復(fù)合微生物菌肥對甘蔗生長的影響

周文靈，盧穎林，敖俊華，陳迪文，黃 瑩，沈大春，黃惠娟，江 永

(廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所) 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東 廣州 510316)

復(fù)合微生物菌肥對甘蔗生長的影響

周文靈，盧穎林，敖俊華，陳迪文，黃 瑩，沈大春，黃惠娟，江 永*

(廣東省生物工程研究所(廣州甘蔗糖業(yè)研究所) 廣東省甘蔗改良與生物煉制重點實驗室，廣東 廣州 510316)

通過盆栽試驗研究了復(fù)合微生物菌肥在甘蔗上的應(yīng)用效果。結(jié)果表明：施用含枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌肥(有效活菌數(shù)≥3.0億個/mL)能顯著提高甘蔗葉片氮平衡指數(shù)和葉綠素SPAD值，增強根系活力，提高干物質(zhì)積累量。以施用2次復(fù)合微生物菌肥的處理最為顯著，與對照相比，甘蔗葉片氮平衡指數(shù)和葉綠素SPAD值分別提高16.7%和12.1%，根系活力增加53.1%，干物質(zhì)積累量提高59.4%?？梢?，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，配施復(fù)合微生物菌肥可以促進甘蔗生長，提高產(chǎn)量。

甘蔗；復(fù)合物微生物菌肥；氮平衡指數(shù)；根系活力

0 前言

廣東省是我國甘蔗3大優(yōu)勢生產(chǎn)區(qū)域之一，近年來甘蔗種植面積達14多萬hm2/年。甘蔗生產(chǎn)連作年限長，且種植在旱坡地，基本上無法輪作或休耕，加上不合理施肥造成土壤板結(jié)、嚴重酸化、肥料利用率低、有害生物日益加劇等，這一系列土壤障礙問題已成為提高甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的一個重要限制因素。前人研究表明，施用復(fù)合微生物制劑對作物連作障礙有一定的修復(fù)作用[1-2]。

糖蜜酒精殘液是糖廠生產(chǎn)糖蜜酒精中的一種黑褐色、呈酸性的高濃度有機殘液，含有作物正常生長發(fā)育所需的多種養(yǎng)分。一般含有機質(zhì)5.5%～12%，N 0.06%～0.42%，P 0.01%～0.38%，K 0.23%～1.54%，固形物7%～14%[3]，中微量元素(Ca、Mg、Fe、Zn等)，以及氨基酸(約1%，以天門冬氨酸為主)、生長素、維生素等多種生長活性物質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，施用糖蜜酒精殘液對甘蔗出苗率、分蘗率、株高、莖徑和有效莖有一定的促進作用，并且可以增加土壤肥力，促進土壤蛋白酶活性，提高產(chǎn)量[4-8]。稀釋后作為葉面肥噴施，可提高菜心的產(chǎn)量和品質(zhì)[9]。但由于其酸性較強、BOD和COD高，如不經(jīng)處理直接排入水體或淋施農(nóng)田，會破壞周邊的生態(tài)環(huán)境。國內(nèi)也有將糖蜜酒精殘液制成液態(tài)生物有機肥[10]，或濃縮后應(yīng)用于鉀肥、有機肥料和植物生長調(diào)節(jié)劑的生產(chǎn)[11-13]。但以糖蜜酒精殘液發(fā)酵作為復(fù)合微生物菌肥在甘蔗上的應(yīng)用研究尚少有報道。因此，本文將糖蜜酒精殘液濃縮后添加枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)等功能微生物發(fā)酵腐熟，再經(jīng)改性調(diào)配成復(fù)合微生物菌肥應(yīng)用于甘蔗生產(chǎn)，探討其對甘蔗生長的影響，以期為糖蜜酒精殘液高值化利用和修復(fù)蔗區(qū)土壤障礙提供有效途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的甘蔗品種為ROC22。供試土壤為粵西蔗區(qū)多年連作磚紅壤，基本理化性質(zhì)為，土壤有機質(zhì)含量31.4 g/kg，總氮含量1.3 g/kg，堿解氮含量78.9 mg/kg，速效磷含量123.3 mg/kg，速效鉀含量242.0 mg/kg，pH值5.0。復(fù)合微生物菌肥，由糖蜜酒精發(fā)酵殘液濃縮后添加枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)等功能微生物發(fā)酵改性而成，有效活菌數(shù)≥3.0億個/mL。

1.2 方法

試驗于2014年8月在廣州甘蔗糖業(yè)研究所溫室大棚內(nèi)采用桶栽進行。試驗設(shè)4個處理，4重復(fù)。處理1(CK)：清水作為對照；處理2(T1)：糖蜜酒精發(fā)酵殘液；處理3(T2)：復(fù)合微生物菌肥稀釋100倍施用1次；處理4(T3)：復(fù)合微生物菌肥稀釋100倍施用2次(間隔1個月)。

挑選長勢一致、靠近生長點的健康種莖，斬成長短一致的單芽苗，經(jīng)300～400倍多菌靈稀釋液浸泡5～7 min后，擺放于裝有10 kg土壤并拌入5.0 g復(fù)合肥(15∶15∶15)作為基肥的桶中，每桶放3個單芽種莖，覆土后澆入1 kg清水或復(fù)合微生物菌肥使上層土壤較為濕潤，蓋上除草地膜。平時從底部澆水。待甘蔗生長至伸長期時進行各項指標的測定并進行收獲。

1.3 測定項目

株高：用直尺測量從地表到甘蔗+1葉肥厚帶的高度。莖徑：用游標卡尺測量。生物量：收獲時將植株地上部分和根系分開，所有樣品105℃殺青30 min，75℃烘干，用電子天平分別稱量干重。

根系活力測定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法，分光光度計測定[14]。

氮平衡指數(shù)和葉片SPAD值：在天氣晴朗情況下，于上午10：00～11：00采用Dualex植物氮平衡指數(shù)測量儀測定功能葉+2葉片的氮平衡指數(shù)和SPAD值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用DPS 7.05和Microsoft Excel 2010軟件進行統(tǒng)計分析，多重比較分析采用Duncan。小寫字母a，b，c等表示p＜0.05顯著水平。

2 結(jié)果分析

2.1 復(fù)合微生物菌肥對甘蔗生長的影響

從表1可以看出，施用含枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌肥和糖蜜酒精殘液的甘蔗株高、莖徑、根系干重和植物總干重均顯著高于對照。施用2次復(fù)合微生物菌肥處理(T3)的株高、莖徑、根系干重、地上部干重和總干重均最高，較對照分別提高36.2%、24.8%、60.6%、59.4%和59.4%，特別是地上部干重和植物總干重顯著高于其他處理。施用1次復(fù)合微生物菌肥處理(T2)的甘蔗農(nóng)藝性狀和生物量略高于施用糖蜜酒精殘液的處理(T1)，但無顯著差異。說明復(fù)合微生物菌肥和糖蜜酒精殘液均能促進甘蔗根系生長，提高甘蔗生物量，而以施用2次復(fù)合微生物菌肥的效果最佳。

2.2 復(fù)合微生物菌肥對甘蔗葉片氮平衡指數(shù)和SPAD值的影響

氮平衡指數(shù)(Nitrogen Balance Index，NBI)是重要的脅迫熒光參數(shù)，也是反映作物長勢的重要指標。它是葉綠素(SFR)和類黃酮(FLAV)的比值。圖1顯示，施用含枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌肥和糖蜜酒精廢液處理的氮平衡指數(shù)和葉片SPAD值均高于對照，特別是施用2次復(fù)合微生物菌肥的處理(T3)顯著高于對照，較對照(CK)分別增加16.7%和12.1%。施用復(fù)合微生物菌肥處理的氮平衡指數(shù)高于施用糖蜜酒精殘液處理(T1)，但無顯著差異；施用2次復(fù)合微生物菌肥處理的葉片SPAD值較施用糖蜜酒精殘液處理的提高9.5%，差異顯著，而施用復(fù)合微生物菌肥處理間無顯著差異。說明施用復(fù)合微生物菌肥能促進甘蔗對養(yǎng)分的吸收(尤其是氮)，提高葉片葉綠素含量，增強光合作用，增加光合產(chǎn)物的積累。

表1 不同處理對甘蔗農(nóng)藝性狀和生物量的影響

圖1 不同處理對甘蔗葉片氮平衡指數(shù)和SPAD值的影響

2.3 復(fù)合微生物菌肥對甘蔗根系活力的影響

根系活力是根系新陳代謝強弱的指標，根系活力的大小與根系對礦物質(zhì)養(yǎng)分和水分吸收能力密切相關(guān)。根對TTC的還原強度是量化根系活力的常用指標。由圖2可以看出，施用2次復(fù)合微生物菌肥處理(T3)的根系活力最高，比對照(CK)和施用糖蜜酒精殘液處理(T1)的分別提高53.1%和35.2%，差異顯著，與施用一次復(fù)合微生物菌肥的處理(T2)無顯著性差異。說明施用含枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌肥能增強甘蔗根系活力，促進根系對養(yǎng)分的吸收，提高生物產(chǎn)量。

圖2 不同處理對甘蔗根系活力的影響

3 討論

本試驗結(jié)果顯示，施用糖蜜酒精殘液可以提高甘蔗株高、莖徑，促進甘蔗生長，與前人的研究結(jié)果一致[3,5-6]。但與施用含枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌肥相比，對氮平衡指數(shù)、葉綠素SPAD值和根系活力的影響較小，說明糖蜜酒精殘液對甘蔗生長的促進作用可能只是其中營養(yǎng)物質(zhì)的作用，而對于改善土壤生態(tài)環(huán)境及提高抗病性等作用可能不大。施用含枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌肥可增加甘蔗株高34.8%～36.2%，增粗莖徑17.5%～24.8%，提高甘蔗葉片氮平衡指數(shù)10.2%～16.7%，增加葉綠素SPAD值5.2%～9.5%，增強根系活力34.1%～53.1%，提高干物質(zhì)積累量39.6%～59.4%?？梢娛┯煤莶菅挎邨U菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)的復(fù)合微生物菌肥對甘蔗具有明顯的促生長效果，且可能對改善土壤理化性質(zhì)以及防治有害生物等有一定的效果，具體有待進一步研究。

[1] 李自剛，王新民，劉太宇，等. 復(fù)合微生物菌肥對懷地黃連作障礙修復(fù)機制研究[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(5)：62-65.

[2] 李保會. 復(fù)合微生物菌肥對連作草莓礦質(zhì)養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量的影響[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007(3)：44-47.

[3] 藍日星. 甘蔗施用糖蜜酒精發(fā)酵液增產(chǎn)效果研究與應(yīng)用[J]. 吉林農(nóng)業(yè)，2012(3)：63-64.

[4] 莫云川，葉燕萍，梁強，等. 糖蜜酒精廢液對甘蔗品質(zhì)及蔗糖合成關(guān)鍵酶活性的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009(1)：55-59.

[5] 李楊瑞，朱秋珍，王維贊. 甘蔗地定量施用糖廠酒精廢液技術(shù)體系多點試驗[J]. 西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008(3)：749-756.

[6] 周明強，羅亞紅，周正邦，等. 糖廠酒精廢液作追肥對甘蔗生長及產(chǎn)量的影響[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008(6)：102-103.

[7] 楊麗濤，莫鳳連，朱秋珍，等. 糖蜜酒精發(fā)酵液對甘蔗生長的效應(yīng)[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報，2012(1)：18-21.

[8] 敖俊華，鄧海華，李奇?zhèn)?，? 施用糖蜜酒精廢液對土壤理化性質(zhì)的影響研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(7)：177-180.

[9] 于俊紅，徐培智，彭智平，等. 糖蜜酒精廢液對菜心產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(1)：14-15.

[10] 林榮珍，楊宇格. 利用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)液態(tài)生物有機肥[J]. 廣西糖業(yè)，2014(1)：41-46.

[11] 江永，黃福申. 糖蜜酒精廢液生產(chǎn)甘蔗有機復(fù)混肥的研究初報[J]. 甘蔗糖業(yè)，2000(4)：22-28.

[12] 章朝暉. 利用糖蜜酒精廢液生產(chǎn)鉀肥[J]. 環(huán)境保護，2000(6)：44-45.

[13] 黃偉添，李碧云. 關(guān)于甘蔗糖蜜酒精廢液物質(zhì)及其應(yīng)用[J]. 腐植酸，1998(4)：45-46.

[14] 王學(xué)奎. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M]. 2版. 北京：高等教育出版社，2006.

(本篇責任編校：李金玉)

Effect of Compound Bacterial Manure on the Growth of Sugarcane

ZHOU Wen-ling, LU Ying-lin, AO Jun-hua, CHEN Di-wen, HUANG Ying, SHEN Da-chun, HUANG Hui-juan, JIANG Yong
(Guangdong Provincial Bioengineering Institute (Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute)/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316)

The application effects of compound bacterial manure on the growth of sugarcane were studied by pot experiment. The results showed that applying compound bacterial manure containing 300 million living bacteria of Bacillus subtilis and Bacillus amyloliquefaciens per milliliter could increase the nitrogen balance index and SPAD value of leaf, root activity and dry mater. Compared to the control, the best way is applying compound bacterial manure 2 times (once a month), and the nitrogen balance index, SPAD value, root activity and biomass were increased 16.7%, 12.1%, 53.1% and 59.4%, respectively. This indicated that applying compound bacterial manure with chemical fertilizers could promote cane growth and increase cane yield.

Sugarcane; Compound bacterial manure; Nitrogen balance index; Root activity

S566.1

A

1005-9695(2016)06-0014-04

2016-10-17；

2016-11-30

現(xiàn)代甘蔗育種創(chuàng)新能力建設(shè)(2014B070705002)；農(nóng)機農(nóng)藝配套甘蔗良種選育關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新能力建設(shè)(粵農(nóng)計[2015]6 號)；南方高蓄能作物養(yǎng)分資源綜合管理創(chuàng)新能力建設(shè)(2015B070701001)；國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系甘蔗專項(CARS-20-3-1)；糖蜜酒精殘液研制蔬菜專用生態(tài)有機液體肥及施用技術(shù)(2016A020221018)

周文靈(1983-)，男，農(nóng)藝師，主要從事甘蔗營養(yǎng)栽培與廢棄物資源化利用等工作；Email：276076860@qq.com

*通訊作者：江永(1961-)，男，碩士，研究員，主要從事甘蔗耕作與栽培、廢棄物資源化利用等工作；Email：gz510316@sina.com

周文靈，盧穎林，敖俊華，等. 復(fù)合微生物菌肥對甘蔗生長的影響[J]. 甘蔗糖業(yè)，2016(6)：14-17.