吳鋒，楊植，劉宗鵬

（慶陽(yáng)市草原工作站，甘肅 慶陽(yáng) 745000）

慶陽(yáng)習(xí)稱(chēng)“隴東”，位于甘肅省最東部，處于陜甘寧3 省（自治區(qū)）的交匯地帶，是甘肅省重要的牧草生產(chǎn)基地。據(jù)第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，慶陽(yáng)市土地總面積271.19 萬(wàn)hm2，現(xiàn)有草地面積88.97 萬(wàn)hm2，占國(guó)土總面積的32.81%，2021 年慶陽(yáng)市草原植被蓋度75.76%，其中以紫花苜蓿為代表的種植栽培草地約33.33 萬(wàn)hm2。慶陽(yáng)市草地資源豐富，植物種類(lèi)繁多，因草地面積優(yōu)勢(shì)在農(nóng)牧業(yè)生物量中占據(jù)相當(dāng)大的比重。

紫花苜蓿（Medicagosativa L.）是薔薇目豆科苜蓿屬多年生草本植物，因具有產(chǎn)量高、品質(zhì)好、適口性好以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高的特點(diǎn)，被譽(yù)為“牧草皇后”“牧草之王”[1]。作為甘肅省重要的牧草生產(chǎn)基地，隴東地區(qū)境內(nèi)廣泛種植的優(yōu)良牧草——紫花苜蓿有著不可替代的作用，不僅種植面積廣，產(chǎn)量高，適口性佳，營(yíng)養(yǎng)豐富，是獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)質(zhì)飼草料，亦是良好的水土保持作物。紫花苜蓿根系非常發(fā)達(dá)，根系中78%都分布在0～30 cm 深的土層之中，根系密度能夠達(dá)到3.4～9.5 g/cm3[2]，草叢厚密，莖葉繁茂，覆蓋面較大，能有效減少地面水分蒸發(fā)量，減少地表徑流，具有很高的水土保持功能。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越重視飼草飼料的健康與安全，飼草生產(chǎn)是國(guó)家食物安全與生態(tài)安全的重要保障[3]。目前，我國(guó)已全面禁止向商品飼料中添加除中草藥之外的其他促生長(zhǎng)類(lèi)藥物飼料添加劑?？莶菅挎邨U菌是一類(lèi)好氧的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，其產(chǎn)生的孢子對(duì)干旱脅迫、鹽脅迫等非生物脅迫具有一定的耐受性。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)枯草芽孢桿菌提高植物的抗逆性作了大量研究。甘金佳等（2021）[4]總結(jié)了枯草芽孢桿菌在6 種番茄病害防治中的應(yīng)用。胡玉婕等（2020）[5]以鹽脅迫對(duì)植物的影響為切入點(diǎn)，從多個(gè)方面研究了芽孢桿菌對(duì)植物的耐鹽促生機(jī)制。沙月霞等（2019）[6]從水稻葉片中分離出的貝萊斯芽孢桿菌對(duì)11 種植物病原真菌均有良好的拮抗作用。另外，枯草芽孢桿菌多以添加劑或發(fā)酵菌種的形式應(yīng)用于飼料生產(chǎn)中，且多與其他益生菌和益生元復(fù)配使用，在提高豬的生長(zhǎng)性能、改善腸道健康及提升肉品質(zhì)方面起到良好作用[7]。生防芽孢桿菌具有抑菌譜廣、抗逆性強(qiáng)、可分泌多種抗菌物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在生物防治中占有重要地位。

本試驗(yàn)借助現(xiàn)代生物菌肥（芽孢桿菌）的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)大田栽培紫花苜蓿，對(duì)照施灌菌肥的一系列生長(zhǎng)變化，并在生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)芽孢菌肥的用量、使用周期及施用方法進(jìn)行技術(shù)規(guī)范和生產(chǎn)示范，為甘肅省苜蓿種植提供先進(jìn)的配套施肥技術(shù)，為其他牧草及作物的栽培提供參考資料和基礎(chǔ)技術(shù)支撐。

1 試驗(yàn)基本情況分析

1.1 試驗(yàn)區(qū)的基本概況

試驗(yàn)區(qū)位于甘肅省慶陽(yáng)市西峰區(qū)后官寨鎮(zhèn)，為黃土高原溝壑區(qū)耕作地，土質(zhì)為黃綿土，海拔1 355 m，屬于大陸性氣候，年均降水量382.9～602.0 mm，多集中在7—9月，年均溫度9.5～10.7 ℃，年日照2 213.4～2 540.4 h，太陽(yáng)總輻射量525～609 kJ/m2，呈干旱、溫和、光照充足的自然特點(diǎn)。

有關(guān)紫花苜蓿種和帶細(xì)菌方面的研究在國(guó)內(nèi)尚屬空白，需要加強(qiáng)這方面的研究。本研究經(jīng)過(guò)發(fā)芽和試驗(yàn)篩選后，灌施大田菌肥，可以有效促進(jìn)紫花苜蓿苗生長(zhǎng)，提高了紫花苜蓿的成活率，對(duì)提高紫花苜蓿覆蓋率起到了積極的作用。

1.2 復(fù)合芽孢桿菌和隴東紫花苜蓿概況

第一，多粘類(lèi)芽孢桿菌。該菌屬于多粘芽孢桿菌，在1993 年時(shí)將其重新歸到類(lèi)芽孢桿菌屬當(dāng)中。多粘類(lèi)芽孢桿菌是一種植物性、非致病性橢圓形芽孢，屬于革蘭氏的陽(yáng)性細(xì)菌，能夠從土壤、小麥、牧草根中分離得到。多粘類(lèi)芽孢桿菌具有功能性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以分泌出植物激素，比如細(xì)胞分裂素和吲哚乙酸等，還可以提供氮素，能夠有效促進(jìn)植物生長(zhǎng)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，從越南槐中分離的多粘類(lèi)芽孢桿菌（SG-6 菌株）也具有同樣的作用，能夠防止柑橘采后發(fā)霉，同時(shí)可以產(chǎn)生肽類(lèi)、蛋白質(zhì)類(lèi)、核苷類(lèi)、吡嗪類(lèi)、酚類(lèi)等抗菌物質(zhì)，有效防治多種植物病害。將多粘類(lèi)的芽孢桿菌（W3、Y2 菌株）與地衣芽孢桿菌W10 菌株進(jìn)行接種，可以產(chǎn)生致病番茄，之后誘導(dǎo)植株可以對(duì)灰霉病菌產(chǎn)生一定系統(tǒng)抗性。此外，由于固氮能力比較出色，多粘類(lèi)芽孢桿菌還被廣泛應(yīng)用到消除油菜體內(nèi)有害硝酸鹽上，提高了油菜品質(zhì)。目前多粘類(lèi)芽孢桿菌被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）列為可以作為商業(yè)應(yīng)用的微生物。我國(guó)也將其作為免做安全鑒定的菌種，目前該菌可用在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、水處理等多個(gè)方面，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

第二，紫花苜蓿產(chǎn)量非常高，具有保持水土、改善土壤結(jié)構(gòu)的作用，也是北半球溫帶地區(qū)中最為主要的牧草，是草田輪作首選的植物，具有不可替代的作用。通過(guò)對(duì)紫花苜蓿的系統(tǒng)研究，可以科學(xué)全面認(rèn)知該品種本身攜帶真菌及其致病性具體情況。針對(duì)黃土高原苜蓿和小麥輪作地區(qū)紫花苜蓿根部真菌侵入情況進(jìn)行詳細(xì)研究，可以進(jìn)一步優(yōu)化小麥和苜蓿輪作方式，提高小麥和苜蓿產(chǎn)量。

2 材料與方法

2.1 土壤處理

試驗(yàn)田前茬作物為黃豆。2020 年4 月深翻土地，旋耕、平整地塊，播前深翻鋤草，結(jié)合整地，施用農(nóng)家肥15 t/hm2作基肥，撒施5%辛硫磷顆粒15 kg/hm2防治地下害蟲(chóng)。

2.2 土樣測(cè)定

2020 年4月，邀請(qǐng)隴東學(xué)院對(duì)試驗(yàn)樣地進(jìn)行20 cm土樣抽取，并在隴東學(xué)院生物研究室進(jìn)行土樣分析測(cè)試。土壤pH 值為7.9，有機(jī)質(zhì)13.39 g/kg，氮0.86 g/kg，全磷0.74 g/kg，全鉀19.44 mg/kg。

2.3 試驗(yàn)材料

選用山東益泰生物科技有限公司生產(chǎn)的復(fù)合芽孢桿菌劑，其中枯草芽孢桿菌數(shù)為1.0×1011CFU/g（青島市華測(cè)檢測(cè)技術(shù)有限公司提供檢測(cè)結(jié)果），供試作物為本地鄉(xiāng)土牧草——隴東紫花苜蓿。

2.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地設(shè)兩個(gè)處理，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共6 個(gè)小區(qū)。每個(gè)小區(qū)面積6 m2（3 m×2 m）。株行距30 cm，每個(gè)小區(qū)播種10行，播深2～3 cm，播后鎮(zhèn)壓，播種量11 g/小區(qū)。播前將每小區(qū)種子平均分為10份，每行1 份均勻撒播，小區(qū)外設(shè)置0.6 m 保護(hù)行。

2.5 測(cè)定內(nèi)容

2.5.1 產(chǎn)草量

2021 年、2022 年6—8 月刈割測(cè)產(chǎn)，每年兩次，均在產(chǎn)草量和營(yíng)養(yǎng)值最盛的初花期進(jìn)行。對(duì)鮮草產(chǎn)量稱(chēng)重登記，并對(duì)每個(gè)處理進(jìn)行稱(chēng)重取樣，根據(jù)樣品風(fēng)干率求出干草產(chǎn)量。第三次測(cè)產(chǎn)于9 月底前完成，生長(zhǎng)量不計(jì)入當(dāng)年產(chǎn)量。

2.5.2 飼草品質(zhì)

將取樣稱(chēng)重后的干物質(zhì)混合，粉碎，過(guò)80 目篩，裝袋備用。粗蛋白采用Auto Analyzer 3 型連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定植物全氮，粗灰分采用簡(jiǎn)單、快速、節(jié)約的干灰化法測(cè)定，纖維素測(cè)定采用VanSocst 提出的測(cè)定飼料中性洗滌纖維與酸性洗滌纖維的方法，可溶性糖采用蒽酮法測(cè)算。

2.6 發(fā)芽試驗(yàn)情況分析

將NA 平板在28 ℃環(huán)境下培養(yǎng)24 h后，制成細(xì)菌分離物。取紫花苜蓿種子1 g，浸泡于懸浮液中5 min后，設(shè)種子的浸泡情況，并與無(wú)菌水進(jìn)行對(duì)照，取出后放置在無(wú)菌濾紙上自然晾干。將晾干的種子進(jìn)行發(fā)芽，4 d 后開(kāi)始統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，同時(shí)測(cè)量根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)，并觀察真菌所侵染的種子發(fā)芽情況，整個(gè)試驗(yàn)重復(fù)兩次，可有效提高試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)果和分析

本試驗(yàn)?zāi)康氖窃诖筇镏饕N植模式中引入復(fù)合生物菌肥，測(cè)定生物菌肥對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)的影響，為微生物肥源部分替代化肥，抑制牧草病害的發(fā)生和影響，以及后續(xù)推廣提供技術(shù)支撐。

3.1 菌肥對(duì)隴東紫花苜蓿產(chǎn)草量的影響

從表1 可以看出，2021 年單施菌肥對(duì)隴東紫花苜蓿的鮮草年產(chǎn)量較對(duì)照組平均增加23.62%，干草產(chǎn)量增加16.94 kg/100 m2；而2022 年菌肥組鮮草產(chǎn)量較對(duì)照組平均增加3.76%，干草產(chǎn)量則減少1.80%。

表1 年度產(chǎn)草量對(duì)比單位：kg/100 m2

3.2 菌肥對(duì)隴東紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)成分的影響

盧德勛（2001）[8]結(jié)合我國(guó)粗飼料生產(chǎn)的特性，提出了評(píng)定粗飼料指標(biāo)分級(jí)指數(shù)（Grading Index，GI），計(jì)算公式如下。

式中：ME 為牧草代謝值，DMI 為干物質(zhì)采食量，CP 為牧草干物質(zhì)中粗蛋白含量，NDF 為牧草干物質(zhì)中中性洗滌纖維含量。

由表2 可知，對(duì)比同一時(shí)間，菌肥組比對(duì)照組的粗蛋白含量分別提高15.41%和8.31%，可溶性糖含量分別提高119.77%和10.67%，纖維素含量則分別降低0.89%和4.05%。這表明復(fù)合芽孢桿菌對(duì)紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)成分有一定的提高作用，同時(shí)在改變適口性、提高消化率上均有一定的促進(jìn)作用。

表2 對(duì)比菌肥對(duì)紫花苜蓿的營(yíng)養(yǎng)成分

3.3 菌肥對(duì)土壤的影響

從表3 可以看出，與對(duì)照相比，復(fù)合芽孢桿菌肥對(duì)土壤的脲酶活性有所改善，有效磷含量明顯提升，并顯著降低了土壤pH 值。有研究表明，土壤pH 值是引起土壤重金屬有效態(tài)活性和酶活性改變的關(guān)鍵因素。本試驗(yàn)表明，菌肥對(duì)土壤的抗逆性有一定程度的提升作用。

表3 土壤養(yǎng)分狀況對(duì)比

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)，明確了復(fù)合芽孢桿菌屬生物肥料能通過(guò)降低土壤pH值，提高土壤脲酶活性，從而促進(jìn)土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與能量的循環(huán)代謝，同時(shí)提升有效磷含量，并具有一定的穩(wěn)定性。通過(guò)在不同物候期對(duì)大田作物施灌芽孢桿菌菌液發(fā)現(xiàn)，芽孢桿菌能有效提高紫花苜蓿的產(chǎn)草量，提升牧草營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。本研究為紫花苜蓿的推廣應(yīng)用提供了有效菌種資源和相應(yīng)的理論基礎(chǔ)，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。