验地土壤为红壤，土壤基本性质如下：0～20 cm土层pH值为6.8，有机质19.16 g/kg，碱解氮78.93 mg/kg，有 效 磷13.86 mg/kg，速 效 钾172.74 mg/kg；20～40 cm土层pH值为6.9，有机质13.93 g/kg，碱解氮38.5 mg/kg，有效磷4.67 mg/kg，速效钾73.36 mg/kg。

供试肥料如表1所示，以下生物菌肥均为颗粒固体肥料，其中菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ由金正大生态工程集团股份有限公司提供，菌肥Ⅱ由安徽绿魔罗有限公司提供。

表1 供试肥料

1.2 试验方法

试验采用田间随机区组设计，以菌肥种类和施肥量为影响因素，采用上述3种菌肥，施肥量分别为3、6和9 kg/株，不施肥作对照（表2）。每个小区3株，重复3次，小区之间设保护行。于猕猴桃休眠期采用条施法一次性将肥料施入，在供试树体两侧约50 cm开条状沟（深20～30 cm，宽20 cm）后均匀撒施肥料，覆土平整，其他管理保持一致。

1.3 测定指标与方法

于猕猴桃果实成熟期采样，每个小区随机称取10个不同果实的单果质量，并用电子游标卡尺测量其横径、侧径、纵径，计算果形指数（果形指数=横径/纵径）；可溶性固形物含量采用数字手持袖珍折射仪（PIL-1-3810，日本ITIGO中国分公司）测定；可滴定酸、Vc含量、还原糖、可溶性糖和可溶性蛋白含量依据《果蔬采后生理生化试验指导》测定［12］；糖酸比=可溶性糖/可滴定酸。

表2 试验各施肥处理组合

1.4 数据分析

采用Excel 2010进行基础试验数据处理，采用SPSS 20.0进行方差分析和主成分分析，利用软件Canoco 4.5进行主成分二维排序制图。

2 结果与分析

2.1 生物菌肥种类对猕猴桃果实品质的影响

对不同生物菌肥的应用效果进行对比分析（表3）表明，与CK相比，3种菌肥处理下果实横径、侧径及果形指数均无显著性差异，可滴定酸显著低于CK，其余指标均显著高于CK。但3种菌肥处理对单果重、纵径、可溶性固形物含量、Vc含量、还原糖含量及可溶性蛋白含量的影响均无显著差异，菌肥Ⅲ处理下单果重和纵径最大，较CK分别极显著增加23.33%和11.05%；菌肥Ⅱ处理下可溶性固形物含量、VC含量及还原糖含量最高，较CK分别显著增加21.06%、49.72%和31.45%；菌肥Ⅰ处理下可溶性蛋白含量最高，比CK极显著提高了44.23%。而3种菌肥对果实可滴定酸含量、可溶性糖含量及糖酸比影响不一，且差异显著；菌肥Ⅰ、菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ处理的可滴定酸含量平均较CK极显著降低27.11%、9.04%和17.47%，表现为CK>菌肥Ⅱ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅰ；可溶性糖含量分别较CK极显著增加63.41%、31.33%、39.10%，表现为菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ>CK；糖酸比分别较CK显著增加了139.58%、45.00%、74.58%，也表现为菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ>CK。综上，3种生物菌肥对猕猴桃果实可滴酸含量、可溶性糖含量及糖酸比影响差异显著，但对其余指标影响无显著差异，说明3种生物菌肥对猕猴桃果品的应用差异主要表现在影响果实口感，以菌肥Ⅰ对果实口感改善效果最好，相比菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ，菌肥Ⅰ的可溶性糖含量、糖酸比平均显著增加了21.00%、51.23%，可滴定酸含量平均降低了15.53%。

表3 不同生物菌肥对猕猴桃果实品质的影响

2.2 施肥量对猕猴桃果实品质的影响

对不同施肥量的效果差异进行分析（表4）可知，不同施肥量显著改善了猕猴桃果实单果重及果品各营养指标。与CK相比，可溶性固形物含量、Vc含量、还原糖含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和糖酸比分别极显著提高了19.19%、42.71%、35.91%、44.86%、42.31%和109.58%（均值），可滴定酸含量极显著降低22.59%。各果品指标整体呈现随施肥量增加而升高的趋势，可滴定酸含量则随施肥量增加而降低，但施肥量为6和9 kg/株时，各果品指标之间无极显著差异。相比施肥量3 kg/株，当施肥6和9 kg/株时可溶性固形物含量、Vc含量、还原糖含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均极显著提高。

表4 不同施肥量对猕猴桃果实品质的影响

同时，由图1和图2可知，同种菌肥处理时，各施肥量对果实营养品质影响显著，施肥6和9 kg/株时各指标含量较高（M2与M3，T2与T3、K2与K3），且与施肥3 kg/株（M1、T1、K1）时差异显著（可滴定酸除外）。施菌肥Ⅰ时，施3 kg/株（M1）的可滴定酸含量、可溶性蛋白含量与CK差异不显著，其余指标均显著提高；施菌肥Ⅱ时，随施肥量增加，可滴定酸无显著变化，且与CK无显著差异，施3 kg/株（T1）时的糖酸比与CK也无显著差异，其余指标较CK显著提高；施菌肥Ⅲ时，除3 kg/株（K1）时的可滴定酸含量、还原糖含量和糖酸比外，其余指标均显著高于CK。综上，施肥量对果实品质影响显著，3种菌肥随施肥量的增加各指标变化规律基本一致，同种菌肥施肥9与6 kg/株时各果品性状无显著差异，说明施用生物菌肥应适量，避免造成浪费。

图2 不同处理对猕猴桃营养品质的影响

2.3 不同处理对猕猴桃果实品质的影响及综合评价

2.3.1 不同处理对猕猴桃果实品质的影响

从猕猴桃外观品质（图1）来看，与CK相比，各施肥处理可显著提高猕猴桃单果质量，其中K2处理下单果质量最大，较CK显著提高了30.03%；而果实横径、侧径、纵径以及果形指数均高于CK处理，但并未达到显著水平。就营养品质而言（图2），生物菌肥处理下果实的可溶性固形物含量显著高于CK，增幅为5.67%～26.65%，其中M2、M3、T2、T3、K2和K3处理时可溶性固形物含量较高，且显著高于其余施肥处理；可滴定酸含量则相反，施用生物菌肥能降低其含量，M2、M3、K2和K3处理下可滴定酸含量较低，比CK分别显著降低36.14%、30.72%、19.28%和28.92%；还原糖含量与可溶性蛋白含量在M2、M3、T2、T3、K2和K3处理时达较高水平，且显著高于其他处理，分别较CK显著提高了29.64%～42.54%和38.46%～57.69%；9个施肥处理下果实VC含量与CK处理存在显著差异，其中T2处理时达最高值，与M2、M3和T3处理无显著差异，但显著高 出M1、T1、K1、K2和K3处 理43.54%、38.21%、56.52%、11.96%和12.80%；可溶性糖含量在M2和M3处理时较高，且显著高于其他处理，增幅为45.63%～77.19%；糖酸比除T1和K1外，其他处理均与CK处理差异显著，其中M2、M3和K3处理时糖酸比较高，分别比CK增高182.08%、169.17%和115.83%。综上，施用生物菌肥均可改善猕猴桃果实品质，整体上提高了单果质量、果实可溶性固形物含量、Vc含量、还原糖含量、可溶性糖含量及可溶性蛋白含量，降低可滴定酸含量，进而提高果实糖酸比。

2.3.2 不同处理下猕猴桃果实品质的主成分分析

各施肥处理下的果品指标具有不同的量纲和数量级，因此对12个果品指标的原始数据进行标准化处理，而后进行主成分分析，结果如表5所示，提取得到3个主成分，各主成分特征值分布为1.295～7.325，其中提取出的前两个主成分PC1和PC2占据总方差的61.041%和17.639%，累积方差贡献率为89.475%（>85%），基本解释了果品数据的全部变异。同时得出3个主成分的因子荷载，由旋转后荷载值可知，第一主成分中可溶性固形物、Vc、还原糖、可溶性糖、可溶性蛋白和糖酸比都具有较大的正荷载值，可滴定酸系数值为负，但其绝对值较大，说明第一主成分反映果实营养因子；第二主成分中具有较大的荷载值的性状为单果重、横径、侧径、纵径，说明第二主成分反映果实质量因子；第三个主成分中果形指数具有最大荷载值，说明第三主成分反映果实形状。

表5 不同施肥处理下果实品质指标的主成分分析

同时由PCA二维排序（图3）可以看出，可溶性固形物（SSC）、Vc、还原糖（RS）、可溶性蛋白（SP）、可溶性糖（SS）与糖酸比（SAR）相互呈正相关关系，且均与可滴定酸（TA）呈显著负相关关系，其中可溶性固形物、Vc与还原糖的夹角很小且方向一致，呈显著正相关关系，可溶性糖与糖酸比夹角很小且方向一致，也呈显著正相关关系。另外，可溶性糖、糖酸比、Vc和还原糖的箭头连线最长，表明上述指标能够较好地解释果实品质的差异，而果形指数（FSI）、横侧纵三径（FII、TS、FL）对果实品质的解释能力较差。除可滴定酸外，其余指标均集中在第二排序轴左侧，表明可滴定酸对果实品质的解释作用与其余指标存在本质上的差异。从施肥量的角度来看，M2、M3、K2、K3、T2和T3（施肥量均为6或9kg/株）处理均集中在第二排序轴左侧，表明无论是何种菌肥当施用量大于6 kg/株时对果实品质均有明显地促进作用。

以各主成分对应的方差贡献率为权重，得出 主 成 分 综 合 函 数 表 达 式：F综=F1×61.041%+F2×17.639%+F3×10.795%。

各施肥处理下果实性状的综合得分如表6所示，M3、M2和K2施肥处理时果品综合评价得分较高，T1、K1和M1施肥处理时综合得分较低，3种菌肥处理下果实品质综合表现为菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ。结合表4，当施肥量为6和9 kg/株时，各果实品质除糖酸比外均无显著差异，据此可认为最优施肥处理为M2，即施用生物菌肥I且施肥量为6 kg/株时品质最佳，其次是K2处理。

表6 不同处理下猕猴桃果实品质评价

2.3.3 不同处理下猕猴桃果实品质的综合评价

根据各主成分特征向量和标准化后的数据，特征向量求法为：各自主成分载荷值除以各自主成分特征值的算术平方根，以特征向量为权重，结合标准化后的数据可以得到3个主成分F1、F2和F3的 函 数 表 达 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 讨论

生物菌肥能产生对果树生长有益的各种生理活性物质，刺激和调控果树生长，进而改善果实的外观、口感、耐储运性等方面的品质，同时增产增收，增加果农收益。研究表明，生物复混肥对猕猴桃产量和品质的提高效果显著高于化肥和传统有机肥［13］，与施用普通化肥相比，生物有机肥与复合微生物肥配施可显著提升猕猴桃单果重、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］。含枯草芽孢杆菌C3和解磷细菌YL6的生物肥料可显著提高高龄猕猴桃果实Vc、可溶性糖、可溶性蛋白等含量，并降低可滴定酸含量［15］。本研究结论与前人研究基本一致，这是由于施入的解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等促生菌高效分泌植物促生物质［16］以及菌肥中含有的营养成分共同促进树体生长，以提高果实品质。

不同生物菌肥的应用效果表现有一定差异，本研究综合评价结果表明：3种菌肥处理下果实品质综合表现为菌肥Ⅰ>菌肥Ⅲ>菌肥Ⅱ，复合菌种生物菌肥（菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ，分别含解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌）应用效果优于单一菌种生物菌肥（菌肥Ⅱ，含枯草芽孢杆菌），分析原因可能是复合菌肥含有的多种微生物能发挥更丰富的功能［17］；促进土壤养分的转化，以满足植物生长需要；同时菌株混配的复合生物菌肥施入土壤后，其基因型与表型的多样性更适应于植物根际在生长周期中的一系列生理变化，对根部的定植和存活更加有利［18］。刘晓倩等［19］研究认为混合菌株的解磷菌、解钾菌肥的施用对烟株的生长发育、产量和产值提升优于单独施用一种菌肥，与本研究结论一致。此外，本研究还发现3种菌肥的应用效果差异主要表现在影响果实可溶性糖含量、糖酸比和可滴定酸含量，菌肥Ⅰ对果实糖酸含量的影响最显著，相对于菌肥Ⅱ和菌肥Ⅲ，菌肥Ⅰ的可溶性糖含量平均显著增加了21.00%，糖酸比显著提高了51.23%，而可滴定酸含量则显著降低15.53%，分析原因可能是解淀粉芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌更有利于猕猴桃果实糖分的形成与积累，但具体作用机理需进一步研究。不同施肥量对果实品质影响显著，无论施用何种菌肥，当施用量为6和9 kg/株时均会对果实品质造成一定的影响，3种菌肥随施肥量的增加，各果品指标变化规律基本一致，施肥9与6 kg/株时果品指标均无显著差异，说明施用生物菌肥应适量，一定范围内增施生物菌肥能提高猕猴桃果实品质，而超过阈值时则造成浪费。

4 结论

在本研究条件下，复合菌种生物菌肥Ⅰ和菌肥Ⅲ对猕猴桃果实品质的作用效果优于单一菌种生物菌肥Ⅱ，不同菌肥的应用差异表现为对果实糖酸含量的影响，以菌肥Ⅰ对糖酸影响最为显著。各施肥处理整体上提高了果实单果质量、果实可溶性固形物、Vc、还原糖、可溶性糖及可溶性蛋白含量，降低了可滴定酸含量，进而提高了果实糖酸比，适量增施生物菌肥能显著改善果实品质，推荐施用生物菌肥Ⅰ，施肥量为6 kg/株。