微生物菌劑在主要糧食作物上的增產效果分析

摘要：糧食作物生產中施用微生物菌劑是近些年的一項新技術，對糧食作物增產起到了積極作用。文章簡要概述了微生物菌劑在糧食作物生產中的作用。通過文獻分析法，整理分析了2002-2024年所有小麥、玉米、水稻應用微生物菌劑的試驗數據，結果發現小麥、玉米在常規施肥常規用藥的情況下，增施微生物菌劑有IO%左右的增產效果，水稻有8%左右的增產效果。

關鍵詞：微生物菌劑；小麥；玉米；水稻；糧食作物；增產效果

中圖分類號：X172 文獻標識碼：A

糧食既是人們最基本的生活資料，又與國家經濟與政治安全密切相關。目前，我國已經實現了糧食產量的“二十連豐”，而在糧食產量年年增產的背后是農業新品種、新技術、新模式的應用。將微生物菌劑應用到糧食生產中是近些年的一項新技術。微生物菌劑是目標微生物（枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌等）經過工業化生產擴繁后，加工而成的活菌制劑，具有直接或間接改良土壤、恢復地力、預防土傳病害、維持根際微生物區系平衡和降解有毒有害物質等作用。近年來，微生物菌劑應用成為國內外研究熱點，在應對農業發展、防治環境污染等方面具有較大潛力。

微生物菌劑是20世紀80年代初期由日本琉球大學比照嘉夫教授研制的一種新型復合微生物，即EM（Effective microorgamsms），其最初設想是用于農業領域，解決土壤退化和農作物病蟲害問題【1】。我國農業領域最早應用微生物菌劑的是張宏文【2】，其利用青蟲菌防治綠豆象。本文對微生物菌劑在糧食生產中的作用進行闡述，對其在主要糧食作物上的增產效果進行分析，旨在為今后將微生物菌劑應用于糧食作物生產提供參考。

1微生物菌劑在糧食作物生產中的作用

1.1提高作物抗病能力

目前，對糧食作物病蟲害的防治仍以化學藥劑為主，如小麥的“一噴三防”等，但長期使用化學藥劑易使病菌產生抗藥性，同時造成環境污染。我國早已開展應用微生物菌劑防治糧食作物病蟲害的試驗研究，如丁錢華【3】將枯草芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌和巨大芽孢桿菌用于防治小麥根腐病、全蝕病和紋枯病，防治效果分別達到68.go-/o、69.80-/0和63 .40-/0；沙月霞和沈瑞清【4】將枯草芽孢桿菌、萎縮芽孢桿菌和貝萊斯芽孢桿菌用于防治玉米莖腐病，防治效果達到74.6%；李純等【5】應用巨大芽孢桿菌、熒光假單胞菌和深綠木霉防治水稻白葉枯病，防治效果達到64.85%。上述研究說明，微生物菌劑可提高作物抗病能力。

1.2改善土壤理化性狀

土壤理化性狀及其養分含量是影響糧食作物生長的重要因素，而微生物菌劑可以改善土壤結構、調節土壤pH、提高土壤水解氮等營養物質含量。目前已有許多應用微生物菌劑改良土壤理化性狀的試驗研究，如耿麗平等161在小麥種植中施用含有硅酸鹽細菌的微生物菌劑，提高了麥田土壤速效鉀含量、碳氮含量以及纖維素酶活性；千淋兆等【7】將含有草酸青霉菌、黑曲霉和巨大芽孢桿菌的微生物菌劑施用于玉米田，提高了土壤有效磷含量，降低了土壤pH;張姍‘剮將枯草芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、放線菌組成的混合微生物菌劑施于稻田，降低了土壤pH并提高了土壤有機質含量。

1.3促進作物生長

常娜等【9】通過田間試驗得出，含有枯草芽孢桿菌和膠凍樣芽孢桿菌的微生物菌劑可增加小麥株高、分蘗數和次生根數；宋瑞勇等【10】在干旱情況下給玉米施用含有光合菌、酵母菌、醋酸桿菌、放線菌、芽孢桿菌等混合菌種的微生物菌劑，得出微生物菌劑可以緩解干旱對玉米生長的影響；王青峰等【11】將含有解淀粉芽孢桿菌的微生物菌劑施用于水稻，提高了水稻的有效穗數、穗長和成穗率。

2微生物菌劑對糧食作物的增產作用分析

2.1數據來源及處理

本研究數據來自《中國知網》收錄的2002-2024年所有小麥、玉米、水稻應用微生物菌劑的試驗產量數據，以一次常規對照試驗作為一組產量數據（如果有多個微生物菌劑對應一個對照試驗，則將多個微生物菌劑試驗的產量進行加權平均后記為一組數據），共整理出137組各作物產量數據（表1）。

2.2各作物增產率的正態分布

根據每組試驗數據中的常規施肥產量、施用微生物菌劑的產量加權平均值，計算出微生物菌劑對各作物的增產率，對計算出的各作物增產率進行正態分析。

2.2.1增產率的集中趨勢分析表明，各作物施用微生物菌劑的增產率比較集中，大多數集中在50-/0 - 20%之間（圖1）。

2.2.2各作物增產率的正態分布驗證采用柯爾莫哥羅夫一斯米爾諾夫檢驗法（K-S檢驗法），對糧食作物增產率是否符合正態分布進行驗證。經過計算，施用微生物菌劑的糧食作物增產率的所有P值均大于0.05，意味著可接受原假設（指兩組獨立樣本來自兩個總體的分布無顯著差異），即認為作物增產率數據符合正態分布（表2）。施用微生物菌劑條件下，各糧食作物增產率的正態分布擬合曲線如圖2所示。

2.3施用微生物菌劑條件下，減施肥料對作物增產效果的影響

在整理出的137組施用微生物菌劑試驗中，共有7組試驗是在施用微生物菌劑的基礎上減量施用化肥、有機肥等含有氮磷鉀元素的肥料，其中小麥有1組，玉米有1組，水稻有5組（表3）。從增產效果看，只有小麥減量施肥試驗與對照相比產生了增產效果，但也僅比對照增產2.760%，在增產效果中處于最低水平，而其他6組玉米和水稻減量施肥試驗均比對照減產。對上述7組試驗所用的微生物菌劑進行分析，發現施用的微生物菌劑共分為兩類菌種：一類是土壤改良類型菌種，包括膠凍樣芽孢桿菌、光合細菌、硅酸鹽菌、自生固氮菌、硅鹽芽孢桿菌；另一類是抗菌抑病類型菌種，包括枯草芽孢桿菌、乳酸菌群、哈茨木霉菌、側孢芽孢桿菌、冷解糖芽孢桿菌。試驗表明上述菌種并不能提高土壤氮磷鉀元素的含量水平，只能部分提高各元素的可溶性，因此在肥料減施的情況下，土壤中的各元素含量不能完全滿足作物生長所需，因而增產不顯著。此外，在上述7組試驗中，采用常規農藥防治糧食作物病害，對作物病害已經產生有效抑制，故抗菌抑病微生物菌劑沒有完全發揮作用。

2.4各作物不同產量水平下的增產率分析

在分析糧食作物不同產量水平下的增產率時，要先去掉因減量施肥而導致作物產量減少或增加較少的數據組。從各作物不同產量水平下的增產率可以看出，各作物在中低產量水平下施用微生物菌劑產生的增產效果顯著高于各作物在中高產量水平下施用微生物菌劑的增產效果，小麥、玉米、水稻三個作物增產率高低的產量分界點分別為500、700、600 kg．667m-2（表4）。結合微生物菌劑的作用發現，在中低產量水平下，作物在土壤和病害方面的生長環境可能劣于在中高產量水平下的生長環境。

2.5各作物增產率的總體分析

施用微生物菌劑后，小麥、玉米的最高增產率分別為32.10%、44.53%（表5），這是由于這兩組試驗沒有施用農藥，僅對微生物菌劑進行抗病性研究，從中可以發現微生物菌劑具有較強的抑菌抗病作用。從各作物平均增產率、增產率中位數、增產率集中區域和增產率集中區域試驗個數占比4個指標可以看出，小麥、玉米這兩個作物在常規施肥常規用藥的情況下，增施微生物菌劑有10%左右的增產效果，水稻有8%左右的增產效果。

3結論與討論

通過對2002-2024年文獻記載的小麥、玉米、水稻應用微生物菌劑試驗數據的整理分析，發現施用微生物菌劑后，小麥、玉米、水稻增產率的分布趨勢較為集中，符合正態分布的特征。分析得出，小麥、玉米在常規施肥常規用藥的情況下，施用微生物菌劑有10%左右的增產效果，水稻有8%左右的增產效果。同時，各作物在中低產量水平下施用微生物菌劑產生的增產效果要明顯高于在中高產量水平下施用微生物菌劑的增產效果。但微生物菌劑并不能提高土壤氮磷鉀元素的含量水平，只能部分提高各元素的可溶性，故在肥料減施的情況下，可能會使作物產量下降。

綜上分析得出，微生物菌劑是通過提高作物抗病能力、改良土壤理化性狀、促進作物生長繼而提高糧食作物產量。在糧食作物生產過程中施用微生物菌劑的增產效果具有一定的局限性，生產中在應用微生物菌劑的同時，應采取綜合措施以提高微生物菌劑的施用效果。

參考文獻：

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收稿日期：2024-12-09

主要作者簡介：楊靖峰（1983-），男，高級農藝師，主要從事農業技術推廣工作。E-mail： yangjingfengl@163.com

通信作者簡介：李海燕（1969-），女，推廣研究員，主要從事農業技術推廣工作。