菌劑增效復合肥開發及其肥效驗證

茹鐵軍，楊振軍，周寶俊，肖占梅，吳沿博，郭 利

（中國-阿拉伯化肥有限公司，河北 秦皇島 066003）

化肥是農業生產過程中作物增產的重要貢獻因子。但隨著化肥的持續多年施用，特別是過量施肥，土壤中養分配比不合理，同時土壤有機質得不到及時補充，導致了嚴重的土壤問題，其中土壤微生物菌群種類與數量的減少是一個不可忽視的問題。

微生物菌肥是指含有特定微生物活體且能應用于農業生產的制品，其通過微生物的生命活動促使作物健康生長、抗逆性增強、產量提高［1］，在改善土壤微觀環境、提高化肥利用率等方面的作用日益受到人們的關注。商品有機肥和有機-無機復混肥產品中多添加有微生物菌劑（如w（無機養分）30%，w（有機質）20%，生物菌數≥0.2億/g），可以明顯提高產品肥效。

近幾年，隨著一些耐鹽性微生物菌劑（主要是芽孢桿菌類）的普及，以及菌劑代謝產物類、生物發酵合成類生物刺激素的推廣應用，微生物菌劑在高濃度復合肥（w（N+P2O5+K2O）≥40%）上的使用獲得了突破［2-3］。筆者研究微生物菌劑與高濃度復合肥的結合工藝，獲得菌劑附著牢固的含菌復合肥，驗證其在土壤中的擴繁情況，并通過夏玉米、南方水稻等的田間試驗驗證了菌劑增效復合肥的肥效。

1 材料與方法

1.1 供試原料

復合肥：無包裹劑的復合肥裸肥（15-15-15硝基硫型、22-8-10硝基氯型和21-12-15脲基氯型）。

芽孢桿菌：商品枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌，有效活菌數1 000億/g。

1.2 菌劑增效復合肥制備

菌液配制：將有效活菌數1 000億/g的商品芽孢桿菌、白糖、蒸餾水按1∶2∶2的質量比配制成菌液（活菌數為200億/g），其在室溫下為流動良好的液體。

菌液涂層復合肥制備：向小型實驗室用包衣機中加入預熱至50 ～60 ℃的復合肥裸肥600 g，準確加入菌液3.0 g 和防結塊油劑1.2 g，稍后加入防結塊粉劑1.8 g，最終獲得理論活菌數為1.00億/g的菌劑增效復合肥。該菌劑增效復合肥帶有淡淡的菌劑發酵氣味，手感良好，無粉感。

2 結果與分析

2.1 菌劑增效復合肥的菌劑存活率

采用平板法檢測制備的菌劑增效復合肥中活菌數：準確稱取待測菌劑增效復合肥樣品1.00 g，放入裝有200 mL w（NaCl）0.85%生理鹽水的500 mL三角瓶中，在搖床上以200 r/min 速率振蕩30 min，即成200倍稀釋液；再用滅菌移液管吸取1 mL稀釋液移入裝有9 mL w（NaCl）0.85%生理鹽水的試管中，充分混勻即成2 000 倍稀釋液；以此類推，連續稀釋，制成200 000 倍稀釋液，供平板涂布用。用滅菌移液管吸取200 000 倍稀釋液0.1 mL 加至培養基平皿的培養基表面，用無菌玻璃涂布棒將菌液涂布均勻，同時用w（NaCl）0.85%生理鹽水作為空白對照。將培養基平皿放置培養箱內于37 ℃培養24 h，計算活菌數。

枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌增效15-15-15 硝基硫型復合肥的活菌數檢測結果見表1。由表1 可見，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌在復合肥表面均可以有效存活，存活率分別為99%、95%和93%；同時菌劑在復合肥表面分散均勻，附著牢固，商品性好。

表1 菌劑增效復合肥菌劑存活率

2.2 菌劑增效復合肥中菌劑在土壤中的擴繁

將風干土壤和蒸餾水于120 ℃高溫滅菌45 min，冷卻至室溫。然后稱取菌劑增效復合肥（15-15-15硝基硫型，枯草芽孢桿菌活菌數0.99億/g）0.50 g均勻混入到500 g滅菌土壤中，加入無菌水120 mL，此時土壤w（H2O）24%，土壤容器上口覆蓋一層扎有小孔的塑料膜，并于25 ℃培養24、48 h。培養結束后，加入無菌水500 mL，充分攪拌1 h，立即安排平板培養，檢測活菌數。同時安排15-15-15硝基硫型常規復合肥的對比實驗。

該菌劑增效復合肥在土壤中培養24、48 h芽孢桿菌的擴繁情況見表2。由表2 可知，常規復合肥處理培養48 h后，土壤中的活菌數為12.0萬/g，而菌劑增效復合肥處理培養24、48 h后，土壤中的活菌數分別達到81.6萬/g和400.0萬/g；扣除常規復合肥空白樣品的活菌數后，24 h 芽孢桿菌擴繁7 倍，48 h 擴繁39 倍。這表明，菌劑增效復合肥施入土壤后，復合肥表面的芽孢桿菌可以快速蘇醒并擴繁，而菌劑擴繁正是其發揮作用的關鍵。

表2 菌劑增效復合肥中芽孢桿菌在土壤中擴繁情況

2.3 菌劑增效復合肥在夏玉米和南方水稻上的增產效果

2.3.1 夏玉米試驗

2018年，在河北省滄州市滄縣開展了22-8-10硝基氯型菌劑增效復合肥的夏玉米小區試驗。

土壤類型為輕壤土，肥力一般，前茬小麥。土壤w（有機質）1.05%，w（全氮）136 mg/kg，w（速效P2O5）22 mg/kg，w（K2O）113 mg/kg，pH 7.0。玉米品種為鄭單958。

試驗采用隨機區組排列方式，小區面積30 m2，3 次重復。每667 m2底施22-8-10 硝基氯型復合肥或22-8-10硝基氯型菌劑增效復合肥50 kg，種肥同播，后期不再追肥。每個小區單獨測產，試驗結果見表3。

表3 菌劑增效復合肥中夏玉米小區試驗結果

由表3 可知，施用22-8-10 硝基氯型菌劑增效復合肥1#、2#后，夏玉米的生理指標較對照復合肥有較明顯提高，其中株高增加3.3%～4.6%，莖粗增加6.4% ～9.1%，玉米穗長增加12.9% ～17.2%，產量提高11.6%～15.0%，增產明顯。

2.3.2 南方水稻試驗

2018 年，在湖北省云夢縣開展了21-12-15 脲基氯型菌劑增效復合肥的南方水稻小區試驗。

試驗地塊屬湖積平原，土質為砂壤，2017年中稻收獲后冬閑冬炕。土壤w（有機質）2.73%，w（全氮）1.58 g/kg，w（堿解氮）122.5 mg/kg，w（速效P2O5）14.3 mg/kg，w（K2O）114 mg/kg，pH 5.9。晚稻品種11-68。

試驗采用隨機區組排列方式，小區面積30 m2，3次重復。667 m2底肥撒施21-12-15脲基氯型復合肥或21-12-15 脲基氯型菌劑增效復合肥40 kg，后期667 m2追施尿素10 kg。每個小區單獨測產，結果見表4。

表4 菌劑增效復合肥南方水稻小區試驗結果

由表4可知，施用21-12-15脲基氯型菌劑增效復合肥1#、2#后，與對照復合肥相比南方水稻的株高、穗長和有效穗等指標并沒有明顯變化，但產量增加4.8%～8.0%，表現出了一定的增產作用。

與夏玉米對比，菌劑增效復合肥在水稻上的肥效要弱一些，這可能與水稻田是厭氧環境，菌劑擴繁速度一般，或者是菌劑代謝之后的分泌產物在稻田水中快速擴散導致對水稻根系的刺激作用較弱有關。當然，夏玉米采用的種肥同播種植技術，肥料集中，菌劑對復合肥的協同增效作用更容易發揮也可能是重要因素。

3 結論

采用菌液涂層的方法，可以獲得菌劑高存活率（93%～99%）的含菌復合肥，且菌劑在復合肥表面分散均勻，附著牢固，商品性好。

菌劑增效復合肥施入土壤后，菌劑快速蘇醒并擴繁，可發揮功能性菌劑對化肥的協同增效作用。

菌劑增效復合肥在夏玉米上增產效果明顯，在南方水稻上也有一定效果，兩種作物上的肥效差異有待進一步深入研究。