由于设施栽培高度集约化、复种指数高及栽培种类单一，设施蔬菜作物在实现周年生产、增加经济效益的同时，土壤次生盐渍化、土传病害、连作障碍等诸多问题也日益凸显^[1]。土壤微生物是土壤生命活体的主要组成部分，它推动土壤养分循环，促进生物降解，是土壤肥力形成和持续发展的核心动力^[2]。外源添加微生物菌剂，能够增强土壤微生物活性，改良土壤板结，激发土壤活力，提高肥料利用率；同时能够预防土传病害的发生，促进植物生长发育，提高其抗逆能力。

微生物菌剂是人工培植的含有大量有益活菌及多种天然活性物质的新型肥料^[3]，它能改善土壤生物学特性，维持土壤微生物区系平衡，通过将土壤中某些重要元素从不可获得转化为蔬菜可吸收的状态，以促进植物生长发育并提高蔬菜品质产量^[4-5]。施用微生物菌剂是当今农业生态发展的重要举措之一，目前关于微生物菌剂的研究多集中于土壤改良栽培^[6-7]、生物修复^[8]和堆肥发酵应用^[9]等领域，也有学者探究了基质拌菌对壮苗的影响^[10-11]，而关于基质拌菌育苗对土壤微生物特性和番茄生理品质的影响鲜有报道。因此，本试验以基质拌菌进行番茄育苗，并于定植后观测各处理对土壤微生物特性、番茄生长及果实品质等指标的影响，筛选最适基质拌菌育苗组合，为促进设施栽培番茄优质高效生产提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况

试验地位于陕西省咸阳市泾阳县樊尧村西北农林科技大学泾阳蔬菜试验示范站（108°29′40″E， 34°26′37″N，海拔 425 m）。试验站年平均气温 13℃，年平均降水量 548.7 mm，属暖温带大陆性季风气候。土壤类型为典型的黄垆土，前茬作物为番茄。

1.1.2 试验材料

供试番茄品种为高品质口感型番茄“水果沃特”。试验使用国产（鲁盛）和进口（HORTIMED） 2 种基质，供试微生物菌剂分别为荧保素（领先生物农业股份有限公司）、枯草芽孢杆菌（保定科绿丰生化科技有限公司）、地衣芽孢杆菌（西北农林科技大学资源环境学院提供）、施地富（沧州华雨生物科技有限公司）、聚得星（霍州禾丰生物肥料有限公司）和草根 8 号（北京草根创新农业科技有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

2种育苗基质均设置 7 个处理（表1），分别为基质添加 6 种微生物菌剂（T1～T6）和清水对照（CK）处理。混配均匀后采用 50 孔穴盘进行育苗，每个穴盘基质用量为 4.5 L，每个处理 3 盘，每穴播种 1 粒，幼苗和定植后不再施加任何菌剂。

田间试验共 14 个处理，随机区组设计，3 次重复，小区面积 12.4 m² 。采用大行距蚯蚓肥简易槽式栽培，大行距 160 cm、小行距 40 cm、株距 25 cm，双行定植，每个小区 48 株，单杆整枝。于 2020 年 9 月 8 日播种，10 月 12 日番茄幼苗 5 叶一心时定植，2021 年 3 月 7 日开始收获。定植前每小区基施环保酵素 40 kg，蚯蚓肥 20 kg；定植后追肥情况及肥料简介见表2、3，采用水肥一体化管理，滴灌带出水量为 2.6 L/h。其他管理措施按照常规田间管理方法进行。

1.2.2 测定项目与方法

开花结果期生长指标测定：番茄定植 95 d 后，选取 5 株长势一致的植株挂牌进行生长指标测定，株高用卷尺测定子叶节到生长点的高度（cm）；茎粗用游标卡尺测量距离基部 3 mm 处的粗度（mm）；利用直尺测量最大叶片叶长及叶宽，计算叶面积（cm²）；采用手持式叶绿素仪测定叶片叶绿素含量（SPAD 值）。

果实品质指标测定：成熟期取第 3 穗大小、色泽均匀一致的果实进行品质测定。采用手持式折光仪读取可溶性固形物；番茄红素用分光光度法测定^[12]； 维生素 C 含量用钼蓝比色法测定^[13]；可溶性糖含量用蒽酮比色法测定^[13]；有机酸含量用 0.1 mol/L NaOH 滴定法测定^[13]；糖酸比为可溶性糖与有机酸的比值。

土壤微生物多样性测定^[14]：拉秧后，利用 5 点取样法采集各小区 0～20 cm 的土样，用于土壤指标的测定。采用稀释平板法测定土壤中可培养细菌、真菌、放线菌的数量，其中细菌测定采用牛肉膏蛋白胨琼脂培养基，真菌测定采用马丁培养基，放线菌测定采用改良高氏Ⅰ号培养基，微生物计数基本单位为 CFU/g（干土）。

土壤酶活性测定^[15]：蔗糖酶活性采用 3，5-二硝基水杨酸比色法测定，以 24 h 后 1 g 土壤中葡萄糖的毫克数表示；碱性磷酸酶活性用磷酸苯二钠比色法，以 24 h 后 1 g 土壤中释放出酚的毫克数表示；过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定，以 20 min 后 1 g 土壤消耗 0.02 mol/L 高锰酸钾的毫升数表示。脲酶活性采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定，以 24 h 后 1 g 土壤中 NH₃-N 的毫克数表示。

1.3 数据整理与分析

试验数据采用 Excel 2010 和 SPSS 26.0 进行系统整理、方差分析和显著性检验；采用 Duncan 法 （0.05 水平）进行多重比较，使用 Origin 2020 进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 基质拌菌对土壤微生物特性的影响

2.1.1 不同处理对土壤微生物多样性的影响

由表4 可以看出，番茄土壤微生物数量对各处理的响应程度不同。国产基质拌菌育苗均能提高土壤细菌数量和除 T4 处理外的放线菌数量，并降低真菌数量。以 T1 处理的细菌和 T3 处理的放线菌菌数最高，分别较 CK 显著增加 66.57% 和 95.98%， T6 处理土壤真菌菌数最低，为 0.75×10⁵ CFU/g。随着细菌和放线菌的增加，土壤总微生物数量也增加，各处理排列顺序为：T1>T5>T6>T3>T2>T4>CK，均显著高于同区 CK。进口基质拌菌育苗对土壤微生物数量影响较小。其中，T6 处理细菌和真菌数量均显著提高，较 CK 分别增加 23.08% 和 62.92%，进而提高了土壤微生物总数。各处理（除 T5 处理外） 放线菌数量均显著低于同区 CK，T2、T3、T4 和 T5 处理均降低了土壤中真菌数量，且显著低于 CK。具体到某个菌，各个处理规律性不同，这说明土壤微生物数量不仅与育苗基质及施用菌剂有关，而且与土壤温度、湿度、酸碱性等综合因素有关。

注：同一基质同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下同。

2.1.2 不同处理对土壤酶活性的影响

由表5 可知，国产基质中各处理蔗糖酶活性与 CK 均无显著差异，进口基质中也有类似的发现，但以草根 8 号处理（T6 处理）在 2 种基质中的综合表现最佳，较同区 CK 分别提高 24.07% 和 137.93%。各处理对番茄土壤中脲酶和过氧化氢酶活性均无显著促进作用。国产基质拌菌育苗处理对土壤碱性磷酸酶活无显著影响，而进口基质中 T1、 T2、T3 和 T6 处理均显著提高了土壤碱性磷酸酶活性，较同区 CK 分别提高了 12%、16%、14% 和 14%，T4、T5 处理与 CK 无显著差异。综上，2 种基质中以草根 8 号处理（T6 处理）综合表现最佳。

2.2 不同处理对番茄生长的影响

由图1a 可知，国产基质中各处理叶片叶绿素含量与 CK 均无显著差异，进口基质中也有类似发现；国产基质各处理以 T6 处理叶绿素含量最高，平均比 CK 提高了 4.67%，而进口基质各处理以 T1 处理番茄叶片 SPAD 值最高，较 CK 增加了 2.64%。从番茄株高排列顺序看，国产基质各处理为： T6>T2>T3>T4>T5>CK>T1，除 T1 处理外各处理间无显著差异，T6 处理株高较 CK 增加 3.36%；进口基质各处理株高排列顺序为：T1>T6>T5>CK>T3>T4>T2， T1 和 T6 处理分别较 CK 显著提高了 5.27% 和 3.96%，T2 和 T4 处理分别较 CK 显著降低了 4.60% 和 3.41%，T3 和 T5 处理与 CK 无显著差异（图1 b）。不同处理对番茄茎粗的影响如图1c 所示，以 T3 处理的综合表现最佳，国产基质 +T3 处理和进口基质 +T3 处理番茄茎粗较同区 CK 显著增加，增幅分别为 19.39% 和 16.67%。国产基质拌菌各处理果实单果重均高于 CK，其中 T2、T4 和 T5 处理分别较 CK 显著提高 45.05%、57.19% 和 45.16%，而 T1、T3 和 T6 处理与 CK 无显著差异；进口基质拌菌各处理间果实单果重无显著差异（图1d）。

2.3 不同处理对番茄果实品质的影响

由表6 可知，国产基质中各处理番茄果实可溶性固形物含量无显著差异。国产基质 +T6 处理果实维生素 C、番茄红素含量均高于同区各处理，分别较 CK 增加 20.28% 和 23.78%；同时显著提高了果实有机酸含量，较 CK 增加 34.09%（P<0.05），降低了果实糖酸比；可溶性糖含量以国产基质 +T3 处理最高，较 CK 差异显著，增加 21.27%。进口基质中各处理番茄果实可溶性固形物、可溶性糖、有机酸和糖酸比均无显著差异；以进口基质 +T3 处理果实维生素 C 含量最高，较 CK 显著提高，增幅为 166.69%；以进口基质 +T6 处理果实番茄红素的含量最高，较 CK 提高 38.36%。

注：同一指标同一基质图柱上不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。

2.4 番茄品质性状的主成分分析

为综合评价不同处理对果实品质的影响，对 6 个品质指标进行主成分分析，经方差贡献率及原始性状的成分载荷矩阵，明确了“糖酸比、有机酸含量、可溶性固形物含量”是影响番茄品质的主要因素，并根据林海明等^[16]的方法进一步确定主成分与品质指标间的关系，分别得到 3 个主成分函数表达式，如下：

第 1 主成分：Y₁=0.490X₁+0.168X₂-0.175X₃-0.183X₄+0.507X₅-0.641X₆；

第 2 主成分：Y₂ =0.104X₁-0.563X₂-0.105X₃+ 0.705X₄+0.398X₅+0.072X₆；

第 3 主成分：Y₃ =-340X₁+0.447X₂+0.662X₃+ 0.306X₄+0.375X₅-0.114X₆；

式中 X₁～X₆ 分别代表可溶性固形物、维生素 C、番茄红素、可溶性糖、有机酸含量和糖酸比。

结合 3 个主成分的方差贡献率，建立综合评价函数：F=0.3762Y₁+0.2460Y₂+0.1814Y₃

F 为综合评价指标，应用该函数计算出不同处理番茄果实品质综合评价 F 值并进行排序，国产基质 +T6 处理番茄果实的 F 值最高，其次是国产基质 +T2、国产基质 +T4 处理（表7），该结果基本与上述品质分析结果一致。

3 讨论

土壤微生物是土壤生命活体的主要组成部分，它们参与土壤物质循环与能量流通、有机物分解与利用，是判断土壤健康状况的重要依据^[17-18]。然而，由于设施栽培的局限性、多年连作、重茬及化肥的长期大量施用，使微生物区系由“细菌型”土壤向“真菌型”土壤转化，导致地力衰竭，病原菌数增多，土传病害加重^[19]。胡春江等^[20]研究发现，土壤真菌富集会强烈抑制大豆的生长发育。本试验中，国产基质拌菌育苗处理均显著增加栽培土壤细菌、放线菌数量及微生物总量，降低真菌数量，此结果与马二磊等^[21]、孔庆宇等^[22]和方成等^[23]研究结果一致。这一方面归因于较早施用的微生物菌剂及其富含的有益活菌促使土壤有益微生物大量繁殖；另一方面，大量繁殖的有益微生物群落通过营养竞争、生长位点占领，产生抗生素、细菌素等抑菌物质，抑制有害真菌、细菌定殖及病原菌侵染，致使土壤微生物种类与数量发生变化^[24]。已有研究表明，土壤中细菌、真菌、放线菌等主要微生物群落的组成和数量变化可用于表征土壤微生物活性水平^[25]，土壤中细菌和放线菌密度越大，土壤肥力水平越高^[26]。本试验中，三大类微生物群体以细菌占比最大，其次为放线菌，真菌所占比例最小，且国产基质拌菌所育幼苗定植后能够改变土壤原有的微生物群落结构，改善土壤健康状况，促进番茄生长；而在进口基质拌菌育苗处理中，只有进口基质 +T6 处理得到了相似结果。

土壤酶与土壤微生物关系密切，影响土壤微生物活性的因素（土壤温度、湿度、pH、水分和有机质含量、空气流通状况等）同样影响土壤酶活性，但微生物菌剂对土壤酶活性的影响在植物不同生育期存在一定差异，与土壤中微生物数量、菌剂施用时间有关。宋健等^[27]认为，菌剂施入增加了土壤微生物数量，随之提高土壤酶活性，二者存在正相关；二者共同作用加速土壤有机物分解，并不断为酶促反应提供底物，形成良性循环，但该循环效果可能会随施用时间的延长及微生物定殖数量的减少而减弱。此外，武双双^[28]研究表明土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性均随温度的升高而降低，王雪松^[29]也发现增温显著抑制了土壤中与碳、磷循环相关的水解酶活性。本试验中，2 种基质拌菌处理对定植后番茄土壤酶活性均无显著影响，这可能与菌剂施用对象、菌剂施入时间、土样采集时棚内温度过高有关。

有益微生物不仅通过改善土壤或基质的养分供应能力，还可通过定殖于作物根系表面或内部，间接或直接影响作物生长^[30]。相关研究表明，施用微生物菌剂可促进番茄种子萌发和植株生长^[31]，优化烟草苗期农艺性状^[10]，对枸杞生长发育、增产与改善品质方面均有正面影响^[32]。本试验中，以 T6 和 T3 处理番茄长势较强，推测可能是 T6 处理促使土壤中氮肥转化成更多硝态氮，利于植物吸收利用；而地衣芽孢杆菌（T3）较强的固氮能力和较长的存活期也利于植株生长发育^[33]。此外，国产基质拌菌育苗处理均能提高番茄果实单果重，这与王归鹏等^[34]、马凤捷等^[35]在番茄和哈密瓜上应用微生物菌剂所得的结果一致。番茄果实品质包括可溶性固形物、有机酸、番茄红素、维生素 C 等；本试验中，2 种基质 +T6 的处理均能提高果实维生素 C 和番茄红素含量，这与大部分学者研究结果一致，如王明友等^[36]表明，增施微生物菌剂对果实维生素 C 和番茄红素含量有很强的正面影响； 张绪美等^[37]施用微生物肥有效缓解了土壤次生盐渍化，增加了果实可溶性糖、维生素 C 和有机酸含量。国产基质拌菌处理（除 T1 外）对果实有机酸含量也有一定的正面效应，这与鲁凯珩等^[38]施加 S3-1 处理组有机酸含量显著高于 CK 组的结论相似。主成分分析综合评价表明，国产基质拌菌育苗对番茄增质效果优于进口基质，且国产基质 +T6 处理综合得分最高。较高的糖度和酸度利于番茄最佳风味的形成^[39]，较高的有机酸水平虽会降低番茄的糖酸比，但能促进番茄整体风味的提升^[40]，本试验条件下，国产基质 +T6 处理与该研究结果一致。

4 结论

在本研究条件下，国产基质拌菌育苗对土壤微生物特性、番茄生长及果实品质的改善效果优于进口基质。国产基质 + 草根 8 号处理通过改变番茄土壤微生物群落结构，促进细菌、放线菌繁殖，抑制真菌生长，优化土壤微生物区系；提高相关酶活性，进而促进番茄植株的养分循环与生长能力，提高叶片叶绿素含量，最终达到增产提质的目的。因此，国产基质 + 草根 8 号处理是番茄最适基质拌菌育苗组合。

参考文献