農(nóng)用微生物菌劑在黃瓜和水稻種植中的應(yīng)用

何宗均，路 垚，李 峰，梁海恬

（天津市農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，天津300380）

目前，由于化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)投入品的不合理施用，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的惡化，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，威脅著人民的身體健康，解決這一問題最重要的方法就是種植過程中安全投入品如農(nóng)用微生物菌劑等的研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，從源頭上實(shí)現(xiàn)安全種植，從而保證農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

農(nóng)用微生物菌劑主要是指目標(biāo)功能菌經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)后制成的一種具有活性的生物制劑。施用農(nóng)用微生物菌劑可以增強(qiáng)土壤生物活性、促進(jìn)土壤中物質(zhì)的有效循環(huán)，從而改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤保水、保肥能力，減少土壤有害物質(zhì)和病原菌的積累，增加土壤養(yǎng)分的豐富性和生物多樣性，給農(nóng)作物營(yíng)造一種良好的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)作物的抗病和抗逆性，使農(nóng)作物能得到良好的生長(zhǎng)，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)能得到良好的保證以及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有可持續(xù)性[1-11]。

自1989 年以來(lái)，農(nóng)用微生物菌劑的研究以田間應(yīng)用試驗(yàn)為主，絕大多數(shù)試驗(yàn)結(jié)果為增產(chǎn)，因此，農(nóng)用微生物菌劑的增產(chǎn)作用得到了大家的認(rèn)同。農(nóng)用微生物菌劑如芽孢桿菌等，可分泌生長(zhǎng)素等植物激素，刺激和調(diào)節(jié)水稻生長(zhǎng)；可分泌抗生素等拮抗病原菌，提高水稻抗病能力，減少農(nóng)藥使用量。目前，關(guān)于農(nóng)業(yè)微生物菌劑對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響研究報(bào)道較多，而對(duì)品質(zhì)影響的研究報(bào)道較少。

本研究通過不同菌株、不同劑型的農(nóng)用微生物菌劑與常規(guī)施肥在黃瓜和水稻種植過程中應(yīng)用效果的對(duì)比試驗(yàn)，試圖獲得農(nóng)用微生物菌劑對(duì)黃瓜和水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的影響效果，旨在掌握農(nóng)用微生物菌劑在提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全上的可行性。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試菌劑為枯草芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌、長(zhǎng)柄木霉菌和膠胨樣芽孢桿菌，試驗(yàn)菌劑有效活菌數(shù)≥2.0 億個(gè)/mL（或2.0 億個(gè)/g）。

供試作物為黃瓜和水稻津原89。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 農(nóng)用微生物菌劑在黃瓜種植中的應(yīng)用試驗(yàn)

試驗(yàn)地位于西青區(qū)辛口鎮(zhèn)當(dāng)城村，每公頃施用有機(jī)肥15 t。該地土壤有機(jī)質(zhì)2.22%，速效氮104 mg/kg，速效磷19.2 mg/kg，速效鉀272 mg/kg，pH 值8.0，水溶性鹽總量0.6 g/kg。

試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)處理，每個(gè)處理3 個(gè)小區(qū)重復(fù)，小區(qū)面積為6 m2。其中，處理1.噴施枯草芽孢桿菌90 mL；處理2.噴施解淀粉芽孢桿菌90 mL；處理3.噴施長(zhǎng)柄木霉90 mL；處理4.噴施枯草芽孢桿菌30 mL＋解淀粉芽孢桿菌30 mL＋長(zhǎng)柄木霉30 mL；處理5.不施菌劑（CK）。菌劑在整個(gè)生育期共噴施3 次，稀釋200 倍。

1.2.2 農(nóng)用微生物菌劑在水稻種植中的應(yīng)用試驗(yàn)試驗(yàn)地位于寶坻區(qū)丁家睦村，每公頃基施450 kg尿素、追施450 kg 尿素。處理和對(duì)照基施鉀肥的量一致。

試驗(yàn)設(shè)3 個(gè)處理，每個(gè)處理0.33 hm2。其中，處理1.噴施枯草芽孢桿菌（5 kg）＋膠胨樣芽孢桿菌（5 kg）液體混合菌，在整個(gè)生育期共噴施3 次，稀釋200 倍；處理2.撒施枯草芽孢桿菌（5 kg）＋膠胨樣芽孢桿菌（5 kg）固體混合菌；處理3.不施菌劑（CK）。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

抗壞血酸含量采用食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.86—2016 食品中抗壞血酸的測(cè)定方法進(jìn)行；可溶性糖含量采用蔬菜及其制品中可溶性糖的測(cè)定方法（NY/T 1278—2007）進(jìn)行；硝酸鹽含量測(cè)定采用食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測(cè)定方法（GB 5009.33—2016）進(jìn)行；蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定方法（GB 5009.5—2016）進(jìn)行；直鏈淀粉含量測(cè)定采用水稻、玉米、谷子籽粒直鏈淀粉的測(cè)定方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003 進(jìn)行制圖，數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 軟件的鄧肯式新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)用微生物菌劑在黃瓜種植中的應(yīng)用試驗(yàn)

2.1.1 不同處理對(duì)黃瓜產(chǎn)量的影響 從圖1 可以看出，處理1、處理2、處理3、處理4 和處理5（CK）的黃瓜產(chǎn)量分別為68 133.33、61 600.00、62 233.33、61 033.33、56 200.00 kg/hm2，其中，處理1 即噴施枯草芽孢桿菌90 mL 的黃瓜產(chǎn)量最高，與其他幾個(gè)處理間均存在顯著差異，尤其與處理5（CK）間差異最顯著，較CK 增產(chǎn)21.23%；其次處理3 即噴施長(zhǎng)柄木霉90 mL 的產(chǎn)量較高，與處理2、處理4、處理5（CK）間均存在顯著差異，較CK 增產(chǎn)10.74%；處理2 即噴施解淀粉芽孢桿菌90 mL 與處理4 即噴施枯草芽孢桿菌30 mL＋解淀粉芽孢桿菌30 mL＋長(zhǎng)柄木霉30 mL 混合菌間無(wú)顯著差異，二者較CK分別增產(chǎn)9.61%和8.60%，增產(chǎn)效果均較顯著。

2.1.2 不同處理對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響 圖2 結(jié)果顯示，處理1、處理2、處理3、處理4 和處理5（CK）的黃瓜可溶性糖含量平均值分別為3.11%、2.59%、2.50%、2.57%和2.76%，其中，處理1 即噴施枯草芽孢桿菌90 mL后黃瓜可溶性糖含量最高，與CK 間存在顯著差異，較CK 增加12.7%；處理2、處理3、處理4 間可溶性糖含量無(wú)顯著差異，均顯著低于處理5（CK）。

進(jìn)行農(nóng)業(yè)微生物菌劑不同處理后，處理1、處理2、處理3、處理4 的黃瓜抗壞血酸含量平均值分別為5.53、4.24、5.49、8.16 mg/kg，不施菌劑的處理5（CK）黃瓜抗壞血酸含量平均值最高，為9.09 mg/kg，處理4 即噴施枯草芽孢桿菌30 mL＋解淀粉芽孢桿菌30 mL＋長(zhǎng)柄木霉30 mL混合菌的黃瓜抗壞血酸含量次之，但與處理5（CK）間無(wú)顯著差異；處理1 與處理3 間抗壞血酸含量無(wú)顯著差異，但均顯著高于處理2。

進(jìn)行農(nóng)業(yè)微生物菌劑不同處理后，處理1、處理2、處理3、處理4 的黃瓜硝酸鹽含量平均值分別為59、105、60、76 mg/kg，其中，處理2 黃瓜硝酸鹽含量最高，與其余4 個(gè)處理間均存在顯著差異；其次為CK；然后為處理4，但與CK 間無(wú)顯著差異；處理1、處理3 的硝酸鹽含量最低，且二者間無(wú)顯著差異，但均顯著低于CK。

2.2 農(nóng)用微生物菌劑在水稻種植中的應(yīng)用試驗(yàn)

2.2.1 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響 圖3 結(jié)果顯示，處理1、處理2 和處理3（CK）的水稻產(chǎn)量分別為10 503、10 815、9 795 kg/hm2，其中，撒施枯草芽孢桿菌與膠胨樣芽孢桿菌固體混合菌的處理2 產(chǎn)量最高，比處理3（CK）增產(chǎn)10.41%；噴施枯草芽孢桿菌與膠胨樣芽孢桿菌液體混合菌的處理1 次之，比處理3（CK）增產(chǎn)7.23%。

2.2.2 不同處理對(duì)水稻品質(zhì)的影響 圖4 結(jié)果顯示，處理1、處理2 和處理3（CK）的水稻蛋白質(zhì)含量分別為14.9、12.1、15.2 g/100 g，其中，撒施枯草芽孢桿菌與膠胨樣芽孢桿菌固體混合菌的處理2 最低，比處理3（CK）降低20.39%；噴施枯草芽孢桿菌與膠胨樣芽孢桿菌液體混合菌的處理1 比處理3（CK）降低1.97%。

進(jìn)行農(nóng)業(yè)微生物菌劑不同處理后，處理1、處理2 的水稻直鏈淀粉含量分別為17.50%、20.50%，處理3（CK）為16.98%，其中，撒施枯草芽孢桿菌與膠胨樣芽孢桿菌固體混合菌的處理2 最高，比處理3（CK）提高20.73%；其次為噴施枯草芽孢桿菌與膠胨樣芽孢桿菌液體混合菌的處理1，比處理3（CK）提高3.06%。

3 結(jié)論與討論

農(nóng)用微生物菌劑在糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物上的應(yīng)用研究已很多，且均取得了較好的應(yīng)用效果[11-22]。曹蓉等[11]對(duì)農(nóng)用微生物菌劑在黃瓜上的應(yīng)用肥效研究得出，施用農(nóng)用微生物菌劑能提高黃瓜的瓜長(zhǎng)、莖粗和單瓜質(zhì)量，并能顯著提高黃瓜產(chǎn)量，增產(chǎn)率達(dá)18.04%，每公頃可新增純收入7 514.7 元；王杰鵬等[6]就農(nóng)用微生物菌劑對(duì)水稻產(chǎn)量的影響研究得出，微生物菌劑促進(jìn)了水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，葉色深綠，生長(zhǎng)健壯，總穗數(shù)和有效穗數(shù)均有所提高，有效穗數(shù)提高6.17%，抗逆性強(qiáng)。這與本研究結(jié)果基本相似。本研究結(jié)果表明，施用農(nóng)業(yè)微生物菌劑的4 個(gè)處理均比未施用菌劑的CK 黃瓜產(chǎn)量有明顯的提高，分別較CK 增產(chǎn)21.23%、10.74%、9.61%和8.60%；施用農(nóng)業(yè)微生物菌劑的處理均比未施用菌劑的CK處理水稻產(chǎn)量也有明顯的提高，分別較CK 增產(chǎn)10.41%和7.23%。

但上述已有的研究在品質(zhì)影響的研究基本上未開展，隨著人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全需求的提高，農(nóng)業(yè)微生物菌劑對(duì)農(nóng)作物品質(zhì)的影響研究顯得尤為重要。本研究針對(duì)農(nóng)用微生物菌劑在黃瓜和水稻品質(zhì)上的影響均進(jìn)行了一些研究，結(jié)果顯示，處理1 的黃瓜可溶性糖含量最高，與未施菌劑的CK 處理間存在顯著差異，其余3 個(gè)處理可溶性糖含量間無(wú)顯著差異，均低于未施菌劑的CK 處理。因此，處理1即噴施枯草芽孢桿菌90 mL 可促進(jìn)黃瓜可溶性糖含量的提高，處理2、處理3 與處理4 對(duì)黃瓜可溶性糖含量沒有促進(jìn)效果；對(duì)于黃瓜抗壞血酸，未施菌劑的CK 處理含量最高，處理4 含量次之，但與CK處理間無(wú)顯著差異，其他幾個(gè)處理均低于未施用菌劑的CK 處理，且存在顯著差異，因此，處理1、處理2、處理3、處理4 均不能促進(jìn)黃瓜抗壞血酸含量的提高；對(duì)于黃瓜硝酸鹽含量，處理2 最高，與其余4 個(gè)處理間均存在顯著差異，其次依次是未施用菌劑的CK 處理、處理4，處理1 與處理3 硝酸鹽含量較低，且二者間無(wú)顯著差異，因此，處理1 與處理3可促進(jìn)黃瓜硝酸鹽含量的減少。另外，施用農(nóng)用微生物菌劑2 個(gè)處理對(duì)水稻蛋白質(zhì)含量的提升沒有促進(jìn)作用，而對(duì)水稻直鏈淀粉含量的提升均有促進(jìn)作用。結(jié)果說明，農(nóng)業(yè)微生物菌劑對(duì)于黃瓜和水稻品質(zhì)的提高還不是很穩(wěn)定，原因可能是由于為了確保農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量不受影響，施用農(nóng)用微生物菌劑的處理與對(duì)照常規(guī)施肥一樣均施了足量的化肥和有機(jī)肥，從而影響了品質(zhì)的提升。因此，今后在品質(zhì)影響上還需要進(jìn)行更細(xì)的研究。