章淑艷,李 軍,趙從波,趙 海,李彩菊,馬清河
(1.河北省微生物研究所,河北 保定 071051;2.保定學院,河北 保定 071051;3.保定市農科所,河北 保定 071051)
苜蓿(Medicagosativa)被稱為“牧草之王”, 其營養價值極高,適口性好,蛋白質、礦物質和維生素含量均高于一般青貯飼料。但多年來我國苜蓿種植主要以培肥地力為目的,基本不施肥或很少施肥。近年來,隨著苜蓿種植面積的進一步擴大和對苜蓿產量、品質要求的提高,人們開始考慮在苜蓿地上也進行科學施肥。苜蓿是豆科作物,對氮源不敏感,而對磷鉀肥敏感[1-7]。但目前所用肥料基本為硫酸鉀、過磷酸鈣、尿素等化學肥料,微生物肥料在苜蓿上的應用報道很少。磷細菌劑是活菌制劑,其菌種為巨大芽孢桿菌(Baciusmagaterium),通過自身的生長繁殖產生代謝產物,分解轉化土壤中難溶性的磷質,為植物能吸收利用的磷素,平衡其所需氮、磷、鉀營養成分,在糧食作物上接種此菌劑效果不錯,能夠促進作物生長,提高產品品質,長期使用還可以培肥地力,改善土壤結構,使之松軟、透氣[8],符合綠色生產資料的要求。本研究考察磷細菌劑對牧草紫花苜蓿生長、產量及牧草營養成分的影響,以期為磷細菌劑在牧草上的大面積應用提供依據。
1.1試驗材料
1.1.1菌種與培養基 磷細菌劑(巨大芽孢桿菌液體發酵液,稀釋平板法計數活菌數量5×108cfu·mL-1)為河北省微生物研究所中試車間發酵產品,菌種為巨大芽孢桿菌,培養基為PDA培養基。
1.1.2苜蓿種子 品種為奔馬,購于農資市場。
1.1.3栽培容器 容器為直徑10 cm、高15 cm的塑料盆。栽培土取自保定西郊菜地,有機質含量12.36%,全氮含量0.7%,速效磷含量0.001 2‰,速效鉀含量0.009 2‰。
1.2試驗方法
1.2.1試驗處理 試驗設T1(磷細菌劑7.5 kg·hm-2),T2(磷細菌劑15.0 kg·hm-2),T3(磷細菌劑22.5 kg·hm-2),T4(過磷酸鈣750 kg·hm-2)4個處理,以不施肥為對照。每處理5次重復。
1.2.2裝盆 將菜園土過篩,除去石塊等雜物,與蛭石以質量比5∶1混合均勻,121 ℃溫熱滅菌1 h,然后分裝于試驗用盆,每盆裝550~600 g,澆透水,待播種。
1.2.3種子預處理 精選粒徑一致的苜蓿種子,經95%乙醇浸泡15 min進行表面消毒,0.2%的HgC12溶液消毒4 min,無菌水沖洗6次[9],瀝干水分平放在鋪有濾紙紗布的平皿中恒溫催芽,約48 h露白。
1.2.4定植 選取露白一致的種子以每盆5粒定植盆土表面,按處理滴加磷細菌劑和施過磷酸鈣,對照滴加與磷細菌劑等量的無菌水,然后覆土2 cm。
1.2.5栽培管理 定植后,栽培盆順序擺放在光照為7 000~8 000 lx,晝夜溫度24 ℃/16 ℃,日照達16 h的光照栽培室平臺上。定時調換盆位,消除光照與溫度的差異。等量補水以保持穩定的濕度。
1.2.6調查與采收 在定植后37、57和77 d分別測定植株地上部分株高,77 d后收獲,取出植株調查單株根瘤總數、主根瘤數。以盆為單位稱鮮質量和干質量,計算單株質量的平均值。苜蓿植株水溶性碳水化合物采用蒽酮比色法進行測定[10-11],粗蛋白含量采用凱氏定氮法進行測定[12],中性洗滌纖維含量采用范氏法進行測定[13]。
1.2.7數據處理 用Excel軟件進行數據處理,用LSR法進行統計分析。
2.1磷細菌劑對紫花苜蓿生物性狀的影響 各處理與對照相比,單株根瘤數、主根瘤數都顯著增加,株高、鮮質量、干質量均明顯增長;其中T3與T4相比,單株總根瘤數和主根瘤數分別提高1.6%和0.67%(表1),差異不顯著(P>0.05)。說明磷細菌劑對紫花苜蓿結根瘤有明顯的促進作用。根瘤越多固氮越多,可為植株促壯生長和牧草營養成分提高奠定良好的基礎。收獲時,T3的植株最高,為18.19 cm,比對照(15.26 cm)高2.93 cm,比T4高0.07 cm,且不同用量處理隨菌劑施入量增加株高增高。其中T3與T4處理差異不顯著(P>0.05)。從產量來看T3處理的鮮、干質量分別比對照高53.02%和64.77%,比T4高0.44%和12.9%,干質量增加尤為明顯。說明磷細菌劑對紫花苜蓿結瘤、株高、產量有明顯的促進作用。磷細菌劑的肥效較化學磷肥肥效慢,但持續時間長,后期會更好,且磷細菌劑有助于提高牧草干物質含量。這與磷細菌劑在糧食作物上的試驗結果一致[14]。由此可見,磷細菌劑在牧草上也能很好地發揮其壯苗、增產作用,可以代替或部分代替化學磷肥。
2.2磷細菌劑對牧草營養成分的影響 從營養成分來看,施肥處理比對照各項指標都高,且T3的水溶性碳水化合物、粗蛋白、中性洗滌纖維的含量均最高,比對照分別高0.40%、2.24%、和4.88%;比T4分別高0.03%、0.02%和0.32%。表明牧草各種營養成分均有不同程度地提高,這也與磷細菌劑在糧食作物上的試驗結果一致[14]。

表1 磷細菌劑對紫花苜蓿生物性狀的影響

表2 磷細菌劑對牧草營養成分的影響
1)栽培77 d時,與對照和施磷酸鈣相比,22.5 kg·hm-2磷細菌劑能促進紫花苜蓿根瘤生長,提高鮮、干質量和營養成分。
2)初步確定磷細菌劑的最佳使用量為22.5 kg·hm-2。由于本試驗最高使用量為22.5 kg·hm-2,高于此用量的結果有待于進一步研究。另外,具體的用法和用量還要進一步在大田上應用確定。
[1]孫啟忠,桂榮.影響苜蓿草產量和品質諸因素研究進展[J].中國草地,2000(1):57-63.
[2]李富寬,翟桂玉,沈益新,等.磷和接種根瘤菌對黃河三角洲紫花苜蓿生長及品質的影響[J].草業學報,2005,14(6):87-93.
[3]王秀領,徐玉鵬.磷鉀肥對紫花苜蓿鮮草產量的影響[J].河北農業科學,2007,11(2):64-66.
[4]Collins M,Stanley H D,藺海明.鉀肥不同施用量及類型對紫花苜蓿光合作用和固氮效率的影響[J].草原與牧草,1983(5):25-27.
[5]劉天增,南志標.草地硝化微生物與硝化作用研究進展[J].草業科學,2010,27(6):951-958.
[6]韓潼,牛得草,張永超,等.施肥對瑪曲縣高寒草甸植物多樣性及生產力的影響[J].草業科學,2010,27(6):926-930.
[7]王界平,田長彥.不同氮磷水平下鹽角草生長及鹽分累積特征分析[J].草業學報,2011,20(2):234-243.
[8]葛誠.微生物肥料的生產及其產業化[M].北京:中國農業科技出版社,2007:10-17.
[9]Hardarson G,Heichel G H,Barnes D K,etal.Rhizobial strain preference of alfalfa populations selected for charateristics associated with N2fixation[J].Crop Science,1982,22:54-58.
[10]趙士豪,王來福,陳文新.根瘤菌對紫花苜蓿接種效果的初步研究[J].河北省科學院學報,2005(3):63-66.
[11]林炎坤.常用的幾種蒽酮比色定糖的比較和改進[J].植物生理學通訊,1989(4):53-55.
[12]張憲政.作物生理研究法[M].北京:中國農業出版社,1990:148-150.
[13]楊勝.飼料分析及飼料質量檢測技術[M].北京:中國農業大學出版社,1996:19-21.
[14]葉明,陶濤,陳吳西.一株鮮磷菌劑的研制及其應用效果[J].浙江大學學報,2010,36(6):657-661.