不同载体菌肥活性监测及其对刺槐的促生效应_杨皓.pdf

Vol.43 No.2Feb.2023第 43 卷 第 2 期2023 年 2 月中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Journal of Central South University of Forestry&Technologyhttp:/收稿日期：2022-03-15基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFC0505500）；江苏省教育厅科学研究项目（2019JSJG247）；江苏省高校优势学科建设工程项目（PAPD）。第一作者：杨皓（），硕士研究生。通信作者：庄家尧（），副教授，博士。引文格式：杨皓,庄家尧,刘超,等.不同载体菌肥活性监测及其对刺槐的促生效应 J.中南林业科技大学学报,2023,43(2):76-83.YANG H,ZHUANG J Y,LIU C,et al.Activity monitoring of bacterial fertilizers with different carriers and their growth-promoting effects on Robinia pseudoacaciaJ.Journal of Central South University of Forestry&Technology,2023,43(2):76-83.不同载体菌肥活性监测及其对刺槐的促生效应杨 皓，庄家尧，刘 超，张文韬，郑 康，张 相（南京林业大学 a.林学院；b.南方现代林业协同创新中心，江苏 南京 210037）摘 要：【目的】探究接种粘质沙雷氏菌 X-45 和不同载体基质制备的菌肥活性情况及其对刺槐生长发育的影响，旨在筛选能替代珍稀资源泥炭的菌肥载体，对于绿色低碳农业发展及微生物肥产业化应用具有重要意义。【方法】以不同农业固体废弃物（秸秆、麦麸、棉籽壳、豆饼）为载体底物，分别以不同质量配比制成菌肥，通过测定载体对功能菌株是否具有毒性和菌肥中活菌数变化情况判断菌肥质量高低，初步筛选合适的菌肥载体；以刺槐幼苗为试验材料，以未施肥处理组（CK）、泥炭载体处理（T0）为对照，设置秸秆载体处理（T1）、麦麸载体处理（T2）、秸秆麦麸（11）处理（T3）、秸秆麦麸棉籽壳（111）处理（T4）、秸秆麦麸：豆饼（111）处理（T5）5 个处理组，对施用不同处理菌肥的刺槐地上生物量、地下生物量和结瘤情况进行对比分析，进一步评价菌肥肥效，筛选出最佳菌肥载体配方。【结果】1）所有处理的活菌数均比泥炭载体处理组有不同程度提高，其中秸秆+麦麸+豆饼载体菌肥的活菌数显著高于其余处理组，活性最高；2）秸秆+麦麸载体菌肥促生效果更加显著，其刺槐幼苗的各项形态指标达到了最大值，相较于无菌对照组和泥炭载体对照组均显著提高；3）秸秆+麦麸+棉籽壳菌肥促进刺槐结瘤效果最为明显，其结瘤数量及质量均达到了所有处理中的最大值，分别比无菌对照组增长了 783.55%和 251.77%，比泥炭载体对照组增长了 275.27%和111.68%。【结论】综合刺槐幼苗的生长指标和结瘤效果，适合植株生长的最佳促生菌肥是秸秆+麦麸组和秸 秆+麦麸+棉籽壳组。关键词：有效活菌数；载体；微生物肥；生长特性；结瘤中图分类号：S792.27 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2023)02-0076-08Activity monitoring of bacterial fertilizers with different carriers and their growth-promoting effects on Robinia pseudoacaciaYANG Hao,ZHUANG Jiayao,LIU Chao,ZHANG Wentao,ZHENG Kang,ZHANG Xiang(a.College of Forestry;b.Co-Innovation Center for Sustainable Forestry in South China,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,Jiangsu,China)Abstract:【Objective】The purpose of this study was to explore the activity of the bacterial fertilizer prepared by inoculating Serratia marcescens N1.14,X-45 with different carrier substrates and its impact on the growth and development of Robinia pseudoacacia L.,in order to screen the bacterial fertilizer carriers that can replace peat,which was of great significance for the development of green and low-carbon agriculture and the industrial application of microbial fertilizers.【Method】Different agricultural solid wastes(straw,wheat bran,cottonseed shell and soybean cake)were used as the carrier substrates to make bacterial fertilizers with different mass ratios.The quality of bacterial fertilizers was judged by determining whether the carrier had toxicity to functional strains and the change of viable bacteria in bacterial fertilizers,and the suitable bacterial fertilizer carrier was preliminarily screened.Taking Robinia pseudoacacia seedlings as the experimental materials,the non-fertilization treatment(CK)and peat carrier treatment(T0)were set up as the control,and five treatment groups were designed:straw carrier treatment(T1),wheat bran carrier treatment(T2),strawwheat bran(11)treatment(T3),strawwheat brancottonseed shell(111)treatment(T4)and strawwheat bransoybean cake(111)treatment(T5).The aboveground biomass,underground biomass and nodulation of Robinia pseudoacacia treated with different bacterial fertilizers were compared and analyzed to further evaluate the efficiency of bacterial fertilizers and screen out the best formula of bacterial fertilizer carriers.【Result】1)The number of viable bacteria in all treatments was higher than that in the peat carrier treatment group.The viable bacteria Doi:10.14067/ki.1673-923x.2023.02.00977中 南 林 业 科 技 大 学 学 报第 43 卷中国是传统农业大国，随着近代以来科学技术的飞速发展，农业技术对农业发展作出了重大贡献，在带来经济效益的同时彰显了中国的大国力量。但不得不提的是，由于不合理的灌溉模式与化肥的过量施用，土壤板结、益生菌群大幅减少和土壤有机质流失引起土地质量下降，危害生态环境，进而导致农作物质量和产量停滞不前甚至逐年下降，从而成为制约农业高质量发展的隐形“黑手”1-2。因此，“绿色农业”概念应运而生。近年来我国大力倡导绿色农业，将微生物肥料的研究应用推向学术高地。载体是一类能为微生物生长提供稳定环境并影响微生物存活的材料，同时其中速效养分可供微生物吸收利用3。固体菌肥中有益菌的存活受各种因素影响，如温度、含水量等，载体的选择则是至关重要的一环，因其能为微生物生存提供适宜环境，所以对菌肥质量发挥着决定性作用。研究表明，微生物菌肥能够显著改善植株生长的发育状况，优化土壤营养环境，提高土壤肥力，从而促进增产4。张志鹏等5发现施用复合微生物菌肥比常规施肥促进小麦生长的能力更加显著；张树衡等6发现施用不同体积配比的生物有机肥和微生物菌肥能够显著提高花椒地上生物量和光合作用参数，从而促进光合作用，有效促进花椒幼苗生产力，缓解花椒连作障碍；潘丽珊等7通过有机肥和复合微生物肥的增施，发现猕猴桃的外观形状和内在品质均得到显著提高，并伴随着果实病害的减少；桂莎等8发现不同类型菌肥对幼龄油茶生长有明显的促进作用，同时叶片叶绿度（SPAD）值显著增加。因此，探究微生物菌肥应用于植株上的试验研究具有重要的学术价值。泥炭作为菌肥生产过程中应用最多的主要载体材料，具有比表面大、吸附性强、营养成分丰富等优点。但若长期开采，必将对生态环境造成破坏，与高质量可持续发展方针相悖，因此寻找合适的载体替代泥炭显得尤为重要9。农林废弃物秸秆作为中国农业发展过程中常见的农业资源，具有巨大的资源空间，秸秆还田已成为农业废弃物资源化的常规方法。以秸秆为载体制备微生物菌肥实现秸秆还田是秸秆资源化的重要手段10。郑世浩等11发现以玉米秸秆为载体制备固体菌肥能够促进烟草光合作用并防治枯萎病；徐海云等12发现以玉米秸秆为基质载体制备微生物菌肥能够提高土壤肥力，进而提高农作物产量；孟建宇等13以纤维素为载体制备菌肥并投入实际应用，发现其能使土壤有效氮磷含量增幅超过 100%，同时在玉米种植上增产效果明显。目前，菌肥载体相关研究大多集中于单一秸秆载体，对其他农业资源的利用显得不足。因此，本研究利用秸秆、麦麸、棉籽壳、豆饼多种农业生产物作为功能菌的生长载体来制备菌肥，设置不同混合配比对载体配方进行盆栽试验，全面评估各种载体材料在促进刺槐生长发育方面的性能，筛选优质菌肥载体材料，为微生物肥料的生产利用提供理论实践依据。1 材料与方法1.1 试验材料及试验地1.1.1 菌种试验所用到的优良溶磷菌粘质沙雷氏菌Serratia marcescens N1.14 X-45 由南京林业大学水土保持实验室筛选，该菌株具有较强的溶磷及分泌IAA的能力，同时具有生长快、竞争力强等优点。1.1.2 培养基LB 液体培养基（种子培养基）：蛋白胨 10 g，NaCl 10 g，酵母浸粉 5 g，水 1 L，pH 值 7.0 7.2，121下灭菌 30 min。1.1.3 试验地及供试植株试验在南京林业大学新庄校区教学楼中庭进行。盆栽试验时间为 2021 年 710 月。试验用土为购买的基质土，试验用盆为内径 19 cm、外径 21 cm、高 19 cm 的塑料花盆。供试植株为刺槐。每次补充水分时采用量杯量取，保证每盆盆栽水分达到一致。numbe