1 種復合腐稈菌劑保質(zhì)期的研究

黃國強，鐘 輝，聶 麗，蔡桃紅，倪國榮，潘曉華，魏賽金，*（. 江西農(nóng)業(yè)大學 江西省農(nóng)業(yè)微生物資源開發(fā)與利用工程實驗室，江西 南昌330045；. 江西省雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，江西 南昌330045）

1 種復合腐稈菌劑保質(zhì)期的研究

黃國強1，鐘 輝1，聶 麗1，蔡桃紅1，倪國榮2，潘曉華2，魏賽金1，2*
（1. 江西農(nóng)業(yè)大學 江西省農(nóng)業(yè)微生物資源開發(fā)與利用工程實驗室，江西 南昌330045；2. 江西省雙季稻現(xiàn)代化生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心，江西 南昌330045）

將自主篩選的6株快速腐稈菌配制成復合腐稈菌劑， 并對其保質(zhì)期進行研究。結(jié)果表明：保藏第180 天，細菌和真菌有效活菌數(shù)分別為6.62×108CFU/g和1.83×108CFU/g，pH范圍穩(wěn)定在6.0～7.0，含水率逐漸減小，第120天低于20%并趨于穩(wěn)定，纖維素酶活力總體上降低，180 d的酶活為50.16 μg/g。研究發(fā)現(xiàn)自制復合腐稈菌劑達到了國標農(nóng)用微生物菌劑的要求，且保質(zhì)期時長大于180 d。

復合腐稈菌劑；活菌數(shù)；纖維素酶活

黃國強， 鐘輝， 聶麗， 等.1種復合腐稈菌劑保質(zhì)期的研究［J］. 生物災害科學， 2015， 38（4）:294-297.

稻草是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的纖維殘余物，富含有機質(zhì)和氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素［1-2］，是一種豐富的可再生資源，其合理利用有利于土壤肥力、水土保持、再生資源綜合利用及生態(tài)環(huán)境安全［3］。我國作為一個農(nóng)業(yè)大國，稻草年產(chǎn)量約 2 億 t［4］，1 t 稻草相當于 70 kg化肥［5］，其直接還田不僅可以保持和提高農(nóng)田土壤肥力，還能改善土壤團粒結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)［6］。 然而稻草中含有大量的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等難降解物質(zhì)，在自然條件下分解緩慢［7-8］。稻草還田配施稻草腐熟劑可以加速稻草的腐爛，增加土壤養(yǎng)分含量，促進秧苗的生長發(fā)育，提高水稻產(chǎn)量［9-11］。稻草應用微生物菌劑還田是合理解決稻草資源，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑［12］。

本課題組研制了一種復合腐稈菌劑，在實踐生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，稻草還田配施該菌劑可以增加土壤微生物數(shù)量，增強土壤酶活力，提高晚稻的產(chǎn)量［13］， 本實驗對該復合腐稈菌劑保質(zhì)期進行了探究。

1　材料和方法

1.1 材料

供試菌株：黑曲霉（Aspergillus niger）、韋氏芽孢桿菌（Bacillus weihenstepanensi）、葡萄球菌（Staphylococcus condimenti）、解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amyloliquefaciens）、氧化木糖無色桿菌（Achromobacter xylosoxidans）、巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium），均由江西農(nóng)業(yè)大學江西省農(nóng)業(yè)微生物資源開發(fā)與利用工程實驗室提供。

培養(yǎng)基：牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、葡萄糖馬鈴薯培養(yǎng)基（PDA 培養(yǎng)基）、營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基、高氏一號培養(yǎng)基、孟加拉紅培養(yǎng)基。

固體發(fā)酵培養(yǎng)基：豆渣 50 g，稻草粉 10 g，MgSO4?7H2O 0.1 g，K2HPO40.1 g，CaCO30.1 g。

液體發(fā)酵培養(yǎng)基：蛋白胨5 g，稻草粉10 g，MgSO4?7H2O 0.3 g，K2HPO40.5 g，NaCl 0.5 g，ZnSO40.3 g，自來水 1 000 mL，pH 自然。

1.2 方法

1.2.1 復合腐稈菌劑的制備 真菌制劑的制備：將黑曲霉接種到 PDA斜面培養(yǎng)基上，30 ℃培養(yǎng)7 d，將培養(yǎng)獲得的黑曲霉孢子制備成懸液接種到固體發(fā)酵培養(yǎng)基，拌勻，30 ℃靜置培養(yǎng) 7 d，期間每天定時噴灑適量的無菌水，翻動。待長滿黑色孢子時，于室溫下陰涼風干，粉碎得真菌制劑，取樣計菌數(shù)。

細菌制劑的制備：將韋氏芽孢桿菌、葡萄球菌、解淀粉芽孢桿菌、氧化木糖無色桿菌、巨大芽孢桿菌分別接種到牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基斜面上，37℃培養(yǎng)2 d，再將此5種細菌菌懸液分別接種于液體培養(yǎng)基，37℃搖床培養(yǎng)2 d，取細菌發(fā)酵液，混勻后用草炭吸附，拌勻，陰涼風干后得到細菌制劑，取樣計菌數(shù)。

復合腐稈菌劑的制備：將真菌制劑與細菌制劑按質(zhì)量比 7∶1 混合均勻，于陰涼處儲存。

1.2.2 復合腐稈菌劑質(zhì)量標準檢測 含水率測定：稱 取樣品于干燥箱中 80℃下烘干至恒重后，取 出置于干燥器中冷卻 20 min后進行稱量，重復 3組，計算平均值。

pH 測定：稱取樣品5 g，放入 50 mL的燒杯中，按照樣品∶去離子水為 1∶5 的比例加入去離子水，攪勻，靜置 30 min后取上清液進行 pH 值的測定。重復 3 組，計算平均值。

纖維素酶活力測定：稱取 1 g樣品放入 100 mL的錐形瓶中（重復 3 瓶），各加入蒸餾水 10 mL，于200 r/min搖床中振蕩浸提 1 h后濾紙過濾，4 000 r/min離心 10 min得上清液稀釋至適當濃度，即為原酶液，采用DNS 法測定纖維素酶活［14］。

有效活菌數(shù)測定：采用稀釋平板計數(shù)法［15］測 定樣品中細菌、放線菌和真菌的數(shù)量。

2　結(jié)果與分析

2.1 復合腐稈菌劑的制備

真菌制劑孢子濃度：將黑曲霉固體培養(yǎng)物粉碎后，測定其孢子濃度＞1.0×1010CFU/g。復合細菌制劑菌體濃度：將復合細菌制劑研磨過篩，測定其活菌數(shù)＞1.5×1010CFU/g。

2.2 復合腐稈菌劑質(zhì)量標準檢測

2.2.1 含水率和 pH 變化 隨著質(zhì)檢時間的延長，復合腐稈菌劑的含水率逐漸減小。其含水率在第15 天后低于 30%，第 120 天后低于20%并趨于穩(wěn)定（圖 1），符合國標農(nóng)用微生物菌劑（GB20287-2006）［16］中的要求（粉劑含水率不大于30%，顆粒含水率不大于 20%）。pH 則隨著質(zhì)檢時間的延長而基本保持穩(wěn)定，范圍穩(wěn)定在 6.0～7.0（圖 2），符合國標農(nóng)用微生物菌劑（GB20287-2006）中 pH 的要求為 5.5～8.5。

圖1　含水率的變化

圖2　pH的變化

2.2.2 纖維素酶活力變化 纖維素酶活力隨著保質(zhì)檢測時間的延長而大體上趨于變小，在第120 天后趨于穩(wěn)定，180 d時酶活力為50.16 μg/g（圖 3），達到國標農(nóng)用微生物菌劑（GB20287-2006）中的要求（最少不低于 30 μg/g）。

圖3　纖維素酶活的變化

2.2.3 有效活菌數(shù)的變化 通過定期檢測發(fā)現(xiàn)，隨著質(zhì)檢時間的延長，復合菌劑中的細菌和真菌的活菌數(shù)量整體上均減少。在第90天檢測時發(fā)現(xiàn)細菌數(shù)量明顯減少，真菌則逐漸減少，而放線菌未檢出（表1）。 復合腐稈菌劑儲存180 d后有效總菌數(shù)達到 8.45×108CFU/g，達到國標農(nóng)用微生物菌劑 （GB20287-2006） 中的要求 （最少不低于 0.5億個/克）。

表1　復合菌劑微生物數(shù)量變化

2.2.4 復合腐稈菌劑與現(xiàn)行國標有機物料腐熟劑產(chǎn)品的比較 自制復合腐稈菌劑的質(zhì)量追蹤檢測 180 d后，相關(guān)質(zhì)量指標如表 2 所示，均達到了國家標準腐熟劑產(chǎn)品的要求。

表2　復合菌劑與國標有機物料腐熟劑標準對比

3　小結(jié)與討論

農(nóng)用微生物菌劑現(xiàn)已被廣泛應用于實際生產(chǎn)中，尤其是有機物料腐熟劑產(chǎn)品。微生物菌劑能夠直接或間接改良農(nóng)田土質(zhì)，維持根系生態(tài)平衡，降低土傳病害，分解毒害物質(zhì)等；通過其中所含微生物的生命活動，提高土壤肥力、改善生態(tài)環(huán)境，從而促進植物生長、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。因此，微生物菌劑的質(zhì)量檢測及保質(zhì)期的測定對其投入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的意義。外觀可以直觀地反映出菌劑的質(zhì)量狀態(tài)；水分含量則是菌劑中微生物維持正常生長代謝不可或缺的要素，過高或過低都不利于微生物的各項生命活動；菌劑中微生物的生長和產(chǎn)酶能力對 pH 有一定的要求，pH 過酸或過堿都會影響微生物數(shù)量和酶的活性；有效活菌數(shù)直接影響微生物菌劑的性能［17］，是菌劑產(chǎn)酶降解纖維素的前提，直接關(guān)系到微生物菌劑保質(zhì)期限的長短。

前期研究發(fā)現(xiàn)自制復合腐稈菌劑不僅可以加快稻草降解，隨稻草還田還能改善農(nóng)田土質(zhì)，提高作物產(chǎn)量。本實驗依據(jù)國家質(zhì)量檢測標準，對該菌劑相關(guān)的一些指標進行追蹤測定，在外觀、含水率、pH、纖維素酶活力、有效活菌數(shù)、保質(zhì)期限等方面均達到國標農(nóng)用微生物菌劑（GB20287-2006）的要求，為該菌劑的理論研究和實踐應用提供了有利依據(jù)。

［1］ 魏賽金， 李昆太， 涂曉嶸， 等. 稻草還田配施化肥與腐稈菌劑下的土壤微生物及有機碳組分特征［J］. 核農(nóng)學報， 2012，26（9）:1317-1321.

［2］ 肖小平， 湯海濤， 紀雄輝. 稻草還田模式對稻田土壤速效氮、鉀含量及晚稻生長的影響［J］. 作物學報， 2008， 34（8）: 1464-1469.

［3］ 劉巽浩， 高旺盛， 朱文姍. 秸稈還田的機理與技術(shù)模式［M］. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2001.

［4］ 李鵬， 孫可偉， 柴希娟. 秸稈的綜合利用［J］. 中國資源綜合利用， 2006， 1（1）: 23-26.

［5］ 田杰. 稻草還田對土壤肥力及水稻生長的影響［J］. 安徽農(nóng)學通報， 2008， 14（3）:46-47.

［6］ 季立聲， 賈君永， 張圣武， 等. 秸稈直接還田的土壤生物學效應［J］. 山東農(nóng)業(yè)大學學報， 1992， 23（4）: 375-379.

［7］ 解開治， 徐培智， 張發(fā)寶， 等. 接種微生物菌劑對豬糞堆肥過程中細菌群落多樣性的影響［J］.應用生態(tài)學報， 2009， 20（8）: 2012-2018.

［8］ 劉保平， 王宏燕. 一種降解秸稈的絲狀真菌的分離和定性方法［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2009， 28（3） : 559-563.

［9］ 曾金壽， 劉國華， 潘冬平， 等. 不同秸稈腐熟劑在晚稻上的應用效果研究［J］. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2010（5）: 25-26.

［10］ 魯耀雄， 涂曉嶸， 程新， 等. 稻草還田配施菌劑對晚稻生長和土壤酶活性的影響［J］. 中國土壤與肥料， 2013（6）: 32-36.

［11］ 鄭向陽. 水稻田使用秸稈腐熟劑試驗效果分析［J］. 廣西農(nóng)學報， 2011， 26（5）: 18-20.

［12］ 金海洋， 姚政， 徐四新， 等. 纖維素分解菌劑對水稻秸稈田間降解效果的研究［J］. 上海農(nóng)業(yè)學報， 2005， 20（4）: 83-85.

［13］ 倪國榮， 涂國全， 魏賽金， 等. 稻草還田配施催腐菌劑對晚稻根際土壤微生物與酶活性及產(chǎn)量的影響［J］. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報， 2012， 31（1）: 149-154.

［14］ 張瑞萍. 纖維素酶活力測定方法［J］. 印染， 2002， 28（8）: 38-39.

［15］ 沈萍， 陳向東. 微生物學實驗［M］. 北京: 高等教育出版社， 2007.

［16］ 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局， 國家標準化管理委員會， GB 20287-2006 農(nóng)用微生物菌劑［S］. 北京: 中國標準出版社，2006.

［17］ 辛銀川. 高效降解秸稈菌株配伍篩選及菌劑制備［D］. 鄭州: 鄭州大學， 2011.

Studies on the Quality Guarantee Period of a Compound DecomposingAgent

HUANG Guo-qiang1，ZHONG Hui1，NIE Li1，CAI Tao-hong1，NI Guo-rong2， PAN Xiao-hua2，WEI Sai-jin1，2*
（1. Jiangxi Agricultural Microbial Resource Development and Utilization Engineering Lab， Jiangxi Agricultural University， Nanchang 330045， China； 2. Collaborative Innovation Center for the Modernization Production of Double Cropping Rice， Nanchang 330045， China）

The quality guarantee period of a new compound decomposing agent was studied. The results indicated that at 180 preservation day， the effective number of viable bacterium was 6.62×108cfu/g， and the that of the fungus was 1.83×108cfu/g. The value of pH remained stable along with the preservation time， ranging between 6.0-7.0. The moisture content decreased less than 20% at 120-day and than stabilized. Additionally， the cellulose activity generally tended to reduce in the first 120 days， afterwards it stabilized and was measured as 50.16 μg/g at 180-day. The study showed that the compound decomposing agent basically reached the national standard requirements of agricultural microbial agents， and its quality guarantee period was longer than 180 days.

the compound decomposing agent； viable count； cellulose activity； quality guarantee period

S369

A

2095-3704（2015）04-0294-04

2015-10-23

江西省科技計劃項目（20144BBF60003）、江西農(nóng)業(yè)大學研究生創(chuàng)新專項資金項目（NDYC2014-10）和江西農(nóng)業(yè)大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201410410069）

黃國強，男，碩士生，主要從事農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究，E-mail:hgq408730774@163.com；*通信作者：魏賽金，E-mail:weisaijin@126.com。