液體復合微生物肥料研制及其促生效果研究

蘇群 孫磊 馬翠華 王立華 姚春雪 杜紅

摘要：采用不同吸附基質的枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）菌劑為原料，與糖蜜發酵液復配，解決產品產氣問題;通過盆栽試驗，研究優化后的液體復合微生物肥料產品對小油菜生長的影響。結果表明：輕質碳酸鈣、麩皮和改性沸石粉吸附基質的固體菌劑與糖蜜發酵液復配后，均存在產氣問題，定制葡萄糖基質的枯草芽孢桿菌固體菌劑可有效解決產氣問題;不同稀釋濃度的優化產品對小油菜生長有明顯的促進作用，稀釋500倍處理的小油菜生長態勢最好，株高達20.89cm，地上部鮮重和干重分別為100.15g/株和9.45g/株，根系長度14.99cm，根系鮮重和干重分別為3.01g/株和1.21g/株，根系活力1.356mg/（g·h），與其它處理組之間存在顯著性差異。

關鍵詞：復合微生物肥料;吸附基質;促生

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20190615001

隨著現代農業綠色可持續發展進程的推進，迫切需求多功能、綜合性肥料的推廣應用。復合微生物肥料含有豐富的微生物、有機質、速效養分等有效成分，集增效和促效于一體，合理施用微生物肥，能明顯改善土壤性狀、提高土壤肥力、增強作物抗逆性、提高作物品質和產量[1、2]，目前關于復合微生物肥料對促進作物生長或土壤改良效果的研究較多[3-6]，但關于生物肥料產品本身質量的研究少見，優質的復合微生物肥料不是原料的簡單添加，而是在深入了解原料特性的基礎上，利用適宜的技術手段，保證產品適宜產業化生產、運輸與貯存，進而保證菌種在產品及土壤中的有效性。市面常見微生物肥料多見固體劑型[7]，液體產品因產氣漲桶、保質期短等問題不多見，本研究以糖蜜發酵液和枯草芽孢桿菌菌劑為原料，解決2者復配后產品產氣問題，保證產品質量，并評價其促生效果，以期為新型生物肥料的開發與應用提供理論和技術支撐。

1材料與方法

1.1試驗材料

糖蜜發酵液液體，總養分8%，有機質30%，游離氨基酸4.0%，水解氨基酸10.0%，pH5.5，煙臺泓源生物肥料有限公司提供。

枯草芽孢桿菌固體菌劑，吸附基質分別包括：輕質碳酸鈣、麩皮、改性沸石粉3種（市面常見），有效活菌數均為1000億/g，青島蔚藍生物股份有限公司提供。

枯草芽孢桿菌固體菌劑，吸附基質為葡萄糖（定制產品），有效活菌數為1000億/g，青島蔚藍生物股份有限公司提供。

枯草芽孢桿菌液體菌劑，有效活菌數為100億/g，青島蔚藍生物股份有限公司提供。

小油菜品種為上海五月慢，抗逆性強。由南京富芳園種業有限公司提供。

1.2試驗方法

1.2.1配方試驗

通過不添加菌劑、添加菌劑后適宜條件培養微生物、模擬高溫庫房存放條件的實驗設計排除了原料本身高溫產氣、發酵反應產氣、包裝物與原料反應產氣等因素，考慮菌劑的吸附基質與糖蜜發酵液反應產氣，故設計以下實驗，并與青島蔚藍生物股份有限公司協商定制了葡糖糖基質的固體菌劑。

實驗設6組處理：1～4組處理分別為不同吸附基質的枯草芽孢桿菌固體菌劑與糖蜜發酵液復配，比例為1：99。1組輕質碳酸鈣，2組麩皮，3組改性沸石粉，4組葡糖糖，第5組為液體菌劑與糖蜜發酵液復配處理，為保證有效活菌數一致，第5組復配比例為1：9，設不添加菌劑的糖蜜發酵液為對照組（CK）。每組處理5個平行，共計30個處理。試驗統一采用250mL規格，PET材質，密封性好的塑料瓶貯存。

將對照及復配后的實驗處理置于恒溫培養箱中50℃放置24h（夏季庫房高溫環境下，最高溫度可達60℃），通過觀察和擠壓塑料瓶的方式確認漲桶情況，并拍照記錄。

1.2.2灌根處理

用自來水將小油菜種子浸泡，洗去漂浮于水面的種子及雜質。將洗種水除凈，放入種子體積2～3倍的清水，在 25℃恒溫箱中避光浸種 24h后，將種子置于底部放置濕濾紙的培養皿中，進行催芽。

3d后將催芽的種子均勻分散于帶土花盆中，每盆30粒，土壤條件一致，之后均勻撒1層細土，置于常溫環境中，至出苗基本結束為止。

將上述盆栽小油菜常溫下培養5d后，進行間苗，每盆留10棵，用優選配方葡萄糖與糖蜜發酵液1：99復配的產品對小油菜進行灌根處理，濃度稀釋倍數為200、500、800、1000，設清水為對照，每個濃度做5組平行，共計25個處理。常溫環境下處理30d，每隔6d灌根1次，每個處理每次灌根用量100mL。

1.3測定指標及方法

1.3.1株高、根系長度、地上部鮮重、根系鮮重

每個處理收獲后，分別從每個處理的每個重復中選取5株記錄株高和根系長度，洗凈樣品按器官（地上部、根部）分開，自然晾干30min，稱量地上部鮮重和根系鮮重，計算各指標平均值。

1.3.2地上部干重、根系干重

將洗凈的地上部和根部置預先升溫至100℃的干燥箱中殺青1h，之后在80℃的條件下干燥48h，取出冷卻至室溫稱重。

1.3.3根系活力 ?TTC法測定[8]

1.4數據統計

使用Excel進行原始數據的處理及圖表制作，使用SPSS11.5分析軟件對試驗結果進行方差分析，根據需要做Takey HSD多重比較，顯著性水平：a

2結果與分析

2.1不同吸附基質的復配產品產氣情況

通過觀察和觸摸即可明顯確認產氣情況（見圖1），產氣量由大到小依次為：輕質碳酸鈣>改性沸石粉>麩皮>葡萄糖、CK組>液體菌劑處理。輕質碳酸鈣處理產氣最嚴重，塑料瓶漲滿氣體，捏不動;改性沸石粉處理產氣次之，塑料瓶漲滿氣體，稍可捏動，開瓶后可聞到氨的氣味;麩皮處理產少量氣，恢復室溫后塑料瓶恢復原狀，但麩皮太輕，基本漂浮于產品表面，對產品外觀有影響;葡萄糖與CK處理不產氣，塑料瓶保持原狀，外觀好;液體菌劑處理塑料瓶輕微收縮。

經分析輕質碳酸鈣產氣原因可能與糖蜜發酵液的酸堿度相關，糖蜜發酵液為酸性液體，pH值為5.5，含有一定量的H+，輕質碳酸鈣的CO2-3可與H+反應產生CO2，造成漲桶問題。天然沸石粉由于其與細菌菌體均帶負電荷性而吸附率極低[9]，故用于菌體吸附的沸石粉是經過改性的，改性沸石粉的分子篩結構以及表面帶電性，能對細菌菌體進行有效吸附，是一種優良的微生物載體，但改性后的沸石粉偏堿性[6]，與糖蜜發酵液反應產氣的原因可能與其呈堿性相關，因為糖蜜發酵液（酸性）中的氮基本為銨態氮，酸堿反應后OH-和NH+4 存在于液體中，高溫環境下易產生氨氣，這也正是改性沸石粉處理開蓋聞到氨味的原因。麩皮結構相對穩定，該酸性環境不足以發生化學反應，故不產生氣體，塑料瓶內的少量氣體分析為水蒸氣，因為恢復室溫后，塑料瓶恢復原貌。液體菌劑塑料瓶收縮的原因應該為菌體發酵好氧所致，因為液體菌液中的微生物為活性菌，非芽孢狀態，在實驗過程中可能繼續繁殖好氧造成塑料瓶收縮現象;液體菌劑與糖蜜發酵液混配后的產品保質期僅15d，且液體菌劑有效活菌數低，添加比例高于一般固體菌劑（保證產品有效活菌數一致），增加產品成本較高，原料運輸也比較困難，故不選用液體菌劑作為原料。

2.2優化產品不同稀釋濃度對小油菜生長的影響

由表1可以看出，不同稀釋濃度處理對小油菜株高、地上部生物量有明顯不同的影響，在低稀釋倍數（0、200、500倍）處理下，小油菜株高、地上部鮮重和干重隨著稀釋倍數的升高而增大，500倍處理生長最好，株高達20.89cm，地上部鮮重和干重分別為100.15g/株和9.45g/株，比對照（CK）分別高出109.3%，38.94%和34.42%，且經觀察，500倍處理下小油菜葉片顏色較深，生長態勢最好;800和1000倍處理下，小油菜株高、地上部鮮重和干重隨著稀釋倍數的升高而降低;對照組及1000倍處理的小油菜，新發小葉20d左右逐漸出現干枯現象。有研究表明，氨基酸對作物的促進作用具有最適值與高低臨界值，濃度過低無效果，過高具有毒害作用[10]，本研究所用液體復合微生物肥料含有氨基酸，也呈現該規律。江燕霞[11]等的研究也表明，微生物液體肥料對小油菜的生長及其生理生化指標的促進作用，與稀釋倍數相關。當然，該結果為各原料相互作用的結果，在該配比條件下，油菜種植中以500倍稀釋施用為佳。

2.3優化產品不同稀釋濃度對小油菜根系生長的影響

由表2可以看出，不同稀釋濃度處理對小油菜根系生長也有明顯不同的影響，500倍處理對小油菜根系生長的促進作用最明顯，根系達14.99cm，根系鮮重和干重分別為3.01g和1.21g，且經觀察，500倍處理下小油菜的根系須根明顯密集，數量明顯高于其它處理，根系活力1.329mg/（g·h）;高稀釋倍數處理下，小油菜根系發育與低濃度（200倍）差異不顯著，原因可能是稀釋倍數高，營養成分含量就會較少，不能滿足小油菜正常的生長需求，低稀釋倍數下營養成分含量雖然較高，但該液體肥料密度較大（1.25g/L），且屬于粘稠性液體，不利于在土壤中的擴散和根系的接觸，故生長受影響。500倍稀釋處理，營養成分含量適當，液體流動性較好，故能較好的接觸根系，促進生長，根系生長狀態與地上部分植株生長狀態一致。這也進一步說明，復合微生物肥料做為一種新型生物活性專用肥，含有的有益微生物可改善和增強土壤生物活性，在適宜濃度處理下可最大限度的促進作物生長[3]。

3總結

本研究解決了固體菌劑與糖蜜發酵液混配生產液體復合微生物肥料的產氣漲桶問題，并探索了肥料應用效果，對肥料企業生產該類產品具有指導作用，但是各原料成分之間的相互作用有待進一步深入研究。同時，該肥料施入土壤后的微生物活性，以及與氨基酸等的協同作用并未開展，今后將增加菌株種類，從原料相互影響、作物營養代謝、能量輸出及生化性質上探索研究，進一步增強產品功效。

參考文獻

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作者簡介：蘇群（1982-），女，工程師，碩士，研究方向：新型肥料的技術研發。