菌劑增效復(fù)合肥開發(fā)及其肥效驗證

茹鐵軍，楊振軍，周寶俊，肖占梅，吳沿博，郭 利

（中國-阿拉伯化肥有限公司，河北 秦皇島 066003）

化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中作物增產(chǎn)的重要貢獻(xiàn)因子。但隨著化肥的持續(xù)多年施用，特別是過量施肥，土壤中養(yǎng)分配比不合理，同時土壤有機(jī)質(zhì)得不到及時補(bǔ)充，導(dǎo)致了嚴(yán)重的土壤問題，其中土壤微生物菌群種類與數(shù)量的減少是一個不可忽視的問題。

微生物菌肥是指含有特定微生物活體且能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的制品，其通過微生物的生命活動促使作物健康生長、抗逆性增強(qiáng)、產(chǎn)量提高［1］，在改善土壤微觀環(huán)境、提高化肥利用率等方面的作用日益受到人們的關(guān)注。商品有機(jī)肥和有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥產(chǎn)品中多添加有微生物菌劑（如w（無機(jī)養(yǎng)分）30%，w（有機(jī)質(zhì)）20%，生物菌數(shù)≥0.2億/g），可以明顯提高產(chǎn)品肥效。

近幾年，隨著一些耐鹽性微生物菌劑（主要是芽孢桿菌類）的普及，以及菌劑代謝產(chǎn)物類、生物發(fā)酵合成類生物刺激素的推廣應(yīng)用，微生物菌劑在高濃度復(fù)合肥（w（N+P2O5+K2O）≥40%）上的使用獲得了突破［2-3］。筆者研究微生物菌劑與高濃度復(fù)合肥的結(jié)合工藝，獲得菌劑附著牢固的含菌復(fù)合肥，驗證其在土壤中的擴(kuò)繁情況，并通過夏玉米、南方水稻等的田間試驗驗證了菌劑增效復(fù)合肥的肥效。

1 材料與方法

1.1 供試原料

復(fù)合肥：無包裹劑的復(fù)合肥裸肥（15-15-15硝基硫型、22-8-10硝基氯型和21-12-15脲基氯型）。

芽孢桿菌：商品枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌，有效活菌數(shù)1 000億/g。

1.2 菌劑增效復(fù)合肥制備

菌液配制：將有效活菌數(shù)1 000億/g的商品芽孢桿菌、白糖、蒸餾水按1∶2∶2的質(zhì)量比配制成菌液（活菌數(shù)為200億/g），其在室溫下為流動良好的液體。

菌液涂層復(fù)合肥制備：向小型實驗室用包衣機(jī)中加入預(yù)熱至50 ～60 ℃的復(fù)合肥裸肥600 g，準(zhǔn)確加入菌液3.0 g 和防結(jié)塊油劑1.2 g，稍后加入防結(jié)塊粉劑1.8 g，最終獲得理論活菌數(shù)為1.00億/g的菌劑增效復(fù)合肥。該菌劑增效復(fù)合肥帶有淡淡的菌劑發(fā)酵氣味，手感良好，無粉感。

2 結(jié)果與分析

2.1 菌劑增效復(fù)合肥的菌劑存活率

采用平板法檢測制備的菌劑增效復(fù)合肥中活菌數(shù)：準(zhǔn)確稱取待測菌劑增效復(fù)合肥樣品1.00 g，放入裝有200 mL w（NaCl）0.85%生理鹽水的500 mL三角瓶中，在搖床上以200 r/min 速率振蕩30 min，即成200倍稀釋液；再用滅菌移液管吸取1 mL稀釋液移入裝有9 mL w（NaCl）0.85%生理鹽水的試管中，充分混勻即成2 000 倍稀釋液；以此類推，連續(xù)稀釋，制成200 000 倍稀釋液，供平板涂布用。用滅菌移液管吸取200 000 倍稀釋液0.1 mL 加至培養(yǎng)基平皿的培養(yǎng)基表面，用無菌玻璃涂布棒將菌液涂布均勻，同時用w（NaCl）0.85%生理鹽水作為空白對照。將培養(yǎng)基平皿放置培養(yǎng)箱內(nèi)于37 ℃培養(yǎng)24 h，計算活菌數(shù)。

枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌增效15-15-15 硝基硫型復(fù)合肥的活菌數(shù)檢測結(jié)果見表1。由表1 可見，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌在復(fù)合肥表面均可以有效存活，存活率分別為99%、95%和93%；同時菌劑在復(fù)合肥表面分散均勻，附著牢固，商品性好。

表1 菌劑增效復(fù)合肥菌劑存活率

2.2 菌劑增效復(fù)合肥中菌劑在土壤中的擴(kuò)繁

將風(fēng)干土壤和蒸餾水于120 ℃高溫滅菌45 min，冷卻至室溫。然后稱取菌劑增效復(fù)合肥（15-15-15硝基硫型，枯草芽孢桿菌活菌數(shù)0.99億/g）0.50 g均勻混入到500 g滅菌土壤中，加入無菌水120 mL，此時土壤w（H2O）24%，土壤容器上口覆蓋一層扎有小孔的塑料膜，并于25 ℃培養(yǎng)24、48 h。培養(yǎng)結(jié)束后，加入無菌水500 mL，充分?jǐn)嚢? h，立即安排平板培養(yǎng)，檢測活菌數(shù)。同時安排15-15-15硝基硫型常規(guī)復(fù)合肥的對比實驗。

該菌劑增效復(fù)合肥在土壤中培養(yǎng)24、48 h芽孢桿菌的擴(kuò)繁情況見表2。由表2 可知，常規(guī)復(fù)合肥處理培養(yǎng)48 h后，土壤中的活菌數(shù)為12.0萬/g，而菌劑增效復(fù)合肥處理培養(yǎng)24、48 h后，土壤中的活菌數(shù)分別達(dá)到81.6萬/g和400.0萬/g；扣除常規(guī)復(fù)合肥空白樣品的活菌數(shù)后，24 h 芽孢桿菌擴(kuò)繁7 倍，48 h 擴(kuò)繁39 倍。這表明，菌劑增效復(fù)合肥施入土壤后，復(fù)合肥表面的芽孢桿菌可以快速蘇醒并擴(kuò)繁，而菌劑擴(kuò)繁正是其發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

表2 菌劑增效復(fù)合肥中芽孢桿菌在土壤中擴(kuò)繁情況

2.3 菌劑增效復(fù)合肥在夏玉米和南方水稻上的增產(chǎn)效果

2.3.1 夏玉米試驗

2018年，在河北省滄州市滄縣開展了22-8-10硝基氯型菌劑增效復(fù)合肥的夏玉米小區(qū)試驗。

土壤類型為輕壤土，肥力一般，前茬小麥。土壤w（有機(jī)質(zhì)）1.05%，w（全氮）136 mg/kg，w（速效P2O5）22 mg/kg，w（K2O）113 mg/kg，pH 7.0。玉米品種為鄭單958。

試驗采用隨機(jī)區(qū)組排列方式，小區(qū)面積30 m2，3 次重復(fù)。每667 m2底施22-8-10 硝基氯型復(fù)合肥或22-8-10硝基氯型菌劑增效復(fù)合肥50 kg，種肥同播，后期不再追肥。每個小區(qū)單獨測產(chǎn)，試驗結(jié)果見表3。

表3 菌劑增效復(fù)合肥中夏玉米小區(qū)試驗結(jié)果

由表3 可知，施用22-8-10 硝基氯型菌劑增效復(fù)合肥1#、2#后，夏玉米的生理指標(biāo)較對照復(fù)合肥有較明顯提高，其中株高增加3.3%～4.6%，莖粗增加6.4% ～9.1%，玉米穗長增加12.9% ～17.2%，產(chǎn)量提高11.6%～15.0%，增產(chǎn)明顯。

2.3.2 南方水稻試驗

2018 年，在湖北省云夢縣開展了21-12-15 脲基氯型菌劑增效復(fù)合肥的南方水稻小區(qū)試驗。

試驗地塊屬湖積平原，土質(zhì)為砂壤，2017年中稻收獲后冬閑冬炕。土壤w（有機(jī)質(zhì)）2.73%，w（全氮）1.58 g/kg，w（堿解氮）122.5 mg/kg，w（速效P2O5）14.3 mg/kg，w（K2O）114 mg/kg，pH 5.9。晚稻品種11-68。

試驗采用隨機(jī)區(qū)組排列方式，小區(qū)面積30 m2，3次重復(fù)。667 m2底肥撒施21-12-15脲基氯型復(fù)合肥或21-12-15 脲基氯型菌劑增效復(fù)合肥40 kg，后期667 m2追施尿素10 kg。每個小區(qū)單獨測產(chǎn)，結(jié)果見表4。

表4 菌劑增效復(fù)合肥南方水稻小區(qū)試驗結(jié)果

由表4可知，施用21-12-15脲基氯型菌劑增效復(fù)合肥1#、2#后，與對照復(fù)合肥相比南方水稻的株高、穗長和有效穗等指標(biāo)并沒有明顯變化，但產(chǎn)量增加4.8%～8.0%，表現(xiàn)出了一定的增產(chǎn)作用。

與夏玉米對比，菌劑增效復(fù)合肥在水稻上的肥效要弱一些，這可能與水稻田是厭氧環(huán)境，菌劑擴(kuò)繁速度一般，或者是菌劑代謝之后的分泌產(chǎn)物在稻田水中快速擴(kuò)散導(dǎo)致對水稻根系的刺激作用較弱有關(guān)。當(dāng)然，夏玉米采用的種肥同播種植技術(shù)，肥料集中，菌劑對復(fù)合肥的協(xié)同增效作用更容易發(fā)揮也可能是重要因素。

3 結(jié)論

采用菌液涂層的方法，可以獲得菌劑高存活率（93%～99%）的含菌復(fù)合肥，且菌劑在復(fù)合肥表面分散均勻，附著牢固，商品性好。

菌劑增效復(fù)合肥施入土壤后，菌劑快速蘇醒并擴(kuò)繁，可發(fā)揮功能性菌劑對化肥的協(xié)同增效作用。

菌劑增效復(fù)合肥在夏玉米上增產(chǎn)效果明顯，在南方水稻上也有一定效果，兩種作物上的肥效差異有待進(jìn)一步深入研究。