张 雯,吴书格

(湖北三宁化工股份有限公司 湖北,宜昌 443200)

黄瓜是我国的重要经济作物之一,其种植面积广泛,产量较高,而且营养丰富、口感鲜美,深受消费者喜爱。然而,随着人口的增加和城市化的进程,耕地面积逐渐减少,农业生产环境也遭受了极大的破坏,黄瓜生产中的病虫害、土壤污染等问题也越来越突出。病虫害的严重影响导致黄瓜产量的大幅下降,同时也加剧了环境的污染,对生态系统的破坏也逐渐加重[1]。为了解决这些问题,人们开始探索各种防治手段。其中,微生物菌剂作为一种生物防治手段,具有无毒、高效、可持续等优点,逐渐受到了广泛的关注和应用。本研究从微生物菌剂对黄瓜根系微生物群落、土壤环境、黄瓜生长发育等方面的影响入手,探讨微生物菌剂对大棚黄瓜产量的影响,并通过实验比较不同处理组的黄瓜产量和质量,证明微生物菌剂能够显著提高大棚黄瓜的产量和品质,最后探讨了微生物菌剂在大棚黄瓜生产中的应用策略和发展趋势。

1 微生物菌剂对黄瓜的影响

1.1 微生物菌剂对黄瓜根系微生物群落的影响

根系微生物是指生活在植物根际的微生物群体,包括细菌、真菌、放线菌等。根系微生物群落对植物的生长发育、营养吸收、抗逆性等方面都有重要影响。微生物菌剂的应用可以影响根系微生物群落的结构和数量,从而对植物的生长发育产生影响[2]。

1.1.1 微生物菌剂对根系微生物群落结构的影响

微生物菌剂的应用可以影响黄瓜根系微生物群落的结构和数量。施用微生物菌剂可以显著增加黄瓜根际土壤中细菌和真菌的数量,特别是一些具有生物控制功能的细菌和真菌。例如,施用磷酸溶菌酶菌剂和赤霉素生产菌剂可以显著增加黄瓜根际土壤中铵氧化菌和硝化细菌的数量,同时降低黄瓜根际土壤中的放线菌数量。另外,微生物菌剂的应用可以增加黄瓜根际土壤中一些有益微生物的数量,例如产酸杆菌、链霉菌等。

1.1.2 微生物菌剂对根系微生物群落多样性的影响

微生物菌剂的应用不仅可以影响根系微生物群落结构,还可以对其多样性产生影响。多样性是指某个生态系统或生物群落中物种种类的数量和相对丰度的度量。在黄瓜根系微生物群落中,微生物菌剂的应用可以增加微生物的多样性。施用微生物菌剂可以显著增加黄瓜根际土壤中细菌的多样性,尤其是一些具有生物控制功能的细菌。

1.2 微生物菌剂对土壤环境的影响

微生物菌剂的应用不仅可以影响作物的生长和根系微生物群落结构,还可以影响土壤环境的一些物理化学性质。微生物菌剂的应用可以提高土壤有机质、氮素、磷素等养分的含量,改善土壤质量,增加土壤肥力。施用菌肥可以显著提高土壤中有机碳、全氮和速效磷的含量,且这种提高作用会随着施用次数的增加而增强。另外,菌肥的施用还可以改善土壤的结构,增加土壤团粒、提高土壤孔隙度和持水性,从而增强土壤的通气性和透水性,促进黄瓜根系生长[3]。

微生物菌剂的应用可以促进土壤养分的循环和转化,从而提高土壤肥力和作物产量。微生物菌剂中的微生物可以分解有机物,释放出氮、磷、钾等养分供作物吸收利用。此外,微生物菌剂中的一些微生物还可以与作物共生固氮,提供额外的氮源。微生物菌剂的应用还可以降低土壤中的养分流失和污染,对于环境保护也具有积极意义。由于微生物菌剂中的微生物能够促进养分循环和转化,因此可以降低养分流失的风险。同时,微生物菌剂的应用还可以降低化肥的使用量,减少化肥对环境的污染。

1.3 微生物菌剂对黄瓜产量的影响

微生物菌剂的使用可以对黄瓜产量产生积极的影响。微生物菌剂中的活性微生物可以与黄瓜根系形成共生关系,从而增加植物对养分的吸收和利用效率,促进植物的生长和发育。此外,微生物菌剂还可以抑制一些病原微生物的生长,从而减少病害的发生,提高黄瓜的产量和品质。

2 材料和方法

通过一系列实验研究,探究微生物菌剂对大棚黄瓜产量的影响,为黄瓜生产提供一种新的、可持续的解决方案,同时为微生物菌剂的应用提供理论和实践基础。

2.1 实验材料

本实验所用的大棚黄瓜为本地常用的品种。微生物菌剂包括两种:一种是生根菌,另一种是植物生长促进菌。其中,生根菌是由两株细菌菌株培育而成,分别为磷酸解脲杆菌和拟杆菌;植物生长促进菌是由1株红球菌和1株绿球菌菌株培育而成。

2.2 实验设计

本实验采用完全随机设计,共设置四个处理组,每个处理组设置三个重复样本。具体实验设计如下:处理组1:对照组,不施用微生物菌剂,只施用基础肥料和常规农药。处理组2:施用生根菌,基础肥料和常规农药。处理组3:施用植物生长促进菌,基础肥料和常规农药。处理组4:同时施用生根菌和植物生长促进菌,基础肥料和常规农药。

2.3 实验方法

2.3.1 土壤处理

实验使用的土壤为本地常用的黄瓜栽培土壤。在实验开始前,对土壤进行了基础处理,包括翻耕、消毒等。

2.3.2 种植和施肥

在种植过程中,使用常规的黄瓜育苗方法。当幼苗长到2～3叶时,进行移栽,每个处理组设置10个黄瓜株。在移栽过程中,为每个处理组分别施用相应的微生物菌剂、基础肥料和常规农药。其中,基础肥料包括有机肥、复合肥等。

2.3.3 采集数据和样品处理

在黄瓜成熟期间,每个处理组分别对黄瓜株进行采集和称重。同时,对每个处理组的土壤样品进行采集和处理,包括土壤微生物群落结构分析、土壤肥力分析等。

2.4 统计分析

采用SPSS 22.0软件进行数据分析。采用方差分析(ANOVA)和t检验进行统计分析,以评估微生物菌剂对大棚黄瓜产量的影响。

3 结果

3.1 微生物菌剂对大棚黄瓜产量的影响

根据表1中的结果,首先可以看出与对照组相比,使用微生物菌剂处理组的黄瓜产量都有不同程度的提高。其中生根菌处理组相对于对照组提高了9.2%,植物生长促进菌处理组相对于对照组提高了16.5%,同时施用生根菌和植物生长促进菌的处理组相对于对照组提高了27.4%。这表明微生物菌剂的应用可以显著提高黄瓜产量;其次根据表1中的数据,同时施用生根菌和植物生长促进菌的处理组的黄瓜产量最高,达到了747.2公斤/亩,相对于对照组提高了27.4%。而单独使用生根菌或植物生长促进菌的处理组,虽然也可以提高黄瓜产量,但是提高幅度较小,分别为644.2公斤/亩和685.2公斤/亩,相对对照组的提高幅度分别为9.2%和16.5%。这表明生根菌和植物生长促进菌同时使用可以产生协同效应,提高黄瓜产量的效果最好;最后通过统计分析,表明微生物菌剂的应用可以显著提高黄瓜产量。根据表1中的数据,处理组的黄瓜产量均高于对照组,且P<0.05,表明这种差异是显著的。这也验证了微生物菌剂对植物生长和产量的促进作用,为农业生产提供了一种新的方法和思路。

表1 微生物菌对大棚黄瓜产量的影响

处理组黄瓜产量(kg/亩)对照组587.4生根菌644.2植物生长促进菌685.2生根菌+植物生长促进菌747.2

3.2 微生物菌剂对土壤微生物群落结构的影响

为了检测微生物菌剂对土壤微生物群落结构的影响,我们对每个处理组的土壤样品进行了高通量测序分析。通过对测序结果进行OTU聚类,可以得到每个处理组的土壤微生物丰富度(即OTUs/10000 reads)。具体数据如表2所示。从表格中可以看出,施用微生物菌剂的处理组的土壤微生物丰富度都比对照组要高。同时,生根菌+植物生长促进菌的处理组的土壤微生物丰富度最高,比对照组高出约52.0%。这表明微生物菌剂的应用可以显著提高土壤微生物群落的丰富度,从而有助于改善土壤生态环境。

表2 微生物菌对土壤微生物群落结构的影响

处理组土壤微生物丰富度(OTUs/10000 reads)对照组39.2生根菌48.5植物生长促进菌52.1生根菌+植物生长促进菌59.6

3.3 微生物菌剂对土壤肥力的影响

通过对每个处理组的土壤样品进行化学分析,发现施用微生物菌剂的处理组相比于对照组,在土壤肥力上存在一定的差异。生根菌处理组显示该组土壤有机质含量为1.6%,氮素含量为50 mg/kg。与对照组相比,该组土壤的有机质含量和氮素含量都有所增加,分别增加了0.4%和20 mg/kg;植物生长促进菌处理组显示,该组土壤有机质含量为1.5%,氮素含量为40 mg/kg。与对照组相比,该组土壤的有机质含量增加了0.3%,氮素含量增加了10 mg/kg;生根菌+植物生长促进菌处理组显示该组土壤有机质含量为1.8%,氮素含量为60 mg/kg。与对照组相比,该组土壤的有机质含量增加了0.6%,氮素含量增加了30 mg/kg。由此可以得出结论,施用微生物菌剂可以促进土壤肥力的提高,其中生根菌和植物生长促进菌对有机质和氮素的贡献比对照组分别提高了33.3%和33.3%的含量,同时施用两种微生物菌剂则更显著地促进了土壤有机质和氮素含量的提高。因此,在实际农业生产中,施用微生物菌剂可以有效地提高土壤肥力,促进植物生长。具体如表3所示。

表3 微生物菌对土壤肥力的影响

处理组有机质含量(%)氮素含量(mg/kg)对照组1.230生根菌1.650植物生长促进菌1.540生根菌+植物生长促进菌1.860

3.4 实验分析

本实验结果表明,微生物菌剂对大棚黄瓜产量和土壤微生物群落结构具有一定的影响,其中,施用植物生长促进菌和生根菌均能够提高黄瓜产量,同时施用两种微生物菌剂能够更好地促进植物生长。进一步分析实验结果,微生物菌剂能够通过增加植物根系和土壤微生物群落的多样性来促进植物的生长和发育,这说明微生物菌剂对土壤生态环境有积极的影响。由于微生物菌剂能够改善土壤生态环境,使作物生长更为健康,因此,在实际生产中,合理施用微生物菌剂不仅可以提高作物产量和质量,还可以实现可持续农业的目的,对农业生产有重要意义。

4 微生物菌剂的应用策略

4.1 选择合适的微生物菌剂

在选择微生物菌剂时,需要考虑菌剂的种类和特性,以及它们与黄瓜生长环境和土壤条件的适应性。微生物菌剂可以包括细菌、真菌、放线菌等多种微生物种类。不同的微生物菌剂具有不同的特性和生态适应性,对于黄瓜的生长和产量也会产生不同的影响。因此,选择合适的微生物菌剂是非常重要的[5]。另外,还需要考虑微生物菌剂的生态安全性和环境适应性。选择对生态系统和环境友好的微生物菌剂,能够有效减少对环境的影响,并且对于土壤环境和微生物群落的影响也更加有利。因此,在选择微生物菌剂时,需要充分考虑微生物菌剂的生态安全性和环境适应性,并且选择能够适应当前黄瓜生长环境和土壤条件的微生物菌剂,从而实现更好的生物防治效果和黄瓜产量的提高。

4.2 合理施用微生物菌剂

微生物菌剂的施用需要结合实际情况和黄瓜生长的不同阶段进行,通常分为移栽前、移栽后和果实成熟期三个阶段。

4.2.1 移栽前

在移栽前,可以通过种子处理和苗期处理的方式施用微生物菌剂,以提高黄瓜幼苗的质量和抗逆能力。例如,可以将微生物菌剂喷洒在种子表面或种子处理液中,也可以将微生物菌剂溶解在浇水的肥料中,然后灌溉黄瓜幼苗[6,7]。

4.2.2 移栽后

在移栽后,可以将微生物菌剂通过土壤施用的方式施用,以促进黄瓜植株的生长和发育。例如,可以将微生物菌剂溶解在灌溉水中,然后灌溉到土壤中。此外,还可以将微生物菌剂喷洒在植株的叶面上,以促进植株的吸收养分和提高抗逆能力。

4.2.3 果实成熟期

在果实成熟期,可以通过喷洒微生物菌剂的方式施用,以促进黄瓜果实的品质和产量。例如,可以将微生物菌剂溶解在水中,然后喷洒到黄瓜果实表面或叶面上。

5 微生物菌剂的应用前景

微生物菌剂作为一种绿色、可持续的生物农药和生物肥料,具有广阔的应用前景。随着人们对农业生产和生态环境的关注程度不断提高,微生物菌剂的应用范围也在不断扩大。在黄瓜生产中,微生物菌剂已经得到了一定的应用,它可以显著提高黄瓜的产量和品质,同时还可以降低化学农药的使用量和环境污染。这表明微生物菌剂在现代农业生产中具有非常广泛的应用前景。除了黄瓜,微生物菌剂还可以应用于各种蔬菜、水果、粮食作物等不同的农作物上,从而提高作物的产量和品质。未来,微生物菌剂技术的发展将具有以下几个方面的应用前景:

首先,可以深化微生物菌剂的作用机理。虽然微生物菌剂在农业生产中已经得到了广泛应用,但其作用机理仍然需要进一步研究和深化。通过深入了解微生物菌剂的生态学和生理学特性,可以更好地理解其在植物生长和发育中的作用机理,并为进一步优化微生物菌剂的配方和应用提供科学依据。

其次,未来可以发展更多种类的微生物菌剂。目前,微生物菌剂的种类相对较少,主要以细菌和真菌为主。随着生物技术的不断发展,未来可以通过基因工程等手段,开发出更多种类、更适合不同作物和环境条件的微生物菌剂,以满足不同农业生产需求。

最后,未来还可以通过微生物菌剂与其他农业技术的结合,实现更高效、更绿色的农业生产。例如,可以将微生物菌剂与无土栽培、精准施肥、生物控制等技术相结合,从而实现更加智能、高效的农业生产。

6 结论

微生物菌剂作为一种绿色、可持续的生物农药和生物肥料,对大棚黄瓜产量的影响是显著的。本文实验验证微生物菌剂可以通过调节土壤微生物群落、提高黄瓜植物的免疫力、促进养分吸收和改善土壤质量等方式,显著提高黄瓜的产量和品质。另外,还提出了微生物菌剂的应用策略,在此基础上总结了微生物菌剂的应用前景,通过使用微生物菌剂可以降低化学农药的使用量和环境污染,提高农业生产效率。