微生物菌劑對大棚黃瓜產(chǎn)量的影響

張 雯,吳書格

(湖北三寧化工股份有限公司 湖北,宜昌 443200)

黃瓜是我國的重要經(jīng)濟作物之一,其種植面積廣泛,產(chǎn)量較高,而且營養(yǎng)豐富、口感鮮美,深受消費者喜愛。然而,隨著人口的增加和城市化的進程,耕地面積逐漸減少,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境也遭受了極大的破壞,黃瓜生產(chǎn)中的病蟲害、土壤污染等問題也越來越突出。病蟲害的嚴重影響導(dǎo)致黃瓜產(chǎn)量的大幅下降,同時也加劇了環(huán)境的污染,對生態(tài)系統(tǒng)的破壞也逐漸加重[1]。為了解決這些問題,人們開始探索各種防治手段。其中,微生物菌劑作為一種生物防治手段,具有無毒、高效、可持續(xù)等優(yōu)點,逐漸受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。本研究從微生物菌劑對黃瓜根系微生物群落、土壤環(huán)境、黃瓜生長發(fā)育等方面的影響入手,探討微生物菌劑對大棚黃瓜產(chǎn)量的影響,并通過實驗比較不同處理組的黃瓜產(chǎn)量和質(zhì)量,證明微生物菌劑能夠顯著提高大棚黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì),最后探討了微生物菌劑在大棚黃瓜生產(chǎn)中的應(yīng)用策略和發(fā)展趨勢。

1 微生物菌劑對黃瓜的影響

1.1 微生物菌劑對黃瓜根系微生物群落的影響

根系微生物是指生活在植物根際的微生物群體,包括細菌、真菌、放線菌等。根系微生物群落對植物的生長發(fā)育、營養(yǎng)吸收、抗逆性等方面都有重要影響。微生物菌劑的應(yīng)用可以影響根系微生物群落的結(jié)構(gòu)和數(shù)量,從而對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生影響[2]。

1.1.1 微生物菌劑對根系微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

微生物菌劑的應(yīng)用可以影響黃瓜根系微生物群落的結(jié)構(gòu)和數(shù)量。施用微生物菌劑可以顯著增加黃瓜根際土壤中細菌和真菌的數(shù)量,特別是一些具有生物控制功能的細菌和真菌。例如,施用磷酸溶菌酶菌劑和赤霉素生產(chǎn)菌劑可以顯著增加黃瓜根際土壤中銨氧化菌和硝化細菌的數(shù)量,同時降低黃瓜根際土壤中的放線菌數(shù)量。另外,微生物菌劑的應(yīng)用可以增加黃瓜根際土壤中一些有益微生物的數(shù)量,例如產(chǎn)酸桿菌、鏈霉菌等。

1.1.2 微生物菌劑對根系微生物群落多樣性的影響

微生物菌劑的應(yīng)用不僅可以影響根系微生物群落結(jié)構(gòu),還可以對其多樣性產(chǎn)生影響。多樣性是指某個生態(tài)系統(tǒng)或生物群落中物種種類的數(shù)量和相對豐度的度量。在黃瓜根系微生物群落中,微生物菌劑的應(yīng)用可以增加微生物的多樣性。施用微生物菌劑可以顯著增加黃瓜根際土壤中細菌的多樣性,尤其是一些具有生物控制功能的細菌。

1.2 微生物菌劑對土壤環(huán)境的影響

微生物菌劑的應(yīng)用不僅可以影響作物的生長和根系微生物群落結(jié)構(gòu),還可以影響土壤環(huán)境的一些物理化學(xué)性質(zhì)。微生物菌劑的應(yīng)用可以提高土壤有機質(zhì)、氮素、磷素等養(yǎng)分的含量,改善土壤質(zhì)量,增加土壤肥力。施用菌肥可以顯著提高土壤中有機碳、全氮和速效磷的含量,且這種提高作用會隨著施用次數(shù)的增加而增強。另外,菌肥的施用還可以改善土壤的結(jié)構(gòu),增加土壤團粒、提高土壤孔隙度和持水性,從而增強土壤的通氣性和透水性,促進黃瓜根系生長[3]。

微生物菌劑的應(yīng)用可以促進土壤養(yǎng)分的循環(huán)和轉(zhuǎn)化,從而提高土壤肥力和作物產(chǎn)量。微生物菌劑中的微生物可以分解有機物,釋放出氮、磷、鉀等養(yǎng)分供作物吸收利用。此外,微生物菌劑中的一些微生物還可以與作物共生固氮,提供額外的氮源。微生物菌劑的應(yīng)用還可以降低土壤中的養(yǎng)分流失和污染,對于環(huán)境保護也具有積極意義。由于微生物菌劑中的微生物能夠促進養(yǎng)分循環(huán)和轉(zhuǎn)化,因此可以降低養(yǎng)分流失的風(fēng)險。同時,微生物菌劑的應(yīng)用還可以降低化肥的使用量,減少化肥對環(huán)境的污染。

1.3 微生物菌劑對黃瓜產(chǎn)量的影響

微生物菌劑的使用可以對黃瓜產(chǎn)量產(chǎn)生積極的影響。微生物菌劑中的活性微生物可以與黃瓜根系形成共生關(guān)系,從而增加植物對養(yǎng)分的吸收和利用效率,促進植物的生長和發(fā)育。此外,微生物菌劑還可以抑制一些病原微生物的生長,從而減少病害的發(fā)生,提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。

2 材料和方法

通過一系列實驗研究,探究微生物菌劑對大棚黃瓜產(chǎn)量的影響,為黃瓜生產(chǎn)提供一種新的、可持續(xù)的解決方案,同時為微生物菌劑的應(yīng)用提供理論和實踐基礎(chǔ)。

2.1 實驗材料

本實驗所用的大棚黃瓜為本地常用的品種。微生物菌劑包括兩種:一種是生根菌,另一種是植物生長促進菌。其中,生根菌是由兩株細菌菌株培育而成,分別為磷酸解脲桿菌和擬桿菌;植物生長促進菌是由1株紅球菌和1株綠球菌菌株培育而成。

2.2 實驗設(shè)計

本實驗采用完全隨機設(shè)計,共設(shè)置四個處理組,每個處理組設(shè)置三個重復(fù)樣本。具體實驗設(shè)計如下:處理組1:對照組,不施用微生物菌劑,只施用基礎(chǔ)肥料和常規(guī)農(nóng)藥。處理組2:施用生根菌,基礎(chǔ)肥料和常規(guī)農(nóng)藥。處理組3:施用植物生長促進菌,基礎(chǔ)肥料和常規(guī)農(nóng)藥。處理組4:同時施用生根菌和植物生長促進菌,基礎(chǔ)肥料和常規(guī)農(nóng)藥。

2.3 實驗方法

2.3.1 土壤處理

實驗使用的土壤為本地常用的黃瓜栽培土壤。在實驗開始前,對土壤進行了基礎(chǔ)處理,包括翻耕、消毒等。

2.3.2 種植和施肥

在種植過程中,使用常規(guī)的黃瓜育苗方法。當幼苗長到2～3葉時,進行移栽,每個處理組設(shè)置10個黃瓜株。在移栽過程中,為每個處理組分別施用相應(yīng)的微生物菌劑、基礎(chǔ)肥料和常規(guī)農(nóng)藥。其中,基礎(chǔ)肥料包括有機肥、復(fù)合肥等。

2.3.3 采集數(shù)據(jù)和樣品處理

在黃瓜成熟期間,每個處理組分別對黃瓜株進行采集和稱重。同時,對每個處理組的土壤樣品進行采集和處理,包括土壤微生物群落結(jié)構(gòu)分析、土壤肥力分析等。

2.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 22.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。采用方差分析(ANOVA)和t檢驗進行統(tǒng)計分析,以評估微生物菌劑對大棚黃瓜產(chǎn)量的影響。

3 結(jié)果

3.1 微生物菌劑對大棚黃瓜產(chǎn)量的影響

根據(jù)表1中的結(jié)果,首先可以看出與對照組相比,使用微生物菌劑處理組的黃瓜產(chǎn)量都有不同程度的提高。其中生根菌處理組相對于對照組提高了9.2%,植物生長促進菌處理組相對于對照組提高了16.5%,同時施用生根菌和植物生長促進菌的處理組相對于對照組提高了27.4%。這表明微生物菌劑的應(yīng)用可以顯著提高黃瓜產(chǎn)量;其次根據(jù)表1中的數(shù)據(jù),同時施用生根菌和植物生長促進菌的處理組的黃瓜產(chǎn)量最高,達到了747.2公斤/畝,相對于對照組提高了27.4%。而單獨使用生根菌或植物生長促進菌的處理組,雖然也可以提高黃瓜產(chǎn)量,但是提高幅度較小,分別為644.2公斤/畝和685.2公斤/畝,相對對照組的提高幅度分別為9.2%和16.5%。這表明生根菌和植物生長促進菌同時使用可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),提高黃瓜產(chǎn)量的效果最好;最后通過統(tǒng)計分析,表明微生物菌劑的應(yīng)用可以顯著提高黃瓜產(chǎn)量。根據(jù)表1中的數(shù)據(jù),處理組的黃瓜產(chǎn)量均高于對照組,且P<0.05,表明這種差異是顯著的。這也驗證了微生物菌劑對植物生長和產(chǎn)量的促進作用,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了一種新的方法和思路。

表1 微生物菌對大棚黃瓜產(chǎn)量的影響

處理組黃瓜產(chǎn)量(kg/畝)對照組587.4生根菌644.2植物生長促進菌685.2生根菌+植物生長促進菌747.2

3.2 微生物菌劑對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

為了檢測微生物菌劑對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響,我們對每個處理組的土壤樣品進行了高通量測序分析。通過對測序結(jié)果進行OTU聚類,可以得到每個處理組的土壤微生物豐富度(即OTUs/10000 reads)。具體數(shù)據(jù)如表2所示。從表格中可以看出,施用微生物菌劑的處理組的土壤微生物豐富度都比對照組要高。同時,生根菌+植物生長促進菌的處理組的土壤微生物豐富度最高,比對照組高出約52.0%。這表明微生物菌劑的應(yīng)用可以顯著提高土壤微生物群落的豐富度,從而有助于改善土壤生態(tài)環(huán)境。

表2 微生物菌對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的影響

處理組土壤微生物豐富度(OTUs/10000 reads)對照組39.2生根菌48.5植物生長促進菌52.1生根菌+植物生長促進菌59.6

3.3 微生物菌劑對土壤肥力的影響

通過對每個處理組的土壤樣品進行化學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)施用微生物菌劑的處理組相比于對照組,在土壤肥力上存在一定的差異。生根菌處理組顯示該組土壤有機質(zhì)含量為1.6%,氮素含量為50 mg/kg。與對照組相比,該組土壤的有機質(zhì)含量和氮素含量都有所增加,分別增加了0.4%和20 mg/kg;植物生長促進菌處理組顯示,該組土壤有機質(zhì)含量為1.5%,氮素含量為40 mg/kg。與對照組相比,該組土壤的有機質(zhì)含量增加了0.3%,氮素含量增加了10 mg/kg;生根菌+植物生長促進菌處理組顯示該組土壤有機質(zhì)含量為1.8%,氮素含量為60 mg/kg。與對照組相比,該組土壤的有機質(zhì)含量增加了0.6%,氮素含量增加了30 mg/kg。由此可以得出結(jié)論,施用微生物菌劑可以促進土壤肥力的提高,其中生根菌和植物生長促進菌對有機質(zhì)和氮素的貢獻比對照組分別提高了33.3%和33.3%的含量,同時施用兩種微生物菌劑則更顯著地促進了土壤有機質(zhì)和氮素含量的提高。因此,在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,施用微生物菌劑可以有效地提高土壤肥力,促進植物生長。具體如表3所示。

表3 微生物菌對土壤肥力的影響

處理組有機質(zhì)含量(%)氮素含量(mg/kg)對照組1.230生根菌1.650植物生長促進菌1.540生根菌+植物生長促進菌1.860

3.4 實驗分析

本實驗結(jié)果表明,微生物菌劑對大棚黃瓜產(chǎn)量和土壤微生物群落結(jié)構(gòu)具有一定的影響,其中,施用植物生長促進菌和生根菌均能夠提高黃瓜產(chǎn)量,同時施用兩種微生物菌劑能夠更好地促進植物生長。進一步分析實驗結(jié)果,微生物菌劑能夠通過增加植物根系和土壤微生物群落的多樣性來促進植物的生長和發(fā)育,這說明微生物菌劑對土壤生態(tài)環(huán)境有積極的影響。由于微生物菌劑能夠改善土壤生態(tài)環(huán)境,使作物生長更為健康,因此,在實際生產(chǎn)中,合理施用微生物菌劑不僅可以提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量,還可以實現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的目的,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義。

4 微生物菌劑的應(yīng)用策略

4.1 選擇合適的微生物菌劑

在選擇微生物菌劑時,需要考慮菌劑的種類和特性,以及它們與黃瓜生長環(huán)境和土壤條件的適應(yīng)性。微生物菌劑可以包括細菌、真菌、放線菌等多種微生物種類。不同的微生物菌劑具有不同的特性和生態(tài)適應(yīng)性,對于黃瓜的生長和產(chǎn)量也會產(chǎn)生不同的影響。因此,選擇合適的微生物菌劑是非常重要的[5]。另外,還需要考慮微生物菌劑的生態(tài)安全性和環(huán)境適應(yīng)性。選擇對生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境友好的微生物菌劑,能夠有效減少對環(huán)境的影響,并且對于土壤環(huán)境和微生物群落的影響也更加有利。因此,在選擇微生物菌劑時,需要充分考慮微生物菌劑的生態(tài)安全性和環(huán)境適應(yīng)性,并且選擇能夠適應(yīng)當前黃瓜生長環(huán)境和土壤條件的微生物菌劑,從而實現(xiàn)更好的生物防治效果和黃瓜產(chǎn)量的提高。

4.2 合理施用微生物菌劑

微生物菌劑的施用需要結(jié)合實際情況和黃瓜生長的不同階段進行,通常分為移栽前、移栽后和果實成熟期三個階段。

4.2.1 移栽前

在移栽前,可以通過種子處理和苗期處理的方式施用微生物菌劑,以提高黃瓜幼苗的質(zhì)量和抗逆能力。例如,可以將微生物菌劑噴灑在種子表面或種子處理液中,也可以將微生物菌劑溶解在澆水的肥料中,然后灌溉黃瓜幼苗[6,7]。

4.2.2 移栽后

在移栽后,可以將微生物菌劑通過土壤施用的方式施用,以促進黃瓜植株的生長和發(fā)育。例如,可以將微生物菌劑溶解在灌溉水中,然后灌溉到土壤中。此外,還可以將微生物菌劑噴灑在植株的葉面上,以促進植株的吸收養(yǎng)分和提高抗逆能力。

4.2.3 果實成熟期

在果實成熟期,可以通過噴灑微生物菌劑的方式施用,以促進黃瓜果實的品質(zhì)和產(chǎn)量。例如,可以將微生物菌劑溶解在水中,然后噴灑到黃瓜果實表面或葉面上。

5 微生物菌劑的應(yīng)用前景

微生物菌劑作為一種綠色、可持續(xù)的生物農(nóng)藥和生物肥料,具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著人們對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的關(guān)注程度不斷提高,微生物菌劑的應(yīng)用范圍也在不斷擴大。在黃瓜生產(chǎn)中,微生物菌劑已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用,它可以顯著提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì),同時還可以降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量和環(huán)境污染。這表明微生物菌劑在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。除了黃瓜,微生物菌劑還可以應(yīng)用于各種蔬菜、水果、糧食作物等不同的農(nóng)作物上,從而提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。未來,微生物菌劑技術(shù)的發(fā)展將具有以下幾個方面的應(yīng)用前景:

首先,可以深化微生物菌劑的作用機理。雖然微生物菌劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用,但其作用機理仍然需要進一步研究和深化。通過深入了解微生物菌劑的生態(tài)學(xué)和生理學(xué)特性,可以更好地理解其在植物生長和發(fā)育中的作用機理,并為進一步優(yōu)化微生物菌劑的配方和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

其次,未來可以發(fā)展更多種類的微生物菌劑。目前,微生物菌劑的種類相對較少,主要以細菌和真菌為主。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展,未來可以通過基因工程等手段,開發(fā)出更多種類、更適合不同作物和環(huán)境條件的微生物菌劑,以滿足不同農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。

最后,未來還可以通過微生物菌劑與其他農(nóng)業(yè)技術(shù)的結(jié)合,實現(xiàn)更高效、更綠色的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。例如,可以將微生物菌劑與無土栽培、精準施肥、生物控制等技術(shù)相結(jié)合,從而實現(xiàn)更加智能、高效的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

6 結(jié)論

微生物菌劑作為一種綠色、可持續(xù)的生物農(nóng)藥和生物肥料,對大棚黃瓜產(chǎn)量的影響是顯著的。本文實驗驗證微生物菌劑可以通過調(diào)節(jié)土壤微生物群落、提高黃瓜植物的免疫力、促進養(yǎng)分吸收和改善土壤質(zhì)量等方式,顯著提高黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)。另外,還提出了微生物菌劑的應(yīng)用策略,在此基礎(chǔ)上總結(jié)了微生物菌劑的應(yīng)用前景,通過使用微生物菌劑可以降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量和環(huán)境污染,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。