枸杞（Lyciumbarbarum L.）属茄科枸杞属植物，为多年生落叶灌木，抗逆性较强^[1]。在我国主要分布于西北干旱地区，是高原地区特色药食两用植物资源^[2]，其含有丰富的营养成分和药理活性成分，如黄酮、甜菜碱、枸杞多糖具有补肾养肝、滋肺明目、补虚劳、抗肿瘤和延缓衰老等功效^[3]，是我国传统的名贵中药材，目前已被国内外众多学者不断深层挖掘和研究^[4-5]。

大量施用化肥和农药会造成土壤板结，土壤有机质及生物活性降低^[6-7]，严重影响枸杞的产量品质及经济效益。微生物菌剂在改良土壤环境中的应用发展迅速。微生物通过自身的生理活性，改善土壤性质，促进植物生长，有效缓解了生态环境的破坏，对农产品的绿色安全问题也有重大意义^[8-9]。李小刚等^[10]研究表明，微生物菌剂可使枸杞多糖提高 0.25%～25.76%，使类胡萝卜素含量提高 37.29%～81.87%，黄酮提高 4.28%～23.42%，甜菜碱提高 0.374%～0.798%。何嘉等^[11]研究发现施入微生物菌剂后，能改善土壤微环境、提高土壤养分，从而达到促生、丰产的效果，对枸杞的生长发育、果实品质及经济效益均有提升效果。

芽孢杆菌作为一种重要的植物根际促生菌，其菌体繁殖系数高、抗逆性强、成本低，是有效的生物肥料菌种之一^[12]。目前，关于芽孢杆菌对植物的促生效应研究较多。徐伟慧等^[13]研究不同根际芽孢杆菌及其复合菌剂对水稻根系的促生效应，发现对水稻促生效果较好，可作为微生物肥料生产的候选菌剂。赵龙飞等^[14]研究表明芽孢杆菌可提高大豆幼苗的耐盐性，对盐胁迫环境的大豆幼苗具有修复作用。前人对芽孢杆菌针对其他作物生产实践中研究较多，但目前关于芽孢杆菌微生物菌剂影响枸杞生长发育的报道相对较少。为此，本试验以“宁杞 7 号”为研究对象，配施了 5 种不同用量的芽孢杆菌微生物菌剂进行田间试验，以研究芽孢杆菌微生物菌剂对枸杞生长、产量品质及土壤理化性质的影响，明确其合理施入量并制定科学有效的施肥措施，为枸杞园土壤肥力提高和可持续发展提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验区设于诺木洪农场，地处柴达木盆地东南部海西蒙古族藏族自治州都兰县宗加镇。东经 36°43′41.51″，北纬 96°42′63.92″，海拔 2790 m，平均气温 4.3℃，年降水量 38.9 mm，年均蒸发量 2820 mm，年均日照长达 3250 h^[15]。干旱少雨、日照充沛、昼夜温差大，属高原大陆性气候。该地区土壤 pH 值为 7.8～8.2，砂壤土，病虫害较少，无工业污染，具备发展绿色产品、有机产品的自然环境，适合于有机枸杞生长。

1.2 试验材料

供试土壤为旱田内陆盐碱土，土壤电导率（土水比 1∶5）为 5.13 mS·cm^-1。土壤养分含量分别为有机质 10.71 g·kg^-1、碱解氮 128.00 mg·kg^-1、有效磷 46.26 mg·kg^-1、速效钾 350.60 mg·kg^-1。

供试肥料为绿能 2 号，由青海灿铭农牧科技有限公司提供，为黑色粉末，主要成分为腐植酸和解淀粉芽孢杆菌，有效活菌数≥ 2.0 亿·g^-1；作为基肥施用的有机肥有机质含量≥ 40%，N+P₂O₅+K₂O ≥ 5%。

供试品种是栽植于诺木洪农场的 5 年生“宁杞 7 号”枸杞，该品种具备生长迅速、抗逆性强、产量高、品质好等优点^[16]。

1.3 试验设计

本试验设置 5 个不同用量的解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂处理（LN1、LN2、LN3、LN4、LN5），并以不施微生物菌剂做对照（CK），共 6 个处理。施用的芽孢杆菌微生物菌剂用量如表1 所示，每个处理重复 3 次，一共 18 个小区，每个小区均栽植有 30 株枸杞树，株距 1 m，行距 3 m，小区面积 90 m²。于 2021 年 7 月 1 日在植株滴水线下方挖穴，穴长 80 cm、宽 20 cm、深 30 cm，将绿能 2 号粉剂充分溶于水后施入穴中，对照组施加清水，覆土。在施肥后马上灌水，使肥料均匀分布在枸杞根部，田间管理同大田生产。

1.4 指标测定

1.4.1 枸杞形态特征的测定

每个处理选 9 棵长势一致的样树，测量株高、冠幅、地径、结果枝长度。树高每株样树测 3 次取平均值。冠幅测量相互垂直的 2 个方向树冠直径，测 3 次取平均值。地径指距离地面 20 cm 处的树干直径，测 3 次取平均值。选取枸杞样树上部 3 枝枝条作为结果枝长度测量枝条，结果枝长度为 9 株样树测量的结果枝长度的平均值。采用卷尺测定树高、冠幅、结果枝长度，用游标卡尺测定地径。叶面积和 SPAD 值测定时在样树上部选取 9 个长势一致的枝条，每个枝条随机选取 5 片功能叶片，然后使用 IC Measure2.2.2.133 软件测量其叶面积，用 SPAD-502 叶绿素仪对叶片 SPAD 值进行测定^[17-18]。

1.4.2 枸杞光合指标的测定

光合特性在盛果期使用 Li-COR6400 便携式光合测定仪进行测定，需选择天气晴朗的时间测量，且需选枝条顶部功能叶片，3 次重复取平均值分析测定，测定时间为 8 月 30 日 9：00 —11：00，系统自动记录净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、叶片气孔导度（Gs）、胞间 CO₂ 浓度（Ci）后计算出水分利用率（WUE）＝ Pn/Tr^[19-20]。

1.4.3 果实品质的测定

鲜果：使用游标卡尺测定枸杞纵径和横径，通过计算得到纵横比，进而获得鲜果的果形指数；干果：选用盛果期果实，放入塑料大棚中晒干，采用四分法选取每个处理的干果测定以下指标：枸杞多糖根据 GB/T18672—2014 中的苯酚-硫酸法比色测定其含量^[20]；甜菜碱通过离子色谱法测量其含量^[21]；黄酮按照《保健食品功效成分及卫生指标检验规范》中总黄酮的测定方法进行测定^[22]；类胡萝卜素参照 GB 5009.83—2016 中食品 β 胡萝卜素的测定方法对其含量进行测定^[23]；用液相色谱法测定枸杞果实中抗坏血酸^[24]；用福林酚比色法测定枸杞多酚含量^[25-27]。

1.4.4 枸杞产量测定

对每组处理中的每一株所结全部果实干燥后进行质量测定，即为单株产量，计算其单株的平均产量，根据单株产量计算得出每公顷产量。

1.4.5 土壤指标测定

于 2021 年 10 月 1 日采集土样，按照 5 点混合取样法采集各个小区 0～30 cm 土层处土壤，混匀成 1 份样品，阴干。参照《土壤农化分析（第 3 版）》，测定有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、电导率等指标^[28-30]。

1.5 数据分析方法

试验结果以所测数据的平均值表示。数据分析使用 Excel 2010，同时采用 SPSS 21.0 进行数据整理、分析各处理间的差异显著性（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理对枸杞形态特征的影响

由图1 可知，施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂后枸杞的生长发育速度得到了明显的提高。枸杞的树高、冠幅、地径、结果枝长与 CK 相比都显著提高。其中 10 月 15 日 LN4 处理的枸杞树高较其他处理有明显增加，其高度为 112.04 cm，比 CK 增加 18.3%，各个处理树高整体增量在 5.6%～18.3%； 施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂明显有利于冠幅增长，LN4 处理对其促进效果最明显，10 月 1 日 LN4 处理枸杞冠幅最大，达到了 84.43 cm，较 CK 增加了 11.6%，但整体来看，不同处理下的冠幅增长表现为先增加后减缓再增长的趋势，8 月 15 日明显减缓，其可能原因是盛果期枝条重力较大，对冠幅影响较大；LN3 处理枸杞地径较其他处理增加明显，各施肥处理地径增量在 0.9%～10.45% 之间，9 月 1 日达到最高值 24.40 cm，和 CK 相比增加 10.45%；10 月 15 日各施肥处理的枸杞结果枝长较 CK 相比高出 5.0%～12.1%，LN4 处理最高可达 61.39 cm，与 CK 相比增加 19.35%，整体增加了 6.0%～19.35%。LN4 处理较 LN3 和 LN5 处理对枸杞的树高、冠幅和结果枝长效果更佳，LN3 处理对地径的效果最好。

使用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂后，叶面积较 CK 相比也有增大，9 月 1 日各处理变化较大，增量在 11.88%～16.3%，10 月 1 日 LN3 处理达到了最大值 7.37 cm²，与 CK 相比增加 23.65%；SPAD 值在 9 月 15 日各处理达到了最大值，以 LN2、LN3 和 LN4 处理最为明显，增量在 7.43%～11.37%，其中 LN3 处理 SPAD 值最高，达 67.19。综合考虑叶面积和 SPAD 值，LN3 处理效果最佳。根据数据分析，各处理促生效果明显优于不施生物肥处理，由此可以看出，施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂可以促进有机枸杞生长发育，效果以 LN3 和 LN4 处理相对较好。

2.2 不同处理对枸杞光合作用的影响

由表2 可知，施入解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂可促进枸杞的光合作用，有利于营养物质积累，促进枸杞生长。施入芽孢杆菌微生物菌剂后，枸杞 Pn、Tr、Gs、Ci、WUE 和 CK 相比得到明显增强，差异显著。Pn 的大小反映了单位时间内植物有机物的积累状况，各施肥处理效果均明显增加，较 CK 相比增量在 35.63%～90.80%，在 LN3 处理下达到最大，为 11.62 μmol·m^-2·s^-1，与 CK 差异显著；Tr 和 WUE 都是植物重要的生理指标，LN3 处理效果最佳，分别达到了 4.15 μmol·m^-2·s^-1 和 2.80 g·kg^-1，较 CK 增长了 32.59% 和 40.72%，与 CK 差异显著；Ci 和 Gs 作为研究植物光合特性的重要指标，二者有着密切的关系，施芽孢杆菌微生物菌剂也有利于枸杞叶片 Gs 和 Ci 的增加，LN3 处理下效果最佳，分别达到了 171.45 μmol·m^-2·s^-1 和 295.25 μmol·mol^-1，较 CK 增长了 66.45% 和 38.83%，差异显著。Gs 的增大会使叶片的 Tr 和 Ci 得到相应提高，进而增大叶片 Pn，施入微生物肥后各个指标均与 CK 存在显著差异。试验结果表明，混施芽孢杆菌微生物菌剂后枸杞光合作用较 CK 明显提高且差异显著，LN3 处理提升最为明显。

2.3 不同处理对枸杞果实品质的影响

由表3 可知，施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂可显著影响枸杞果实中的枸杞多糖、黄酮、类胡萝卜素、甜菜碱、抗坏血酸和多酚含量。其施用量对枸杞多糖影响较高，LN5 处理与 CK 相比差异显著，达到 4.36%，较 CK 增长了 16.89%；黄酮含量 LN1、LN2 和 LN3 处理和 CK 相比差异显著，增量达到了 20.0%～30.0%，LN2、LN3 处理的黄酮含量达到最大值，为 0.13%，LN4 和 LN5 处理与 CK 差异不显著；类胡萝卜素含量 LN2 和 LN3 处理效果最好，分别达到 115.58 和 114.68 mg·100 g^-1，较 CK 差异显著，与 CK 相比增量分别达到 50.10% 和 48.94%，LN2 和 LN3 处理之间差异不明显； 甜菜碱 LN2 和 LN3 处理较 CK 显著差异，甜菜碱含量依次为 LN3>LN2>LN4>LN5>LN1>CK，LN3 处理甜菜碱含量最多，为 0.79%，较 CK 增加了 56.14%；抗坏血酸 LN1 和 LN2 处理与 CK 相比增加最显著，LN2 和 LN1 处理之间差异不明显，含量分别为 23.40 和 23.03 mg· 100 g^-1，较 CK 增量为 15.84% 和 14.00%，其他处理显著低于 CK 处理；多酚含量 LN2、LN3 和 LN4 处理较 CK 差异显著，LN2、LN3 和 LN4 处理之间差异不明显，分别为 0.94%、0.93% 和 0.93%，较 CK 增量为 13.41%～14.63%，LN1 和 LN5 处理较 CK 差异不显著。从果实品质方面来看，施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂后，果实品质显著升高。LN2 处理效果最好，该处理下枸杞果实的黄酮、类胡萝卜素、抗坏血酸和多酚含量均最高；甜菜碱含量仅次于 LN3，并显著高于 CK，得出 LN2 处理下枸杞果实品质最好。

注：同列内不同小写字母表示 0.05 水平差异显著。下同。

2.4 不同处理对枸杞果实产量的影响

不同试验处理对产量的影响如图2 所示。施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂与 CK 相比，枸杞果实产量有一定程度的增加，枸杞三茬果实产量随施芽孢杆菌量的增加均呈先增后减趋势，LN4 处理效果最好，比 CK 分别高出 39.32%、23.18% 和 38.55%，一茬果果实产量较二茬果和三茬果果实产量相比，与 CK 差异最显著。研究表明，6 个处理中，LN4 处理年产量最高，达到 43.90 kg·hm^-2，较 CK 增产 28.73%，整体表现为 LN4>LN5>LN3>LN2>LN1>CK，LN1、LN2、LN3、LN4、LN5 和 CK 处理年产量分别达到 35.30、38.43、41.17、43.90、 41.50、34.10 kg·hm^-2，比 CK 分别增产 3.52%、 12.68%、20.73%、28.73%、21.70%。数据分析表明，施加解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂对枸杞的年产量有明显的促进作用，但随着施入量的增加，年产量呈现先增后减的变化趋势，因此要合理控制其施入量，避免过多或过少，LN4（74.25 kg·hm^-2）处理对枸杞果实产量的影响最为显著。

注：相同茬果不同小写字母表示处理间差异显著。

2.5 不同处理对土壤性状的影响

如表4 所示，施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂后改善了土壤环境，土壤 pH 和土壤电导率明显降低。在不同用量的解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂处理下，土壤性状改良情况各不相同。施用后可使土壤 pH 降低，LN4 处理使土壤 pH 显著降低 0.73，较 CK 减少了 9.18%，其余各处理 pH 较 CK 均有下降趋势，除 LN1 外，其他处理均与 CK 间差异显著；土壤电导率为 3.45～4.35 mS·cm^-1，电导率从高到低依次为 CK、LN5、LN3、LN1、LN2、LN4，各处理均与 CK 差异显著，其中 LN4 处理能够更好地降低土壤电导率，较 CK 降低 26.09%，LN2 和 LN4 之间差异不显著；各处理有机质含量与 CK 相比均差异显著，施用菌剂后土壤有机质含量均不同程度提高， LN4 处理使土壤有机质含量显著提高，达到了 17.03 g·kg^-1，较 CK 增加了 45.80%，LN2 和 LN3 处理次之；LN3 处理土壤的碱解氮、有效磷和速效钾含量均最高，较 CK 均差异显著，分别为 152.00、78.77、518.00 mg·kg^-1，比 CK 分别增加 13.43%、21.99%、 27.17%，LN5、LN4 和 LN4 次之，均与 CK 差异显著；碱解氮含量 LN4 和 LN5 处理间差异不显著；有效磷和速效钾表现为 LN3>LN4>LN5>LN2>LN1>CK 处理，各处理均与 CK 差异显著，其中有效磷含量 LN2 和 LN5 处理之间差异不显著，速效钾含量各处理间差异显著。整体来看，土壤养分含量随芽孢杆菌微生物菌剂使用量的增加呈先升后降的变化趋势，而土壤 pH 和电导率的变化趋势则相反。由此可以看出，施用芽孢杆菌微生物菌剂可以降低土壤 pH 和电导率并提高土壤有机质含量，LN4 处理效果最好；从碱解氮、有效磷和速效钾含量来看，效果以 LN3 处理较好。因此，LN3 和 LN4 处理对改善土壤理化性质效果较好。

3 讨论

施用解淀粉芽孢杆菌生物菌剂可以明显加速有机肥料分解速度，促进枸杞的生长发育，提高产量和品质，并且能改善诺木洪农场有机枸杞种植地土壤性状，有利于土壤培肥^[31]。但不同生物肥对其改良效果不同，可能原因是不同的有益菌其生态位不同^[32]。柴达木地区气候干燥，昼夜温差大，土壤为内陆盐碱土，且近几年镰刀菌（Fusarium）造成枸杞根腐病发生严重^[33]，土壤遭到严重破坏，如此严苛的环境条件导致多数有益菌不能快速繁殖建群。芽孢杆菌是自然界中广泛存在的拮抗微生物，其适应性强，对根腐病病原微生物有拮抗作用，能加速土壤有机物分解，改良土壤环境，协助植物吸收营养，提高作物产量和品质，并对环境污染小，是生产“有机农产品”的理想肥料^[34]。

3.1 解淀粉芽孢杆菌对枸杞生长发育和光合作用的影响

本研究发现，施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂后可明显改善枸杞生长发育，枸杞的株高、冠幅、地径、结果枝长和叶面积都会出现不同程度的增长，与何嘉等^[8]研究结果一致，LN3 和 LN4 对枸杞生长发育的促进效果最佳。张雪娇等^[35]探究了微生物菌剂与有机肥混施会提高叶片的 SPAD 值并使其光合速率提高，有机物的积累量增大，本试验与其研究结果一致，本研究发现，芽孢杆菌微生物菌剂的施用提高了枸杞叶片 SPAD 值，增强了枸杞的光合作用，其 Tr、Ci、Pn、Cs 与 CK 相比显著提高，LN3 处理效果最好。

3.2 解淀粉芽孢杆菌对枸杞产量和果实品质的影响

施用木霉菌微生物菌剂后枸杞的产量和品质显著提升。张敏硕等^[36]研究发现，施用微生物菌剂可以提高果实产量，与本试验施用不同用量的芽孢杆菌微生物菌剂均可显著提高产量的结果一致，本研究发现 LN4 处理下枸杞果实产量最高。包慧芳等^[37] 研究发现，施用微生物菌剂后枸杞果实中枸杞多糖和可溶性固形物含量明显提高。李小刚等^[10]研究发现，施用微生物菌剂能够明显提高枸杞中类胡萝卜素、黄酮、甜菜碱含量。高洁^[38]研究混合施用微生物肥、芽孢杆菌微生态生防制剂和腐熟农家肥后，枸杞干果粒度、总糖和多糖含量均高于国家标准（GB/T18672—2014），可达到特优级，枸杞土壤营养成分、枸杞外观品质和产量、枸杞干果营养成分含量等方面均高于对照处理，效果最佳。本试验与他们的研究结果相一致，施用不同量的芽孢杆菌微生物菌剂均可提高枸杞果实的枸杞多糖、甜菜碱、黄酮、类胡萝卜素、抗坏血酸和多酚含量，改善果实的品质。

3.3 解淀粉芽孢杆菌对枸杞根系土壤性状的影响

施用微生物菌剂后可以提高有机枸杞种植地土壤的自我调节能力，增加土壤微生物含量，改善土壤的微环境，降低土地盐碱度，使土壤理化性质得到改善^[39-41]。丁龙平等^[42]的试验中，施用微生物菌剂后降低了土壤电导率，但是混施的菌剂到达一定量时，随着用量的增加，电导率不再降低反而上升了，与本试验随着芽孢杆菌微生物菌剂浓度的增大，土壤电导率呈现出先减小后增加的趋势一致，本试验 LN4 处理土壤电导率降低而 LN5 处理增加。于会丽等^[43]的试验表明施用微生物菌剂会增加土壤中微生物的种类和数量，加速土壤中有机物质的分解，促进植物根系对营养物质的吸收。本试验中，施用芽孢杆菌微生物菌剂后，土壤中养分的含量明显提高，LN3 处理土壤中碱解氮、速效钾、有效磷的含量最多，与其研究结果一致。也有学者的研究表明不同用量以及不同种类的微生物菌剂混合施用对土壤肥力的改良效果不同^[44-45]，本试验仅选用了一种微生物菌剂的不同浓度，未选择不同种类微生物菌剂进行研究，需要后续继续深入研究。

综上所述，在柴达木地区的有机枸杞种植园施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂对枸杞生长发育、产量品质及土壤性状均有积极影响。但在施用时，要控制其施入量，如果过低，微生物菌剂中活性微生物数量过低，则不能更好地促进枸杞的生长发育及品质的提高。在适宜的微生物菌剂施入量范围内，枸杞的生长随着施入微生物菌剂的增加而增加。但其对枸杞生长发育的促进作用会呈现出“阈值”现象，即施入量过高会对枸杞的生长发育及果实品质产生抑制作用，并且会导致成本增加，如果大规模推广，就会造成解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂的浪费^[46-47]。为了有机枸杞产业更好地发展，在使用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂时，需要综合考虑栽培地的气候和土壤等因素，制定最合理的施入量，确保枸杞高产的同时节约成本。

4 结论

施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂可促进枸杞植株的生长发育，其树高、冠幅、地径、结果枝长和叶面积均较 CK 显著增加，也有助于枸杞叶片 SPAD 值增加，并提高枸杞光合能力进而增加产量； 施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂还能够提高枸杞多糖、甜菜碱、黄酮、类胡萝卜素、抗坏血酸和多酚含量，改善果实品质；同时也能够有效增加有机枸杞园土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量，调节土壤 pH 值和电导率，培肥土壤。综合来看， LN3（59.40 kg·hm^-2）处理能促进枸杞的生长发育， LN4（74.25 kg·hm^-2）处理能显著提高果实产量并改善土壤的理化性质。因此，每公顷施用解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂以 59.40 kg 最佳，既可以节约成本，也能促进枸杞生长发育，有机枸杞园生产的经济效益最好且不会造成解淀粉芽孢杆菌微生物菌剂浪费。

参考文献