何建清 張格杰 趙偉進(jìn) 王思遠(yuǎn) 馬金玉

摘要：利用從青稞根際篩選的優(yōu)良促生菌株制作了7種復(fù)合微生物菌肥，采用田間完全區(qū)組隨機(jī)試驗(yàn)，研究其對(duì)黑青稞生長(zhǎng)、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，大部分復(fù)合微生物菌肥+半量化肥處理下，黑青稞出苗數(shù)、株高、根體積地上生物量、地下生物量、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)以及粗蛋白、總磷、總鉀含量均顯著高于CK，復(fù)合微生物菌肥+半量化肥可顯著降低黑青稞籽粒粗脂肪含量（P<0.05）。7種復(fù)合微生物菌肥中，綜合各處理的促生特性，菌肥A和菌肥C的促生效果最好，黑青稞的出苗數(shù)分別比CK增加62.85%、10.32%，苗期株高分別增加10.36%、15.72%，抽穗期地上生物量分別增加42.39%、61.23%，地下生物量分別增加6.79%、61.72%，抽穗期主根長(zhǎng)度分別增加18.38%、30.25%，穗長(zhǎng)分別增加17.2%、21.0%，千粒質(zhì)量分別增加27.44%、-9.09%，穗粒數(shù)分別增加48.48%、20.45%，產(chǎn)量分別增加82.51%、79.74%，粗蛋白含量分別增加33.85%、16.26%，鉀含量分別增加-4.29%、55.24%，磷含量分別增加13.44%、37.50%，鋅含量分別增加-28.80%、2.24%，粗脂肪含量均降低了16.50%。

關(guān)鍵詞：復(fù)合微生物;黑青稞;產(chǎn)量;品質(zhì);菌肥

中圖分類號(hào)： S512.306;S144? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2022）08-0111-06

在農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)過程中，化肥以施用效果明顯、使用簡(jiǎn)便，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中具有不可替代的作用。目前我國(guó)化肥和農(nóng)藥的過量使用，已造成了一系列生態(tài)環(huán)境的污染，嚴(yán)重危害了人類健康及農(nóng)業(yè)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。針對(duì)普通化學(xué)肥料利用率低、使用過程中容易出現(xiàn)損失而污染環(huán)境等問題，世界各國(guó)都在投巨資發(fā)展新型肥料，搶占新型肥料研究的制高點(diǎn)。新型肥料研究一直是國(guó)際農(nóng)業(yè)高技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域[2]。微生物菌劑是一種綠色環(huán)保、生態(tài)友好型肥料，具有增加土壤肥力、減少化肥和農(nóng)藥使用、凈化和修復(fù)土壤、降低植物病害、提質(zhì)增產(chǎn)、提高食品安全等特點(diǎn)，已成為綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展不可替代的制勝法寶之一[3-5]。由于作物生長(zhǎng)發(fā)育需要多種營(yíng)養(yǎng)元素，單一微生物菌劑存在功能單一、適應(yīng)能力差等問題，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，將不同功能菌株組合得到比單一微生物菌劑促生能力更強(qiáng)、更穩(wěn)定的微生物復(fù)合菌劑，是微生物菌劑發(fā)展的趨勢(shì)[6-7]。

復(fù)合微生物菌劑由特定微生物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)復(fù)合而成，具有培肥地力、改善土壤微生態(tài)環(huán)境、降低土傳病害發(fā)生率、提高化肥利用率和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等功能[8]。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)研究出了應(yīng)用于苜蓿[6]、花生[8]、辣椒[9]、黃瓜[10]、西瓜[11]、燕麥[12]、大豆[13]等多種農(nóng)作物的菌劑。

黑青稞耐干旱、耐鹽堿、耐貧瘠，營(yíng)養(yǎng)成分豐富[14]，具有高維生素、高膳食纖維、高蛋白質(zhì)、高 β-葡聚糖、低脂肪和低糖含量，并且還含有多種有益人體健康的礦物質(zhì)元素，如銅、鋅、鈣、磷、鐵以及具有防癌、抗癌作用的微量元素硒[15]，是一類珍貴的種植資源。近年來，隨著市場(chǎng)對(duì)黑色食品的追捧，以黑青稞為原料開發(fā)的糌粑及其他產(chǎn)品頗受歡迎，具有很高的開發(fā)價(jià)值。由于黑青稞栽培歷史悠久，普遍存在產(chǎn)量低、品質(zhì)退化、抗逆性差等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需求。目前，對(duì)具有不同功能的植物根際促生菌（PGPR）共生協(xié)作效應(yīng)的研究報(bào)道較少。有關(guān)溶磷菌、固氮菌及產(chǎn)吲哚-3-乙酸（IAA）復(fù)合接種劑對(duì)黑青稞生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響尚未見報(bào)道。為此，本研究將具有高效固氮、溶磷和分泌植物激素等功能不同的PGPR菌株進(jìn)行交叉混合制成7種不同的復(fù)合微生物菌肥，研究其對(duì)黑青稞生長(zhǎng)、產(chǎn)量及其品質(zhì)的影響，探求不同功能菌株的最佳組合，以期為實(shí)現(xiàn)黑青稞無公害生產(chǎn)、減少化肥投入量及微生物復(fù)合菌肥的應(yīng)用和推廣提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2019—2020年在西藏農(nóng)牧學(xué)院實(shí)習(xí)農(nóng)場(chǎng)（94°28′N、29°33′E，海拔2 980 m，年日照時(shí)數(shù) 2 000 h，年均溫8.8? ℃，降水量650～750 mm）進(jìn)行。土壤類型屬于沙壤土，有機(jī)質(zhì)含量為17.80 g/kg，全氮含量為0.83 g/kg，全磷含量為1.67 g/kg，全鉀含量為4.00 g/kg，速效氮含量為208.65 mg/kg，速效磷含量為149.25 mg/kg，速效鉀含量為 20.04 mg/kg。

1.2 供試青稞品種

供試青稞品種為隆子黑青稞，種子發(fā)芽率為90%，由隆子縣農(nóng)牧局提供。

1.3 供試菌種

菌種是從西藏不同地區(qū)青稞根際分離篩選的優(yōu)良PGPR菌株（表1）。這些菌株分別具有固氮、溶磷、分泌 IAA 的能力[16]，同時(shí)具有生長(zhǎng)快、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)等特點(diǎn)。

1.4 固體菌肥的制作

微生物固體菌肥的制作參考文獻(xiàn)[17]進(jìn)行。分別接種各優(yōu)良微生物菌種于 LB液體培養(yǎng)基中，于 28 ℃ 160 r/min培養(yǎng)60 h。待菌株充分生長(zhǎng)后，利用紫外分光光度計(jì)測(cè)定各菌株懸浮液吸光度。

當(dāng)D660 nm>0.5時(shí)，調(diào)至0.5，將不發(fā)生拮抗反應(yīng)菌株按聯(lián)合固氮、溶磷和分泌 IAA菌株懸浮液等體積混合。將腐殖土干燥、粉碎，過篩，腐殖土與珍珠巖按照質(zhì)量比1 ∶1混合，調(diào)節(jié)pH值至7.0，將其分裝于食用菌栽培袋中，每袋500 g，于126 ℃滅菌 1.5 h。冷卻后按菌肥載體10%的量接種菌懸液，30 ℃ 培養(yǎng)14 d后備用。

1.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組排列，每個(gè)處理3次重復(fù)。每個(gè)小區(qū)面積為3 m2 （1.25 m ×2.40 m），埂寬 30 cm。試驗(yàn)設(shè)11個(gè)處理（表2），共33個(gè)小區(qū)。試驗(yàn)前用菌肥拌黑青稞種子播種。開溝條播，行距為25 cm，菌肥用量與種子用量的質(zhì)量比為1 ∶1，先施化肥，后施菌肥和種子，菌肥和種子施后立即覆土。

1.6 測(cè)定項(xiàng)目及方法

于播種后7 d計(jì)數(shù)出苗數(shù)。測(cè)定不同時(shí)期不同處理的株高（每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取 10株，測(cè)定土壤到植株的垂直高度）。分別在拔節(jié)期、抽穗期和成熟期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)拔取10株，用電子天平稱量植株地上、地下生物量。用卷尺測(cè)得主根長(zhǎng)度，采用排水法測(cè)量根體積。成熟時(shí)各小區(qū)單打單收，測(cè)定各小區(qū)籽粒產(chǎn)量、千粒質(zhì)量、穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)。參考文獻(xiàn)[18]中的方法對(duì)黑青稞籽粒粗脂肪、粗蛋白、磷（P）、鉀（K）及鋅（Zn）含量進(jìn)行測(cè)定。

1.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用 Excel 2016軟件處理，用DPS 17.1統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)做方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合微生物菌肥對(duì)種子出苗的影響

由表3可知，供試的7種復(fù)合微生物菌肥中，與CK相比，除復(fù)合微生物菌肥E處理外，其余6種微生物復(fù)合菌肥均能促進(jìn)黑青稞種子出苗，增加幅度為3.75%～81.61%。其中G處理對(duì)黑青稞出苗的促進(jìn)作用最為明顯（P<0.05），較CK增加了81.61%;其次為F處理，其黑青稞出苗數(shù)較CK增加了75.52%。

2.2 復(fù)合微生物菌肥處理對(duì)株高的影響

由表4可知，7種復(fù)合微生物菌肥處理的黑青稞苗期株高比CK提高-5.96%～18.46%。其中F處理效果最好，黑青稞的株高為27.21 cm，較CK增加了18.46%;其次為C處理，黑青稞的株高為 26.40 cm，較CK增加了15.72%，再次是A處理，黑青稞的株高為25.35 cm，較CK增加了10.36%，但兩者均低于全量氮肥處理。

拔節(jié)期，7種復(fù)合微生物菌肥處理均能顯著提高黑青稞的株高，提高幅度為14.45%～52.24%。

其中G處理效果較好，株高為51.00 cm，較CK增加了52.24%。抽穗期，除復(fù)合微生物菌肥E處理外，其余6種復(fù)合微生物菌肥均能提高黑青稞株高，較CK提高幅度為4.71%～16.47%。成熟期，除G處理外，其余6種復(fù)合微生物菌肥處理的株高均高于CK，增加幅度為0.57%～11.59%。雖然各復(fù)合微生物菌肥處理對(duì)黑青稞不同生育期株高均有促進(jìn)作用，但促生效果主要表現(xiàn)在拔節(jié)期和抽穗期。這一結(jié)論和韓文星等報(bào)道的 PGPR 菌肥處理對(duì)燕麥不同生育期株高均有促進(jìn)作用，但促生效果主要表現(xiàn)在拔節(jié)期至抽穗期的研究結(jié)果[12]一致。

2.3 復(fù)合微生物菌肥處理對(duì)生物量的影響

由表5可知，拔節(jié)期，各復(fù)合微生物菌肥處理黑青稞地上鮮質(zhì)量與CK相比差異顯著（P<0.05），增加幅度為0.78%～64.59%，其中F處理效果最好;地下植物量均高于CK，增加幅度為28.43%～99.02%，其中B處理和E處理效果最好;根冠比均高于CK，效果最好的是B處理，較CK高150.0%。抽穗期，復(fù)合微生物菌肥處理黑青稞地上植物量均高于CK，增加幅度為12.82%～138.49%，其中效果最好的是D處理;地下植物量高于CK的有A、B、C、D處理，分別較CK高6.79%、57.19%、61.72%、53.79%;除B處理外，其余6個(gè)處理的根冠比均顯著低于CK。雖然各復(fù)合微生物菌肥處理對(duì)黑青稞拔節(jié)期和抽穗期地上植物量均有促進(jìn)作用，但促生效果主要表現(xiàn)在抽穗期。

2.4 復(fù)合微生物菌肥對(duì)根長(zhǎng)及根體積的影響

由表6可知，拔節(jié)期，除C、E、I處理黑青稞的主根長(zhǎng)較CK分別增加了4.66%、2.88%、2.33%外，其余處理均較CK低。抽穗期，各復(fù)合微生物菌肥處理黑青稞的主根長(zhǎng)均較CK有所增加，增加幅度為0.57%～30.25%，其中效果最好的是C處理。

由表6可知，拔節(jié)期，B、C、E和G處理黑青稞根體積均高于CK，增加幅度為50.00%～100.00%，其中效果最好的是C處理。抽穗期，各復(fù)合微生物菌肥處理根體積均高于CK，增加幅度為0.50%～50.00%，其中效果最好的是C處理。

綜上說明，各復(fù)合微生物菌肥處理對(duì)黑青稞根長(zhǎng)和根體積的生長(zhǎng)都有一定的促進(jìn)作用，但影響的程度不同，這可能與菌株的功能有關(guān)[19]。

2.5 復(fù)合微生物菌肥對(duì)產(chǎn)量構(gòu)成因素及產(chǎn)量的影響

由表7可知，施用復(fù)合微生物菌肥均能促進(jìn)黑青稞的穗長(zhǎng)，增加幅度為8.2%～21.0%，其中促生效果最好的是C處理。A處理和B處理均能增加黑青稞的千粒質(zhì)量，分別較CK增加27.44%、3.06%。各處理均能增加黑青稞的穗粒數(shù)，增加幅度為20.45%～48.48%，其中效果最好的是A處理，較CK增加了48.48%。除B處理外，其余6個(gè)處理均能增加黑青稞產(chǎn)量，增產(chǎn)幅度為17.56%～82.51%，增產(chǎn)幅度表現(xiàn)為A處理>C處理>F處理>G處理>E處理>D處理。

2.6 復(fù)合微生物菌肥對(duì)籽粒營(yíng)養(yǎng)成分的影響

由表8可知，A、B、C、F、G處理黑青稞籽粒粗蛋白含量分別較CK高33.85%、24.05%、16.26%、11.02%、13.25%，且差異達(dá)顯著水平（P<0.05），其中A處理效果最好，高于全量尿素和過磷酸鈣處理。從籽粒鉀含量來看，B處理和C處理均高于CK和基質(zhì)載體，且差異顯著（P<;0.05），較CK分別增加了32.38%、55.24%。除F處理籽粒磷含量低于CK外，其余6個(gè)處理均高于CK，增加幅度為1.95%～37.50%，其中C處理的促進(jìn)效果最好。除C處理和F處理下的籽粒鋅含量略高于CK外，其余處理均低于CK。所有處理籽粒粗脂肪含量均低于CK，且差異顯著（P<0.05）。

3 討論與結(jié)論

微生物復(fù)合菌劑可提高單一微生物菌劑在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用可靠性和有效性，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用[5]。王繼雯等發(fā)現(xiàn)復(fù)合微生物肥料M-14不僅能有效增加小麥株高、莖粗、穗長(zhǎng)、穗數(shù)及千粒質(zhì)量，并且與空白對(duì)照相比增產(chǎn)14.3%[20]。烏音嘎等研究表明，施1 500 kg/hm2復(fù)合微生物肥料比習(xí)慣施肥顯著提高了出苗率、株數(shù)和穗粒質(zhì)量，特別是對(duì)籽粒產(chǎn)量和地上部生物量的提高幅度達(dá)67.37%、29.66%[21]。韓華雯等利用制作的菌株組合菌肥處理替代半量磷肥處理后，苜蓿的干草產(chǎn)量以及粗蛋白、鈣（Ca）、P和粗脂肪含量分別較 CK提高10.6%、16.4%、14.1%、11.9%、4.2%[6]，菌株組合JM170+JM92+Lx191+S7與半量磷肥配施可代替全量磷肥。張英等的研究表明，復(fù)合接菌劑 AD、AB、BC、AC、ABD、BCD、ABCD對(duì)紅三葉草生長(zhǎng)特性和品質(zhì)指標(biāo)表現(xiàn)出良好的促進(jìn)效果[19]。張堃等通過對(duì)青稞施用固氮菌肥發(fā)現(xiàn)，半量氮肥+固氮菌肥與全量氮肥有相近的效果[22]。馬文彬等研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合接種劑處理效果明顯優(yōu)于單一接種劑，處理 F（J3-1+J1-15+Y16+J3）可使箭筈豌豆株高、根長(zhǎng)、根表面積、根體積、根系活力，分別較對(duì)照增加29.4%、70.0%、174.0%、194.6%、38.3%[23]。本研究將解磷、固氮和分泌IAA的菌株按照體積比 1 ∶1 的比例復(fù)配成微生物復(fù)合菌劑，利用黑青稞田間小區(qū)試驗(yàn)篩選高效復(fù)合微生物菌肥。結(jié)果表明，施用復(fù)合微生物菌肥對(duì)黑青稞生長(zhǎng)、產(chǎn)量和品質(zhì)的促進(jìn)效果明顯。大部分復(fù)合微生物菌肥+半量化肥處理下，黑青稞出苗數(shù)、株高、根體積、地上生物量、地下生物量、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)以及粗蛋白、磷、鉀含量均顯著高于CK。其中，復(fù)合微生物菌肥A（HQ3-3+LQ14-2+SR26-3）和C（HQ3-3+HQ36-2+SR26-3）與減量50%化肥配施效果最佳，黑青稞出苗數(shù)較CK分別增加62.85%、10.32%，苗期株高分別增加10.36%、15.72%，抽穗期地上生物量分別增加42.39%、61.23%，地下生物量分別增加6.79%、61.72%，抽穗期主根長(zhǎng)度增加18.38%、30.25%，穗長(zhǎng)分別增加17.2%、21.0%，千粒質(zhì)量分別增加27.44%、-9.09%，穗粒數(shù)分別增加48.48%、20.45%，產(chǎn)量分別增加82.51%、79.74%，粗蛋白含量分別增加33.85%、16.26%，鉀含量分別增加-4.29%、55.24%，磷含量分別增加13.44%、37.50%，鋅含量分別增加-28.80%、2.24%。這可能是因?yàn)閺?fù)合菌肥中含有的聯(lián)合固氮菌具有固氮能力，可以增加土壤中氮元素的含量;溶磷菌可以轉(zhuǎn)化土壤中難溶性磷素，從而改善黑青稞生長(zhǎng)時(shí)土壤環(huán)境中營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)狀況;IAA菌產(chǎn)生的吲哚乙酸可以刺激和調(diào)節(jié)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，達(dá)到增產(chǎn)效果。張英等對(duì)4株根際促生菌的互作效應(yīng)研究表明，部分菌株混合后其有效磷增量及分泌IAA量均呈現(xiàn)“1+1>2”的加成效應(yīng)[24]。祁娟等發(fā)現(xiàn)從總產(chǎn)量來看，磷肥與菌肥1 ∶1（P50M50）配施效果好，總產(chǎn)量較對(duì)照提高了60.45%，菌肥與減量化肥配施能提高燕麥生長(zhǎng)和產(chǎn)量[25]。

復(fù)合微生物菌肥不僅可以提高作物產(chǎn)量[26]，還在改善作物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面有巨大潛力。韓文星等的研究表明，微生物菌肥拌種與減量化肥配施后，燕麥粗蛋白、粗脂肪含量較對(duì)照有所提高，提高了相對(duì)飼用價(jià)值[12]。本研究結(jié)果表明，復(fù)合微生物菌肥與 50%化肥配施黑青稞籽粒粗脂肪含量均較CK有所降低，這與韓文星等的研究結(jié)果[12，27]不一致。其原因有待進(jìn)一步研究。

研究表明，具有優(yōu)良特性的菌株組合處理，并不是都能表現(xiàn)出良好的加成效應(yīng)，有些復(fù)合微生物菌肥表現(xiàn)出良好的功效，如本研究的組合A（HQ3-3+LQ14-2+SR26-3）和C（HQ3-3+HQ36-2+SR26-3）復(fù)合微生物菌肥處理較其他復(fù)合微生物菌肥具有較好的互作協(xié)同作用，表現(xiàn)出良好的互作效能。本研究同時(shí)也表明，也有菌株混合后功效降低，如組合 B（HQ3-3+HQ36-1+SR26-3）處理，產(chǎn)量較CK降低了24.54%，組合E（HQ3-5+LQ14-2+SR11-3）處理出苗數(shù)較CK降低了19.70%。這可能是因?yàn)槎嗑晖瑫r(shí)接種后，存在營(yíng)養(yǎng)和空間的競(jìng)爭(zhēng)。

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