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Effects of interaction between vermicompost and probiotics on soil property, yield and quality of tomato.

蚓粪和益生菌互作对土壤性状及番茄产量和品质的影响


本试验研究了两株益生细菌(巨大芽孢杆菌BM和解淀粉芽孢杆菌BA)与化肥和蚓粪配施对土壤性状、番茄产量和品质的影响.结果表明:与化肥相比,在等养分条件下蚓粪能够提高番茄产量、果实可溶性糖和蛋白质含量,并提高土壤pH和速效磷含量.与单施蚓粪相比,益生菌与蚓粪配施不仅能提高番茄产量、果实可溶性糖、蛋白质、维生素C含量和糖酸比,降低有机酸和硝态氮含量,而且增加了土壤pH和硝态氮含量,降低了土壤电导率;益生菌与化肥配施的效果不如益生菌与蚓粪配施.BA和BM与化肥或蚓粪配施时,番茄品质无显著差异,但BA配施蚓粪处理的番茄产量显著高于BM配施蚓粪处理;BM与化肥配施处理显著提高了土壤速效磷含量,而BA与蚓粪配施处理则显著提高了土壤速效钾含量.本研究表明,益生菌和蚓粪可替代化肥用于番茄生产和土壤肥力改良.

In this study, we investigated the effects of two strains of probiotic bacteria (Bacillus megaterium BM and Bacillus amyloliquefaciens BA) combined with chemical fertilizers and vermicompost on the soil property, the yield and quality of tomato. The results showed that under the same nutrient level, vermicompost significantly increased the yield, soluble sugar and protein contents of fruit, the soil pH and available phosphorus when compared with chemical fertilizers. Vermicompost combined with probiotics not only increased the tomato yield, soluble sugar, protein and vitamin C contents, sugar/acid ratio of fruit, and reduced the organic acid and nitrate nitrogen contents of fruit, also increased the soil pH and nitrate nitrogen content, and reduced soil electric conductivity  when compared with vermicompost treatment. This improved efficiency was better than that by chemical fertilizers combined with probiotics. For BA and BM applied with chemical fertilizers or vermicompost, both stains had no significant effect on tomato quality. When coapplied with vermicompost, BA and BM showed significant difference in tomato yield. High soil available phosphorus content was determined when BM was combined with chemical fertilizers, while high soil available potassium content was obtained when BA was combined with vermicompost. Our results suggested that probiotics and vermicompost could be used as alternatives of chemical fertilizers in tomato production and soil fertility improvement.


全 文 :蚓粪和益生菌互作对土壤性状及
番茄产量和品质的影响
申  飞1,2  朱同彬3  滕明姣1  陈  悦1  刘满强1,2  胡  锋1  李辉信1,2∗
( 1南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 210095; 2江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心, 南京 210095; 3中国地质
科学院岩溶地质研究所 /国土资源部、广西壮族自治区岩溶动力学重点实验室, 广西桂林 541004)
摘  要  本试验研究了两株益生细菌(巨大芽孢杆菌 BM和解淀粉芽孢杆菌 BA)与化肥和蚓
粪配施对土壤性状、番茄产量和品质的影响.结果表明:与化肥相比,在等养分条件下蚓粪能
够提高番茄产量、果实可溶性糖和蛋白质含量,并提高土壤 pH 和速效磷含量.与单施蚓粪相
比,益生菌与蚓粪配施不仅能提高番茄产量、果实可溶性糖、蛋白质、维生素 C 含量和糖酸比,
降低有机酸和硝态氮含量,而且增加了土壤 pH 和硝态氮含量,降低了土壤电导率;益生菌与
化肥配施的效果不如益生菌与蚓粪配施.BA 和 BM 与化肥或蚓粪配施时,番茄品质无显著差
异,但 BA配施蚓粪处理的番茄产量显著高于 BM配施蚓粪处理;BM 与化肥配施处理显著提
高了土壤速效磷含量,而 BA 与蚓粪配施处理则显著提高了土壤速效钾含量.本研究表明,益
生菌和蚓粪可替代化肥用于番茄生产和土壤肥力改良.
关键词  番茄; 蚓粪; 益生菌; 果实品质; 土壤养分
Effects of interaction between vermicompost and probiotics on soil property, yield and quali⁃
ty of tomato. SHEN Fei1,2, ZHU Tong⁃bin3, TENG Ming⁃jiao1, CHEN Yue1, LIU Man⁃qiang1,2,
HU Feng1, LI Hui⁃xin1,2∗ ( 1College of Resources and Environmental Science, Nanjing Agricultural
University, Nanjing 210095, China; 2Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic
Waste Resource Utilization, Nanjing 210095, China; 3Institute of Karst Geology, Chinese Academy
of Geological Sciences / Key Laboratory of Karst Dynamics, Ministry of Land and Resources & Guangxi
Zhuang Autonomous Region, Guilin 541004, Guangxi, China) .
Abstract: In this study, we investigated the effects of two strains of probiotic bacteria (Bacillus
megaterium BM and Bacillus amyloliquefaciens BA) combined with chemical fertilizers and vermi⁃
compost on the soil property, the yield and quality of tomato. The results showed that under the
same nutrient level, vermicompost significantly increased the yield, soluble sugar and protein con⁃
tents of fruit, the soil pH and available phosphorus when compared with chemical fertilizers. Vermi⁃
compost combined with probiotics not only increased the tomato yield, soluble sugar, protein and
vitamin C contents, sugar / acid ratio of fruit, and reduced the organic acid and nitrate nitrogen con⁃
tents of fruit, also increased the soil pH and nitrate nitrogen content, and reduced soil electric con⁃
ductivity when compared with vermicompost treatment. This improved efficiency was better than that
by chemical fertilizers combined with probiotics. For BA and BM applied with chemical fertilizers or
vermicompost, both stains had no significant effect on tomato quality. When co⁃applied with vermi⁃
compost, BA and BM showed significant difference in tomato yield. High soil available phosphorus
content was determined when BM was combined with chemical fertilizers, while high soil available
potassium content was obtained when BA was combined with vermicompost. Our results suggested
that probiotics and vermicompost could be used as alternatives of chemical fertilizers in tomato pro⁃
duction and soil fertility improvement.
Key words: tomato; vermicompost; probiotics; fruit quality; soil nutrients.
本文由江苏省农业科技自主创新项目[CX(13)3037]和中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费项目(2015004)资助 This work was
supported by Jiangsu Agricultural Science and Technology Independent Innovation Project [CX(13)3037] and Basic Scientific Research Business Expen⁃
ses of Karst Geology Research Institute of Chinese Academy of Geological Sciences (2015004) .
2015⁃06⁃09 Received, 2015⁃11⁃19 Accepted.
∗通讯作者 Corresponding author. E⁃mail: huixinli@ njau.edu.cn
应 用 生 态 学 报  2016年 2月  第 27卷  第 2期                                            http: / / www.cjae.net
Chinese Journal of Applied Ecology, Feb. 2016, 27(2): 484-490                    DOI: 10.13287 / j.1001-9332.201602.010
    目前农业生产中,施用化肥已成为一种普遍的
农业措施,对于快速补充土壤养分、提高作物产量具
有重要意义,但是长期大量施用化肥也带来了一系
列不利影响,如土壤板结、农产品品质下降、果蔬中
硝酸盐含量过高和土壤有机质含量减少等问
题[1-3],寻求安全且有效替代化肥的物料则显得尤
为重要.蚯蚓粪被称作最好的肥料,具有良好的物
理、化学和生物学特性,施用蚓粪能够改善土壤环
境,促进植物生长,提高作物产量和品质[4-10] .土壤
益生菌指能够对作物生长有积极作用的一类微生
物,土壤中有大量矿物态养分元素不能被植物直接
吸收利用,但是通过土壤有益微生物的作用可以将
部分矿物态养分转化为植物可以利用的有效态养
分[11] .目前,蚓粪在作物和土壤上的利用和有益微
生物对作物和土壤养分的影响均有一些报道[12-14],
但是对在作物生长过程中加入蚓粪和益生菌及二者
共同作用下对土壤和作物品质的影响却鲜有报道.
本试验选用两种具有不同功能的益生菌(巨大芽孢
杆菌 Bacillus megaterium和解淀粉芽孢杆菌 Bacillus
amyloliquefaciens),研究其与化肥和蚓粪配合施用对
番茄产量、品质及土壤理化性质的影响,以期为蚓粪
和益生菌的资源化利用提供理论依据.
1  材料与方法
1􀆰 1  试验材料
田间试验在南京市江宁区禄口镇铜山村金陵绿
谷现代园艺科技示范园内的温室大棚进行,供试土
壤为黄棕壤,蚓粪采自汤泉农场,为由赤子爱胜蚓
(Eisenia foetida)处理半年的牛粪,番茄苗由南京市
蔬菜科学研究所提供,品种为金小灵,具有产量高、
果型大,耐储存运输、易于田间管理的特点,深受当
地农民喜爱并广泛种植.试验用菌为南京农业大学
自行筛选的专利菌———巨大芽孢杆菌 ( Bacillus
megaterium JX15,缩写为 BM,保藏号 CGMCC No.
5622)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens
JX1,缩写为 BA,保藏号 CGMCC No. 5624). BM 和
BA分别具有产吲哚乙酸 ( IAA)、固氮解磷和产
IAA、解钾的功能.蚓粪及土壤的理化性质见表 1.
1􀆰 2  试验设计
试验共设 6个处理:单施化肥(CF)、化肥+巨大
芽孢杆菌(CF+BM)、化肥+解淀粉芽孢杆菌(CF+
BA)、单施蚓粪(VC)、蚓粪 +巨大芽孢杆菌(VC +
BM)和蚓粪+解淀粉芽孢杆菌(VC+BA).每个处理 4
次重复,共 24 个小区,随机区组排列,小区面积为
2􀆰 5 m×2.5 m.根据前期研究结果[15],选定蚓粪施用
量 15 t·hm-2(干基质量),一次性撒施于试验小区
中.供试化肥为 CO(NH2) 2、NH4H2PO4和 KCl,其施
用量依据蚓粪所含氮磷钾含量和施用量折算而成,
共计 N 150 kg·hm-2、P 2O5398 kg·hm
-2、K2O 334
kg·hm-2,该用量略低于当地农户施用量.接种的菌
液由发酵罐发酵而来,活菌含量 1×108 cfu·mL-1,
施用量 1 L·m-2,不接菌处理按普通细菌培养基
(10 g蛋白胨+5 g酵母浸粉+10 g氯化钠,定容 1 L)
培养稀释 100 倍后使用,采用喷洒的方式均匀施入
小区,施入后随肥料一起翻耕.各处理后期管理措施
保持一致.
2014年 5 月 8 日移栽 28 棵幼苗于每个小区
中,行距 35 cm,列距 50 cm,总计 7 行 4 列,待番茄
株高达到 30 cm 时开始搭架子,植株分杈后保留两
个主杈,其余全部剪去,待番茄整体株高达 150 cm
时打顶,每 7 d检查并剪去多余枝杈,开始挂果时剪
去距地面 50 cm 以下叶子和过密叶子,保留上部新
叶,保持株间通风良好;采用滴灌,每 3 d打开滴灌 5
h,保持土壤湿润不积水,分别于盛花期(6 月 18 日)
和收获期(8月 20日)采集土壤样品,第 1 穗果成熟
后每 5~7 d采摘成熟果实并称量,采摘第 5 穗果时
取同一高度成熟度相似的果实测定品质指标.
1􀆰 3  测定方法
每个小区按五点法采集土壤样品,去除植物根
系和石块后,测定土壤基本理化性质[16]:铵态氮、硝
态氮采用 2 mol·L-1 KCl 浸提,连续流动分析仪
(Seal AutoAnalyzer 3)测定;速效磷采用NH4F⁃HCl
表 1  供试土壤和蚓粪的基本性质
Table 1  Physico⁃chemical properties of tested soil and vermicompost
项目
Item
有机质
Organic matter
(g·kg-1)
全氮
Total N
(g·kg-1)
全磷
Total P
(g·kg-1)
全钾
Total K
(g·kg-1)
速效磷
Available P
(mg·kg-1)
速效钾
Available K
(mg·kg-1)
碱解氮
Alkali⁃
hydrolyzed N
(mg·kg-1)
pH 含水量
Water
content
(%)
黄棕壤
Yellow brown soil
15.3 0.95 0.63 20.1 40.5 119 34.1 5.41 21.9
蚯蚓粪
Vermicompost
598.0 9.98 11.50 18.3 5690.0 2089.0 628.0 8.08 70.5
5842期                      申  飞等: 蚓粪和益生菌互作对土壤性状及番茄产量和品质的影响           
浸提,钒钼黄比色法测定;速效钾采用 NH4OAc浸提
火焰光度法测定;pH 水土比为 5 ∶ 1,pH 计测定.番
茄品质指标测定:可溶性固形物含量采用阿贝折射
仪法;维生素 C 含量采用 2,6⁃二氯靛酚滴定法;可
溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝 G⁃250 染色法;可
溶性糖含量采用蒽酮比色法;有机酸含量采用直接
滴定法;总酚含量采用福林法;硝态氮含量采用水杨
酸比色法[17] .蚓粪理化指标测定参照国家有机肥料
标准 NY 525—2012[18] .
1􀆰 4  数据处理
使用 Excel 2007 整理数据和制作表格,Origin
8􀆰 5作图,SPSS 17. 0 软件对数据进行方差分析和
相关性分析,并用 LSD 法进行差异显著性检验
(P<0􀆰 05).
2  结果与分析
2􀆰 1  蚓粪和益生菌互作对番茄产量的影响
由图 1 可以看出,所有添加蚓粪的处理番茄产
量均高于施化肥处理,接菌处理与未接菌处理相比
番茄产量均有所提高,VC+BA、VC+BM 与 VC,CF+
BM、CF+BA与 CF 之间差异达显著水平,表明益生
菌对提高番茄产量产生了积极的作用.比较各处理
产量,以 VC+BA 处理(25675 kg·hm-2)最高,VC+
BM次之,说明蚓粪和益生菌配合施用对番茄产量
有较大促进作用,但二者交互作用不显著.
2􀆰 2  蚓粪和益生菌互作对番茄品质的影响
图 1  蚓粪和益生菌对番茄产量的影响
Fig.1  Effects of vermicompost and probiotics on tomato yield.
CF: 单施化肥 Chemical fertilizer; CF + BM: 化肥 +巨大芽孢杆菌
Chemical fertilizer+Bacillus megaterium; CF+BA: 化肥+解淀粉芽孢杆
菌 Chemical fertilizer+Bacillus amyloliquefaciens; VC: 单施蚓粪 Vermi⁃
compost; VC+BM: 蚓粪+巨大芽孢杆菌 Vermicompost+Bacillus mega⁃
terium; VC + BA: 蚓粪 +解淀粉芽孢杆菌 Vermicompost + Bacillus
amyloliquefaciens. F: 肥料 Fertilizer; P: 益生菌 Probiotics; I: 交互作
用 Interaction. 不同字母表示处理间差异达显著水平(P<0.05) Dif⁃
ferent letters meant significant difference among treatments at 0.05 level.
下同 The same below.
2􀆰 2􀆰 1蚓粪和益生菌互作对番茄风味指标的影响 
由图 2可以看出,与单施化肥相比,单施蚓粪能够显
著提高番茄果实可溶性糖含量,蚓粪配施益生菌及
化肥配施益生菌分别比单施蚓粪和化肥显著提高了
番茄果实可溶性糖含量,但蚓粪配施益生菌效果优
于化肥配施益生菌;两种益生菌在增加番茄果实可
溶性糖含量上无显著差别.番茄果实中有机酸含量
表现为:与单施化肥相比,蚓粪配施益生菌及化肥配
施BM菌显著降低了果实有机酸含量,单施蚓粪和
图 2  蚓粪和益生菌对番茄风味指标的影响
Fig.2  Effects of vermicompost and probiotics on fruit flavor parameters of tomato.
684                                       应  用  生  态  学  报                                      27卷
化肥配施 BA 菌效果不显著;果实糖酸比反映果实
的口感适宜程度,蚓粪配施益生菌及化肥配施益生
菌均能提高果实糖酸比.瓜果中的酚类物质能起抗
氧化作用,但从本研究来看,施用蚓粪和在化肥蚓粪
中添加益生菌对番茄酚含量提高作用不显著,方差
分析表明,蚓粪和益生菌对改善番茄风味指标的交
互作用不显著.
2􀆰 2􀆰 2蚓粪和益生菌互作对番茄营养指标的影响 
由图 3可知,与 CF(231 mg·kg-1)相比,施用蚓粪
提高了番茄果实可溶性蛋白含量,达 272 mg·kg-1;
与单施蚓粪相比,蚓粪配施益生菌对番茄可溶性蛋
白含量无显著影响,而化肥配施 BM 菌比单施化肥
显著提高了果实可溶性蛋白含量,化肥配施 BA 菌
与单施化肥无显著差异,方差分析表明,蚓粪和益生
菌交互作用不显著.与单施化肥相比,单施蚓粪未能
显著提高果实维生素 C 含量,化肥配施益生菌与单
施化肥果实维生素 C 含量差异不显著,蚓粪配施益
生菌比单施蚓粪显著提高了番茄果实维生素 C 含
量,以 VC +BM 处理维生素 C 含量最高,达 17􀆰 4
mg·100 g-1,蚓粪和益生菌之间交互作用显著.番茄
果实可溶性固形物主要指果汁中能溶于水的糖、酸、
维生素、矿物质等,本试验中各处理之间没有显著差
异.与施用化肥相比,蚓粪和益生菌配施能够有效降
低番茄果实硝态氮含量,以 VC+BA 处理硝态氮含
量最 低 ( 390 mg · kg-1 ), 比 单 施 化 肥 ( 493
mg·kg-1)下降 20.7%,化肥配施益生菌与单施化肥
果实硝态氮含量差异不显著.
2􀆰 3  蚓粪和益生菌互作对土壤养分的影响
由表 2可以看出,与初始土壤(40.5 mg·kg-1)
相比,各施肥处理速效磷含量均显著提高,盛花期和
收获期分别达到 75.6 ~ 127 mg·kg-1和 68.6 ~ 112
mg·kg-1 .盛花期蚓粪配施益生菌处理土壤速效磷
含量均显著低于 VC 处理,但高于 CF 处理,CF+BM
处理显著高于 CF 和 CF+BM 处理.与盛花期相比,
收获期各处理(除 CF处理)土壤速效磷含量均显著
下降, VC + BM ( 79. 7 mg · kg-1 )、 CF + BA ( 68􀆰 6
mg·kg-1)和 VC+BA(74.0 mg·kg-1)处理甚至低于
CF处理(85.7 mg·kg-1),盛花期和收获期施用 BM
菌土壤速效磷含量高于施用 BA 菌土壤,与化肥或
蚓粪配施均表现出相同的趋势.方差分析表明,蚓粪
和益生菌的交互作用显著(表 3).
盛花期和收获期,土壤速效钾含量均以 CF 处
理最高.与化肥配施益生菌相比,种植番茄后蚓粪配
施益生菌处理土壤速效钾含量显著降低.与盛花期
相比,收获期所有处理土壤速效钾含量下降了
17􀆰 1~96.9 mg·kg-1,VC 处理下降幅度最大.两个
生长季 BA处理土壤速效钾含量均高于 BM处理.分
析表明(表 3 和表 4),收获期土壤速效钾含量与番
茄产量呈负相关,盛花期蚓粪和益生菌交互作用不
显著,而收获期两者交互作用显著.
图 3  蚓粪和益生菌对番茄营养指标的影响
Fig.3  Effects of vermicompost and probiotics on fruit nutrition parameters of tomato.
7842期                      申  飞等: 蚓粪和益生菌互作对土壤性状及番茄产量和品质的影响           
表 2  蚓粪和益生菌对土壤化学性状的影响
Table 2  Effects of vermicompost and probiotics on soil chemical property
处理
Treatment
速效 P
Available P
(mg·kg-1)
Ⅰ Ⅱ
速效 K
Available K
(mg·kg-1)
Ⅰ Ⅱ
NH4 + ⁃N
(mg N·kg-1)
Ⅰ Ⅱ
NO3 - ⁃N
(mg N·kg-1)
Ⅰ Ⅱ
pH
Ⅰ Ⅱ
电导率
EC
(μS·cm-1)
Ⅰ Ⅱ
CF 75.6e 85.7bc 201.0a 136.0a 17.0a 29.0a 38.2b 30.4c 5.80c 5.76b 57.3a 43.3ab
CF+BM 127.0a 112.0a 124.0d 95.5c 18.7a 29.6a 42.0ab 44.5ab 5.92bc 5.81b 51.7a 46.1a
CF+BA 78.6de 68.6e 163.0b 119.0b 17.0a 28.9a 39.3b 44.3ab 5.90bc 5.85ab 43.4b 46.2a
VC 114.0b 87.0b 145.0c 48.1e 16.7a 28.0a 42.0ab 37.5bc 6.08ab 6.02a 43.4b 39.0b
VC+BM 103.0c 79.7cd 81.4e 64.3d 18.6a 26.4a 43.9a 53.6a 6.15a 6.11a 42.7b 38.8b
VC+BA 86.6d 74.0de 117.0d 75.1d 16.5a 27.2a 45.3a 51.9a 6.17a 6.03a 41.7b 38.8b
CF: 单施化肥 Chemical fertilizer; CF+BM: 化肥+巨大芽孢杆菌 Chemical fertilizer+Bacillus megaterium; CF+BA: 化肥+解淀粉芽孢杆菌 Chemical
fertilizer+Bacillus amyloliquefaciens; VC:单施蚓粪 Vermicompost; VC+BM: 蚓粪+巨大芽孢杆菌 Vermicompost+Bacillus megaterium; VC+BA:蚓粪
+解淀粉芽孢杆菌 Vermicompost+Bacillus amyloliquefaciens. Ⅰ:盛花期 Bloom stage; Ⅱ:收获期Harvest stage. 下同 The same below. 同列不同字母
表示处理间差异显著(P<0.05) Different letters in the same column meant significant difference among treatments at 0.05 level.
表 3  肥料和益生菌对土壤性状影响的方差分析
Table 3  Variance analysis of effects of fertilizer and probiotics on soil property
生育时期
Growth stage
因子
Factor
自由度
df
有效磷
Available P
有效钾
Available K
NH4 + ⁃N NO3 - ⁃N pH 电导率 EC
Ⅰ 肥料 Fertilizer (F) 1 9.1∗ 48.7∗∗ 0.91ns 15.50∗∗ 28.50∗∗ 24.90∗∗
有益菌 Probiotics (P) 2 36.2∗∗ 28.1∗∗ 4.19∗ 3.19ns 1.61ns 7.55∗
交互作用 Interaction (I) 32.1∗∗ 1.0ns 0.33ns 1.42ns 0.12ns 4.69ns
Ⅱ 肥料 Fertilizer (F) 1 25.5∗∗ 72.10∗∗ 4.09ns 9.52∗ 60.90∗∗ 1.42ns
有益菌 Probiotics (P) 2 61.0∗∗ 7.1∗ 0.12ns 17.90∗∗ 0.17ns 0.52ns
交互作用 Interaction (I) 49.9∗∗ 19.9∗∗ 0.46ns 0.09ns 2.18ns 2.91ns
∗P<0.05; ∗∗ P<0.01; ns: 不显著 Not significant. 下同 The same below.
表 4  土壤性状和番茄品质、产量的相关系数
Table 4  Correlation coefficients between soil property, tomato quality and yield
NH4 + ⁃N NO3 - ⁃N 速效磷
Available P
速效钾
Available K
pH EC
产量 Yield -0.380 0.703∗∗ -0.205 -0.521∗∗ 0.650∗∗ 0.331
可溶性糖 Soluble sugar -0.297 0.760∗∗ -0.263 -0.473∗ 0.428∗ 0.211
有机酸 Organic acid 0.330 -0.587∗∗ -0.039 0.483∗ -0.373 -0.254
糖酸比 Ratio of sugar to acid -0.380 0.734∗∗ -0.114 -0.530∗∗ 0.465∗ 0.220
可溶性蛋白 Soluble protein -0.102 0.497∗ 0.154 -0.508∗ 0.407∗ 0.426∗
NO3 - ⁃N 0.226 -0.131 0.179 0.476∗ -0.398 -0.385
维生素 C Vitamin C -0.276 0.475∗ -0.153 -0.618∗∗ 0.644∗∗ 0.163
可溶性固形物 Soluble solid -0.149 -0.185 0.050 -0.408∗ 0.320 -0.010
酚 Phenol -0.089 0.353 0.172 -0.404 0.445∗ 0.304
    番茄收获期各处理土壤铵态氮含量(16.5 ~ 18.7
mg N · kg-1 ) 均显著高于盛花期 ( 26􀆰 4 ~ 29􀆰 6
mg N·kg-1),同一生长期各处理土壤铵态氮含量无
显著差异.与 CF 相比,施用蚓粪提高了土壤硝态氮
含量,与未施加益生菌相比,添加益生菌也提高了土
壤硝态氮含量.与盛花期相比,番茄收获期益生菌与
化肥或蚓粪配施处理土壤硝态氮含量均有提高,而
CF和 VC处理土壤硝态氮含量呈下降趋势,但方差
分析结果表明,蚓粪和益生菌无交互作用(表 3).与
CF相比,施用蚓粪和益生菌均能提高土壤 pH,降低
EC,蚓粪和益生菌配施处理增加和降低幅度最大.
相关分析表明,pH和产量、维生素 C 呈极显著正相
关,pH和可溶性糖、可溶性蛋白呈显著正相关,蚓粪
和益生菌对 pH和 EC无交互作用.
3  讨    论
本研究结果表明,与单施化肥相比,施用蚓粪不
仅能提高番茄产量(图 1),也提高了果实品质(图 2
和图 3),可溶性糖、蛋白质和维生素 C 含量均显著
增加,而果实硝态氮含量降低.已有众多研究发现,
施用蚓粪能够提高茄子、花生、甘薯和草莓等作物的
产量[9,12-14,19-20],证明了蚓粪的有效性.与化肥相比,
884                                       应  用  生  态  学  报                                      27卷
除提供作物生长所需的有效 N、P 和 K外(表 1),蚓
粪还含有大量有益微生物及赤霉素、细胞分裂素等
促进番茄生长和果实发育的物质[21-22] .此外,蚓粪
的添加还能有效改善土壤结构[23],有利于作物生
长.值得注意的是,蚓粪和益生菌配合施用时,番茄
产量和品质的提高效果更加明显,这与已有文献报
道的蚓粪及益生菌在瓜果、叶菜类上的施用效果一
致[9,15,24-26] .本试验两种益生菌 BM 和 BA 除有解磷
和解钾作用外,还具有产 IAA 的作用,因而 BM 和
BA有可能促进番茄的生长发育.本研究 BM 和 BA
两种菌肥处理番茄产量和品质各有差异,两者在配
施化肥时对番茄产量提高和品质改善无显著差异且
效果不及配施蚓粪,与蚓粪配施时 BA 对提高番茄
产量效果优于 BM,两者与蚓粪配施对番茄品质的
改善效果差异不显著(图 1、图 2和图 3).
蚓粪除含有较高的速效养分外,全氮、全磷和全
钾含量也较高,施入土壤后养分缓慢释放,在番茄生
长季能够持续供应养分;化肥主要以速效养分为主,
灌溉会加速养分的流失和向下迁移.因养分供养途
径和特点不同,化肥、蚓粪和益生菌配施处理土壤性
状有较大差异(表 2).比较施用巨大芽孢杆菌(BM)
和解淀粉芽孢杆菌(BA)的 4个处理可以发现,添加
巨大芽孢杆菌的处理土壤速效磷含量明显高于添加
解淀粉芽孢杆菌处理,而添加解淀粉芽孢杆菌处理
的土壤速效钾含量明显高于添加巨大芽孢杆菌处
理,主要原因在于巨大芽孢杆菌能够促进土壤难溶
性磷酸盐转化为植物可吸收利用的磷,而解淀粉芽
孢杆菌能够利用难溶性含钾硅酸盐为钾源进行生
长,增加土壤有效钾含量,提高了肥料的利用率.番
茄整个生长季,蚓粪配施益生菌处理土壤速效钾含
量均低于单施化肥处理,这可能是因为番茄结果后
喜钾,蚓粪配施益生菌处理番茄生长更好,需要吸收
更多的钾素,从而降低了土壤速效钾含量.相关分析
表明,番茄产量和品质指标与收获期土壤速效钾呈
显著负相关(表 4),这表明本试验土壤速效钾含量
可能制约着番茄产量和品质的进一步提高,即使施
用具有解钾作用的益生菌也并不能有效补充番茄生
长需要的速效钾.由此可以推测,施用蚓粪和益生菌
的同时,补施适量钾肥可以更好地维持土壤养分含
量,促进番茄生长.
值得注意的是,与单施化肥相比,蚓粪提高了土
壤硝态氮含量,但果实中硝态氮含量明显下降(图
3),这与先前研究结果不同.汪建飞等[27]调查施用
不同比例的铵态氮和硝态氮肥发现,菠菜体内硝态
氮含量和施入的硝态氮含量呈正相关.蚓粪成分复
杂,施用蚓粪和益生菌很有可能产生某种特殊物质
促进果实中硝态氮的转化,从而使含量降低,但具体
作用机理尚不明确[19-20],需要进一步研究.
总之,施用蚓粪能够明显提高土壤 pH 而降低
EC值,提高速效磷和硝态氮含量,促进番茄产量和
品质的提高;蚓粪和益生菌配合施用效果更加明显.
为获得高产优质的蔬菜,推荐蚓粪和益生菌配施,但
在番茄生长过程中还应补施适量的速效钾肥.
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作者简介  申  飞,男,1990年生,硕士研究生. 主要从事土
壤生物培肥研究. E⁃mail: 2013103077@ njau.edu.cn
责任编辑  张凤丽
申飞, 朱同彬, 滕明姣, 等. 蚓粪和益生菌互作对土壤性状及番茄产量和品质的影响. 应用生态学报, 2016, 27(2): 484-490
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