沼渣微生物菌劑對(duì)土壤微生物數(shù)量、酶活及谷子生長(zhǎng)的影響.doc

沼渣微生物菌劑對(duì)土壤微生物數(shù)量、酶活及谷子生長(zhǎng)的影響 畢少杰，洪秀杰，王國(guó)興，張雨竹，馮宏山，王彥杰 （黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江大慶；大慶市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江大慶） 摘要：采用小區(qū)試驗(yàn)，研究沼渣微生物菌劑和龍疆微生物菌劑對(duì)土壤中細(xì)菌、放線菌和真菌數(shù)量及土壤酶活性的影響，測(cè)定菌劑施用后谷子株高和產(chǎn)量性狀。結(jié)果表明，種菌劑的施用均可提高谷子抽穗期根際土壤中細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，降低真菌的數(shù)量，增強(qiáng)谷子抽穗期根際土壤中脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸酶、過氧化氫酶的活性，促進(jìn)谷子拔節(jié)期、抽穗期、成熟期株高，提高谷子的穗長(zhǎng)、穗粒重和產(chǎn)量。與龍疆菌劑相比，沼渣菌劑對(duì)谷子抽穗期根際土壤中細(xì)菌和真菌數(shù)量，對(duì)抽穗期根際土壤中蛋白酶、蔗糖酶、磷酸酶的活性，對(duì)谷子的穗長(zhǎng)、穗粒重和千粒重的影響均無(wú)差異。但當(dāng)施用量達(dá)時(shí)，沼渣菌劑處理的谷子產(chǎn)量顯著低于龍疆菌劑處理的谷子產(chǎn)量。可見，在微生物菌劑常規(guī)施用范圍內(nèi)，沼渣菌劑可代替龍疆菌劑中的載體用于微生物菌劑的生產(chǎn)，沼渣微生物菌劑可顯著促進(jìn)谷子產(chǎn)量的提高。 關(guān)鍵詞：沼渣；微生物菌劑；微生物數(shù)量；土壤酶活；谷子 ：A：0439114（15）163868-04 ：9 ： 基金項(xiàng)目：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目；黑龍江省科技攻關(guān)項(xiàng)目（）；黑龍江省高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)計(jì)劃項(xiàng)目（）； 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)成、引進(jìn)人才科研啟動(dòng)計(jì)劃（）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研究生創(chuàng)新項(xiàng)目（） 作者簡(jiǎn)介：畢少杰（），男，河北邯鄲人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)廢棄物資源化的利用，（電話）（電子信箱）； 通信作者，王彥杰（），男，黑龍江大慶人，博士，教授，主要從事農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用研究，（電話）（電子信箱）。 厭氧發(fā)酵的剩余物沼渣是由沒有完全分解的原料及新產(chǎn)生的部分微生物菌體和代謝產(chǎn)物組成。原料的不同造成沼渣營(yíng)養(yǎng)成分差異較大。厭氧發(fā)酵原料一般以上轉(zhuǎn)化成生物氣，滯留于沼渣中，其余留存于沼液中。沼渣中氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分的含量高于沼液。另外，沼渣通過厭氧消化處理，病菌和蟲卵的生長(zhǎng)受到抑制或被殺死，是一種相對(duì)衛(wèi)生的肥料。中國(guó)建設(shè)起來(lái)的大中型沼氣工程多為國(guó)家扶持項(xiàng)目，重在建設(shè)，輕視運(yùn)行；重在產(chǎn)氣量，忽視發(fā)酵剩余物的有效處理，這種現(xiàn)象在一定范圍內(nèi)存在。沼渣一般作為厭氧發(fā)酵后的一個(gè)副產(chǎn)品來(lái)對(duì)待，而不是作為生態(tài)農(nóng)業(yè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)來(lái)考慮。重視農(nóng)業(yè)資源化利用的國(guó)家已把厭氧發(fā)酵處理作為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用的一個(gè)重要途徑。另外，沼渣肥的應(yīng)用還缺乏規(guī)范的指導(dǎo)，沼渣肥一般稱為沼渣有機(jī)肥，而其有機(jī)質(zhì)含量不足，達(dá)不到中國(guó)要求的有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)含量要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。而沼渣肥的施用方式主要是直接做基肥或追肥，施用時(shí)需要開溝或翻埋，而相應(yīng)的施肥設(shè)備研制相對(duì)落后，致使施肥時(shí)需要投入較多的勞動(dòng)力。沼渣肥施用過程中的臟、累和效率低等問題影響了農(nóng)戶應(yīng)用沼渣肥的積極性。 生物肥是一類含有特定功能微生物的制品，通過微生物的活動(dòng)，直接提供養(yǎng)分或活化土壤養(yǎng)分從而促進(jìn)作物生產(chǎn)，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)，主要包括微生物菌劑、復(fù)合微生物肥料及生物有機(jī)肥。生產(chǎn)生物肥的原料多為腐熟的畜禽糞便及農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物。其中微生物菌劑所用的載體主要要求達(dá)到無(wú)害化，而對(duì)所用的有機(jī)質(zhì)含量無(wú)要求。因此，以沼渣作為微生物菌劑的載體材料，在資源化利用沼渣的同時(shí)，還可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的農(nóng)用微生物菌劑產(chǎn)品。本文采用牛糞與餐廚垃圾混合厭氧發(fā)酵后的沼渣白黏土與微生物菌液混合制成農(nóng)用微生物菌劑，以市售農(nóng)用微生物菌劑產(chǎn)品為對(duì)照，研究供試微生物菌劑對(duì)谷子生長(zhǎng)的影響，探索利用沼渣的新途徑。 材料與方法 試驗(yàn)材料 供試谷子品種為金谷號(hào)，早熟品種，抗病、抗旱、抗倒伏。適宜黑龍江省第一、第二積溫帶和第三積溫帶上限地區(qū)種植。播種前用清水漂洗，去除漂浮在上層的癟谷及雜質(zhì)，自然晾干后播種。沼渣為餐廚垃圾與牛糞混合發(fā)酵剩余物充分沉降后的沉淀物，經(jīng)自然風(fēng)干后備用。 沼渣微生物菌劑（沼渣菌劑）所用菌種為和，系黑龍江省科技廳國(guó)際交流合作項(xiàng)目引進(jìn)菌種；所用載體為沼渣和白黏土（質(zhì)量比為）。將沼渣和白黏土按比例充分混合后，加入和的發(fā)酵菌液，采用擠壓造粒技術(shù)生產(chǎn)出粒徑為、有效活菌數(shù)億的顆粒菌劑。市售的農(nóng)用微生物菌劑產(chǎn)品為龍疆恩地農(nóng)用微生物菌劑（龍疆菌劑），由黑龍江省牡丹江農(nóng)墾龍疆肥業(yè)有限公司提供，有效活菌數(shù)億的顆粒菌劑，所用載體主要為雞糞、腐殖酸和白黏土，菌種同沼渣菌劑。 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在黑龍江省肇東市尚家鎮(zhèn)農(nóng)戶家的耕地進(jìn)行，前茬為玉米，地勢(shì)平坦，肥力均勻，施摻混肥/做底肥一次性施入。土壤性質(zhì)為有機(jī)質(zhì)/，全氮/，速效磷/，速效鉀。小區(qū)面積（行長(zhǎng)、行距、行區(qū)），另設(shè)保護(hù)行兩壟。沼渣菌劑及市售菌劑均以基肥施入，施用量分別為、和/，以不施微生物菌劑處理作對(duì)照，每處理次重復(fù)。采用豁溝澆水寬播的方法，全生育期內(nèi)除草、中耕等按當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行管理。 測(cè)定指標(biāo)及方法 在谷子抽穗期，采用點(diǎn)混合法，用鐵鍬取谷子根部，用抖土法收集根部土壤，分別裝入無(wú)菌塑料袋，其中部分新鮮樣品用于土壤微生物數(shù)量的測(cè)定，剩余土壤樣品在避光通風(fēng)處風(fēng)干土壤用于酶活性的測(cè)定。土壤脲酶、磷酸酶、蛋白酶、蔗糖酶、過氧化氫酶活性的測(cè)定分別采用奈氏比色法、磷酸苯二鈉法、茚三酮比色法、，二硝基水楊酸比色法和高錳酸鉀滴定法。根際土壤微生物數(shù)量的測(cè)定采用常規(guī)稀釋平板法，細(xì)菌采用混菌法接種，真菌和放線菌采用涂抹法接種。 結(jié)果與分析 種菌劑對(duì)抽穗期根際土壤微生物數(shù)量的影響 土壤微生物主要由細(xì)菌、真菌和放線菌組成，其數(shù)量與活性直接影響著土壤腐殖質(zhì)的合成與有機(jī)物的分解。從表可見，與對(duì)照相比，供試菌劑處理量達(dá)到/時(shí)，細(xì)菌的數(shù)量顯著增加；供試菌劑施用量達(dá)到/時(shí)，真菌的數(shù)量顯著低于對(duì)照；在沼渣菌劑和龍疆菌劑的施用量分別達(dá)到和/時(shí)，放線菌的數(shù)量顯著高于對(duì)照。 種菌劑相比，在供試施用量范圍內(nèi)，細(xì)菌和真菌數(shù)量差異不顯著；當(dāng)供試菌劑施用量達(dá)到/以上時(shí)，沼渣菌劑處理的放線菌數(shù)量顯著低于龍疆菌劑的處理。 種菌劑對(duì)抽穗期根際土壤酶活性的影響 土壤酶活性是土壤能量代謝、物質(zhì)轉(zhuǎn)化和土壤質(zhì)量高低的一個(gè)重要生物指標(biāo)。 脲酶是土壤中氮素轉(zhuǎn)化必需的一種酶，土壤的供氮能力可以用脲酶的活性來(lái)表示。由表可以看出，沼渣菌劑施用量在以上的處理可顯著提高脲酶的活性，供試龍疆菌劑的所有處理均可顯著提高脲酶的活性。種菌劑相比，施用量在的處理，沼渣菌劑處理的脲酶活性顯著低于龍疆菌劑的處理。 土壤蛋白酶是以蛋白質(zhì)為底物進(jìn)行水解，水解產(chǎn)生短肽，短肽水解產(chǎn)生氨基酸，水解的產(chǎn)物作為植物氮源被利用，因此土壤蛋白酶的活性高低可以體現(xiàn)出土壤氮素的營(yíng)養(yǎng)狀況。蔗糖酶也稱為轉(zhuǎn)化酶，其活性可以反映土壤中氮素的轉(zhuǎn)化情況，促進(jìn)土壤中易溶性物質(zhì)的增加，是體現(xiàn)土壤肥力的一個(gè)重要指標(biāo)。磷酸酶在土壤中有機(jī)磷化合物的水解過程中起重要作用，可以促進(jìn)有機(jī)磷脫磷，將無(wú)效磷轉(zhuǎn)化為植物可吸收的有效磷。種菌劑的施用量在以上的供試處理均可顯著提高土壤蛋白酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性。種菌劑相比，在供試施用量的處理范圍內(nèi)土壤蛋白酶、蔗糖酶和磷酸酶的活性差異不顯著。 過氧化氫酶是一種保護(hù)酶，參與土壤微生物的呼吸代謝及一些氧化還原反應(yīng)，消除有害的過氧化氫。過氧化氫酶活性與土壤微生物數(shù)量、活性及土壤肥力有關(guān)。與對(duì)照相比，種菌劑的施用量在以上的供試處理均可顯著提高土壤過氧化氫酶的活性。種菌劑相比，在供試施用量范圍內(nèi)，施用量以上時(shí)龍疆菌劑處理的土壤過氧化氫酶的活性顯著高于沼渣菌劑的處理。 種菌劑對(duì)不同生育期谷子株高的影響 從表可知，種菌劑對(duì)谷子苗期株高沒有影響。在拔節(jié)期，沼渣菌劑的施用量在2、龍疆菌劑的施用量在以上的處理的株高均顯著高于對(duì)照。種菌劑的施用量在以上的處理均可顯著提高抽穗期和成熟期的株高。 供試的2種菌劑相比，只有施用量達(dá)到的處理，在谷子的成熟期和抽穗期，沼渣菌劑處理的株高顯著低于龍疆菌劑的處理。供試的其他生育期和施用量，種菌劑處理的株高相比差異不顯著。 種菌劑對(duì)谷子產(chǎn)量性狀的影響 種菌劑對(duì)谷子產(chǎn)量性狀的影響見表。與對(duì)照相比，2種菌劑不同施用量的處理均可顯著提高谷子的穗長(zhǎng)和穗粒重，對(duì)千粒重?zé)o影響。種菌劑的施用量在時(shí)，谷子的產(chǎn)量顯著提高；隨施用量的增加，沼渣菌劑處理的產(chǎn)量不再增加，而龍疆菌劑的施用量達(dá)到時(shí)，谷子的產(chǎn)量顯著高于其他施用量的處理。種菌劑相比，在供試施用量范圍內(nèi)，種菌劑處理的穗長(zhǎng)、穗粒重和千粒重均無(wú)差異；在施用量為時(shí)，龍疆菌劑處理的谷子產(chǎn)量顯著高于沼渣菌劑的處理。 小結(jié)與討論 微生物菌劑是以畜禽糞便、農(nóng)副產(chǎn)品加工廢棄物等為載體，含有功能微生物的生物肥料。將其施入土壤中可以起到“接種”的作用，為土壤提供一定的有益微生物菌源。土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)和活性對(duì)保持土壤肥力具有重要意義。土壤微生物的組成會(huì)受到施肥模式、耕作方式的影響。有研究表明，施加農(nóng)用微生物菌劑可以使作物根際微生物的類群發(fā)生改變，。通過對(duì)根際微生物數(shù)量的研究表明，種菌劑均可提高細(xì)菌和放線菌的數(shù)量，并呈現(xiàn)隨應(yīng)用劑量的提高而增加的趨勢(shì)。細(xì)菌可促進(jìn)土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化；放線菌可促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化，還可以產(chǎn)生具有一定拮抗土傳病害的抗生素。種菌劑處理可顯著降低土壤中真菌的數(shù)量。而真菌的數(shù)量減少可以降低真菌病害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。在供試菌劑施用量處理范圍內(nèi)，沼渣菌劑處理的放線菌數(shù)量顯著低于龍疆菌劑的處理，而種菌劑處理的細(xì)菌和真菌數(shù)量無(wú)差異。放線菌數(shù)量的差異可能與種菌劑所含有機(jī)質(zhì)含量不同有關(guān)。土壤中放線菌的數(shù)量與有機(jī)質(zhì)的施用量直接相關(guān)，而沼渣菌劑的有機(jī)質(zhì)含量低于龍疆菌劑，可能與龍疆菌劑中含有相對(duì)較高的有機(jī)質(zhì)促進(jìn)了放線菌的生長(zhǎng)有關(guān)。 植物根系和土壤微生物的分泌產(chǎn)生土壤酶，其活性是土壤肥力的一個(gè)標(biāo)志，也是有機(jī)養(yǎng)分在土壤中進(jìn)行轉(zhuǎn)化的一個(gè)重要影響因素。土壤中碳、氮和磷等的轉(zhuǎn)化與土壤中脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性密切相關(guān)。過氧化氫酶的活性隨土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高而升高。本研究中發(fā)現(xiàn)供試種菌劑可顯著提高土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、磷酸酶和過氧化氫酶的活性。種菌劑相比，龍疆菌劑施用量在的處理，沼渣菌劑處理的脲酶活性顯著低于龍疆菌劑的處理；而龍疆菌劑處理在較低的施用量時(shí)，過氧化氫酶活性顯著高于沼渣菌劑處理。表明相對(duì)沼渣菌劑處理，龍疆菌劑處理對(duì)脲酶和過氧氫酶的活性的影響更明顯。 農(nóng)用微生物菌肥中含有分解磷、鉀或具有促生作用的微生物菌體，可以促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解，使無(wú)效養(yǎng)分有效化，有的微生物菌種還可以分泌一些促進(jìn)作物生長(zhǎng)的激素類物質(zhì)。本研究中供試的種微生物菌劑所有的菌種為和，前期研究利用種菌制作的生物肥對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明生物菌肥不僅可以促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)，還可以解除殘留量為?滋氯嘧磺隆對(duì)水稻生長(zhǎng)的抑制4。本研究中種菌劑的施用均可促進(jìn)谷子拔節(jié)期、抽穗期和成熟期谷子的株高；在施用量達(dá)到時(shí)，龍疆菌劑對(duì)谷子株高的促進(jìn)作用要顯著高于沼渣菌劑的處理。種菌劑的處理對(duì)谷子千粒重沒有顯著的影響，而顯著促進(jìn)了穗長(zhǎng)和增加了穗粒重。在施用量為和.0時(shí)，種菌劑對(duì)谷子增產(chǎn)效果無(wú)差異。種菌劑的應(yīng)用可顯著提高谷子的產(chǎn)量，但隨著沼渣菌劑施用量的增加，產(chǎn)量增加不顯著；龍疆菌劑的處理在施用量達(dá)到時(shí)產(chǎn)量最高。 綜上所述，以沼渣作為微生物菌劑的載體材料，在資源化利用沼渣的同時(shí)，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)用微生物菌劑產(chǎn)品是可行的。 參考文獻(xiàn)： ，?魻，（）： 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