貝萊斯芽孢桿菌與白酒丟糟和菌糠的復(fù)配使用對(duì)茄子的促生研究

基金項(xiàng)目：四川省科技廳項(xiàng)目（2019YFS0517）；四川省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2023NSFSC1260）；2022年四川輕化工大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（cx2022139）

作者簡(jiǎn)介：郭玥岐（1998-），女，碩士研究生。研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、環(huán)境微生物。

*通信作者：周麗洪（1987-），女，博士，講師。研究方向?yàn)槲⑸锞实难兄婆c應(yīng)用。

DOI：10.20028/j.zhnydk.2024.07.008

摘" 要：我國(guó)茄子種植廣泛，種植面積為77.9萬(wàn)hm2，但普遍存在化肥使用過(guò)度、種植效益低下等問(wèn)題。丟糟和菌糠為食品常見(jiàn)發(fā)酵廢棄物，每年均有大量產(chǎn)出，現(xiàn)有利用方式存在成本高、利用率低等問(wèn)題。為探究出一種新的生物方式來(lái)解決上述問(wèn)題，該文擬通過(guò)貝萊斯芽孢桿菌分別與白酒丟糟和菌糠復(fù)配來(lái)促進(jìn)茄子生長(zhǎng)。結(jié)果表明，貝萊斯芽孢桿菌T3均能在丟糟和菌糠中定殖，活菌數(shù)峰值分別3.39×108 CFU/g和2.74×106 CFU/g。T3與丟糟復(fù)配時(shí)促生效果最佳，株高、株莖、真葉數(shù)、葉面積、SPAD、含氮量均顯著高于對(duì)照，增幅分別為95.04%，102.67%，300.23%，43.46%，21.07%，25.76%。

關(guān)鍵詞：白酒丟糟；菌糠；貝萊斯芽孢桿菌；茄子；微生物有機(jī)肥

中圖分類(lèi)號(hào)：S641.1" " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2096-9902（2024）07-0031-04

Abstract： The cultivation of eggplant is extensive in our country， with a planting area of 779，000 hm2， but there exist common problems， such as excessive use of chemical fertilizers and low planting efficiency. Vinasse and mushroom residue are common food fermentation waste products， with a large amount of annual output. However， the current utilization methods suffer from high costs and low utilization rates. In order to explore a new biological approach to solve the above problems， this study intends to promote the growth of eggplant by co-culturing Bacillus velezensis T3 with vinasse and mushroom residue. The results showed that Bacillus velezensis T3 could colonize in both vinasse and mushroom residue， with peak viable cell counts of 3.39×108 CFU/g and 2.74×106 CFU/g， respectively. The co-cultivation of T3 with vinasse showed the best growth-promoting effect， with significantly higher plant height， stem diameter， number of leaves， leaf area， SPAD value， and nitrogen content compared to the control， with increases of 95.04%，102.67%，300.23%，43.46%，21.07%， and 25.76%.

Keywords： vinasse; mushroom residue; Bacillus velezensis; eggplant; microbiological fertilzer

茄子（Solanum melongena L）為茄科茄屬一年生草本植物，果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，含有大量營(yíng)養(yǎng)成分[1]。中國(guó)是全球最大的茄子生產(chǎn)國(guó)，茄子種植面積為77.9萬(wàn)hm2，產(chǎn)量為3 694.3萬(wàn)t，分別占全球的42.2%和65.62%。農(nóng)業(yè)上通常大量施加化肥來(lái)達(dá)到產(chǎn)量需求，但過(guò)量施肥會(huì)導(dǎo)致土壤質(zhì)量下降、結(jié)構(gòu)破壞、微生態(tài)平衡失調(diào)等問(wèn)題，近年來(lái)通過(guò)生物肥料、有機(jī)肥和生物防治劑等生物手段來(lái)解決上述問(wèn)題已是農(nóng)業(yè)上的研究熱點(diǎn)[2]。

貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus velezensis）是一種具有抑菌能力、產(chǎn)生植物激素、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、豐富土壤真菌群落的PGPR菌[3-5]，在植物促生方面具有較大的應(yīng)用前景。白酒丟糟和菌糠均為食品發(fā)酵廢棄物，均含有大量殘余營(yíng)養(yǎng)成分[6-8]。丟糟主要應(yīng)用在丟糟酒、動(dòng)物飼料、栽培食用菌、有機(jī)肥料以及生產(chǎn)燃料棒、白炭黑等方面[8-10]，菌糠主要應(yīng)用在動(dòng)物飼料、有機(jī)肥料方面。但在有機(jī)肥方面，貝萊斯芽孢桿菌與二者復(fù)配使用的相關(guān)研究較少，因此，本文擬通過(guò)測(cè)定定殖曲線來(lái)探究貝萊斯芽孢桿菌T3分別在丟糟和菌糠中生長(zhǎng)情況，從而確定二者的最佳復(fù)配比例，隨后利用盆栽試驗(yàn)，確定該復(fù)配模式下對(duì)茄子的促生效果，以達(dá)到提高白酒丟糟和菌糠的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，提升利用率，實(shí)現(xiàn)高值化利用的目的，為貝萊斯芽孢桿菌類(lèi)菌肥的研制提供新思路。

1 材料與方法

1.1 供試材料

菌株：四川輕化工大學(xué)微生物農(nóng)業(yè)工程科研團(tuán)隊(duì)保存的貝萊斯芽孢桿菌T3（Bacillus velezensis T3）；

白酒丟糟來(lái)自四川省宜賓市五糧液集團(tuán)，含水量為50%；

菌糠來(lái)自鮮禾益食用菌公司；

茄子品種：墨亮茄；

土壤：來(lái)自宜賓某蔬菜基地自然土壤。

1.2" 試劑與儀器

供試實(shí)驗(yàn)試劑：葡萄糖、牛肉粉、蛋白胨、胰蛋白胨、酵母粉、瓊脂規(guī)格均為BR，來(lái)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。氯化鈉為AR，來(lái)自生工生物工程（上海）股份有限公司。80%代森錳鋅來(lái)自上海滬聯(lián)藥業(yè)股份有限公司。

供試實(shí)驗(yàn)儀器主要包括：雙人雙面超凈臺(tái)（BBS-SSC）來(lái)自山東博科生物產(chǎn)業(yè)有限公司，立式壓力蒸汽滅菌器（LS-75HD）來(lái)自江陰濱江醫(yī)療設(shè)備有限公司，電子天平（JA3003）來(lái)自上海力辰儀器科技有限公司，植物營(yíng)養(yǎng)測(cè)定儀（TYS-4N）來(lái)自北京中科維禾有限公司，立式智能精密搖床（BSD-YX3200）、電熱鼓風(fēng)干燥箱（GZX-9420MBE）、生化培養(yǎng)箱（SPX-100B-Z）均來(lái)自上海博訊實(shí)業(yè)有限公司。

供試培養(yǎng)基如下。

營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基：葡萄糖10 g、NaCl 5 g、牛肉粉3 g、蛋白胨5 g、酵母粉1 g，加蒸餾水至1 000 mL，調(diào)整pH至7.0～7.2，加入瓊脂20 g，即為NA固體培養(yǎng)基。

LB液體培養(yǎng)基：胰蛋白胨10 g、酵母粉5 g、氯化鈉10 g，加蒸餾水至1 000 mL，調(diào)整pH至7.0～7.2。

1.3" 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1" 土壤預(yù)處理

對(duì)育苗土進(jìn)行充分晾曬，同時(shí)將代森錳鋅以160 g/畝（1畝約等于667 m2） 的施加量，充分稀釋后噴灑在土壤表面，進(jìn)行消毒，手動(dòng)去除土壤中含有的石礫、有機(jī)殘?bào)w和作物根系等非土壤物質(zhì)，直至晾干備用。在晾曬好的育苗土中加入清水使其達(dá)到松軟但手捏能成團(tuán)的狀態(tài)，隨后裝入帶排水孔且口徑為32 cm×32 cm 的育苗缽，每個(gè)育苗缽中裝10 kg育苗土。

1.3.2" 茄子幼苗準(zhǔn)備

選取長(zhǎng)勢(shì)一致，株高在10 cm，三葉一心的茄子幼苗，于傍晚移栽于裝好有育苗土的育苗缽中，并進(jìn)行澆水，使土壤內(nèi)水分充足，緩苗過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意遮陰，避免幼苗出現(xiàn)脫水萎蔫現(xiàn)象，待幼苗移栽7 d后，幼苗恢復(fù)生長(zhǎng)狀態(tài)并開(kāi)始長(zhǎng)出第一片新葉時(shí)，可以對(duì)其進(jìn)行后續(xù)處理。

1.3.3 發(fā)酵液的制備

將活化好的T3接種到LB培養(yǎng)基中28 ℃、180 rpm培養(yǎng)24 h，形成種子液，隨后以1%接種量再次接種到LB培養(yǎng)液中，相同條件下培養(yǎng)48 h，最后用無(wú)菌生理鹽水將菌懸液稀釋到OD值為0.8，待后續(xù)使用。

1.3.4" 貝萊斯芽孢桿菌T3在基質(zhì)中的定殖曲線測(cè)定

以V∶M比為變量，一共設(shè)計(jì)6個(gè)處理組，分別為J1（菌懸液∶丟糟=1∶1）、J2（菌懸液∶丟糟=1∶10）、J3（菌懸液∶丟糟=1∶100）、M1（菌懸液∶菌糠=1∶1）、M2（菌懸液∶菌糠=1∶10）、M3（菌懸液∶菌糠=1∶100），復(fù)配后的混合物質(zhì)量為500 g，含水量保持在60%，放置于無(wú)菌培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，溫度保持25 ℃，每間隔4 d采用稀釋涂布平板法統(tǒng)計(jì)T3活菌數(shù)，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

T3活菌數(shù)計(jì)算方法：稱取5 g樣品加入具有45 mL 無(wú)菌水的錐形瓶中，在搖床中25 ℃、120 rpm 充分振蕩 30 min，制成基礎(chǔ)菌懸液。吸取基礎(chǔ)菌懸液梯度稀釋涂布于營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基，30 ℃培養(yǎng)，每間隔4 d統(tǒng)計(jì)T3菌落數(shù)，結(jié)果以每克丟糟所含T3 活菌數(shù)表示。

1.3.5" 貝萊斯芽孢桿菌的2種復(fù)配方式對(duì)茄子的促生作用研究

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理分別為F1（T3-丟糟復(fù)配）、F2（丟糟）、F3（T3-菌糠復(fù)配）、F4（菌糠）、F5（T3發(fā)酵液）、CK（農(nóng)田土壤），按照1.3.4節(jié)得到的最佳比例進(jìn)行復(fù)配，固體以覆蓋的方式，每盆施加500 g，液體以灌根的方式，每盆50 mL。每盆定植株高5 cm，三葉一心的茄子苗一株，每組處理8盆，一共48盆。間隔25 d對(duì)各處理組進(jìn)行一次追肥，作物生長(zhǎng)期保持盆內(nèi)土壤含水量60%～80%，其他管理按茄子生產(chǎn)常規(guī)管理方法進(jìn)行。

1.4" 生理指標(biāo)測(cè)定方法

于第60天時(shí)在各處理組隨機(jī)選取5株植株進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果取平均值，具體方法如下：株高用卷尺（1 mm）測(cè)量（莖基部至生長(zhǎng)點(diǎn)），株莖用游標(biāo)卡尺（0.02 mm）測(cè)定，取茄子第2～3片葉間莖干直徑，用十字交叉法分別測(cè)量后取平均值；于開(kāi)花坐果期統(tǒng)計(jì)各株果實(shí)個(gè)數(shù)，計(jì)算單株產(chǎn)量，取其平均值；于生長(zhǎng)期利用植物營(yíng)養(yǎng)測(cè)定儀測(cè)量葉片SPAD和含氮量，分別測(cè)量植株上、中、下3個(gè)部位的葉片，隨后取平均值。

1.5" 數(shù)據(jù)分析

本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)Excel2016軟件處理，統(tǒng)計(jì)圖表通過(guò)Origin2021繪制、方差分析、顯著性分析采用SPSS26.0軟件。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 貝萊斯芽孢桿菌T3在丟糟和菌糠中的定殖曲線

在丟糟中最佳復(fù)配比例1∶10（接種量為0.1 mL/g），貝萊斯芽孢桿菌T3存活狀態(tài)較好，活菌數(shù)在38 d左右達(dá)到峰值，為3.39×108 CFU/g；在菌糠中最佳復(fù)配比例為1∶10（接種量為0.1 mL/g），貝萊斯芽孢桿菌T3存活狀態(tài)較好，活菌數(shù)在22 d左右達(dá)到峰值，為2.74×106 CFU/g（圖1）。

2.2" 2種復(fù)配方式對(duì)茄子生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.2.1" 2種復(fù)配方式對(duì)茄子株高、株莖的影響

各處理組茄子生長(zhǎng)指標(biāo)見(jiàn)表1。

株高方面，各處理組株高由高到低依次為F1、F2、F3、F4、F5、CK，其中處理組F1（丟糟復(fù)配）株高最高，為73.19 cm，與其他處理組形成顯著差異，其中顯著高于對(duì)照組95.04%，平均每天生長(zhǎng)1.23 cm，處理組F3（菌糠復(fù)配）株高為61.17 cm，顯著高于對(duì)照組61.44%，但低于處理組F1 17.23%。

株莖方面，各處理組株莖由大到小依次為F1、F2、F3、F5、F4、CK，其中處理組F1（丟糟復(fù)配）株莖最大，為1.52 cm，顯著高于對(duì)照組102.67%，處理組F3（菌糠復(fù)配）株莖為1.08cm，顯著高于對(duì)照組44.00%。

2.2.2" 2種復(fù)配方式對(duì)茄子葉片部分生理指標(biāo)的影響

各處理組葉片部分生理指標(biāo)見(jiàn)表2。

真葉數(shù)方面，各處理組由多到少依次為F1、F2、F3、F4、F5、CK，處理組F1（丟糟復(fù)配）表現(xiàn)最佳為34.66片，顯著高于對(duì)照300.23%，日增長(zhǎng)率為0.57片/d，處理組F3（菌糠復(fù)配）真葉數(shù)為20.33 cm，顯著高于對(duì)照組134.76%，但低于處理組F1（丟糟復(fù)配）41.34%，日增長(zhǎng)率為0.33片/d。

葉面積方面，各處理組由多大小依次為F1、F2、F5、F3、F4、CK，處理組F1（丟糟復(fù)配）葉面積最大為304 cm2，顯著高于對(duì)照組43.46%，處理組F3（菌糠復(fù)配）排序第四，高于對(duì)照組1.76%，但無(wú)顯著性差異，顯著低于處理組F1（丟糟復(fù)配）29.07%。

SPAD方面，各處理組由多到少依次為F1、F2、F5、CK、F3、F4，處理組F1 （丟糟復(fù)配）SPAD最大為59.63，顯著高于對(duì)照組21.07%，處理組F3（菌糠復(fù)配）表現(xiàn)較差，顯著對(duì)照組7.89%。

含氮量方面，各處理組由多到少依次為F1、F2、F5、CK、F3、F4，處理組F1（丟糟復(fù)配）葉片含氮量最大為17.43 mg/g，顯著高于對(duì)照組25.76%，處理組F3（菌糠復(fù)配）表現(xiàn)較差，顯著低于對(duì)照組12.27%。

2.2.3" 2種復(fù)配方式對(duì)茄子產(chǎn)量影響

經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理組F1表現(xiàn)最佳，平均產(chǎn)量6.67顆/株，高于對(duì)照組667%，與其他處理存在顯著性差異；處理組F2表現(xiàn)較次，平均產(chǎn)量4.67顆/株，高于對(duì)照組133.3%，其余處理組與對(duì)照差異不明顯。處理組F3、F4、F5、CK產(chǎn)量分別為1.67、1.00、0.67、0.00顆/株。

3" 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明T3與丟糟和菌糠的最佳復(fù)配比例均為1∶10（V∶M），在丟糟中，38 d時(shí)，活菌數(shù)最高為3.39×108 CFU/g；在菌糠中，22 d時(shí)活菌數(shù)最高為2.74×106 CFU/g，在葉片方面，丟糟的復(fù)配使用能顯著提高葉片SPAD和含氮量，分別為59.63和17.43 mg/g，說(shuō)明T3能夠利用丟糟和菌糠殘余的營(yíng)養(yǎng)成分，且能在這2種營(yíng)養(yǎng)載體中正常生長(zhǎng)繁殖，相較于菌糠而言，丟糟的營(yíng)養(yǎng)成分更適宜菌株T3的生長(zhǎng)繁殖，且能在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，將活菌數(shù)維持在108 CFU/g以上。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明各處理組均能促進(jìn)茄子株高、株莖、真葉的生長(zhǎng)，這與閻世江等[11]對(duì)于菌肥能夠?qū)η炎舆M(jìn)行促生的結(jié)論相同。T3-丟糟復(fù)配或者單獨(dú)施用效果較好，說(shuō)明丟糟本身含有的營(yíng)養(yǎng)成分能夠被植物較好地利用，同時(shí)T3能夠進(jìn)一步分解利用丟糟，從而提高作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收率，生長(zhǎng)速率加快。T3-菌糠復(fù)配或單獨(dú)施用效果次之，且二者之間并未形成較大的差異，說(shuō)明菌株T3未能在短時(shí)間內(nèi)對(duì)菌糠中的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分解利用。

在葉片方面，丟糟的復(fù)配使用能顯著提高葉片SPAD和含氮量，分別為59.63和17.43 mg/g，而菌糠復(fù)配或單獨(dú)均對(duì)葉片SPAD和含氮量有不同程度的抑制作用。葉片SPAD與含氮量成正比，該結(jié)果與王譚剛[12]等研究相同，氮肥的施加可以有效增加葉片中葉綠素含量以及含氮量[13]，說(shuō)明丟糟中含有的大量粗蛋白等氮素物質(zhì)能夠直接或間接的影響土壤中氮素成分，從而影響植株葉片。

總的來(lái)說(shuō)貝萊斯芽孢桿菌無(wú)論與丟糟還是菌糠復(fù)配，均對(duì)茄子的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，為丟糟和菌糠的高值化利用提供了一條新思路。

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