摘要：糧食作物生產(chǎn)中施用微生物菌劑是近些年的一項(xiàng)新技術(shù)，對(duì)糧食作物增產(chǎn)起到了積極作用。文章簡(jiǎn)要概述了微生物菌劑在糧食作物生產(chǎn)中的作用。通過文獻(xiàn)分析法，整理分析了2002-2024年所有小麥、玉米、水稻應(yīng)用微生物菌劑的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)小麥、玉米在常規(guī)施肥常規(guī)用藥的情況下，增施微生物菌劑有IO%左右的增產(chǎn)效果，水稻有8%左右的增產(chǎn)效果。

關(guān)鍵詞：微生物菌劑；小麥；玉米；水稻；糧食作物；增產(chǎn)效果

中圖分類號(hào)：X172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

糧食既是人們最基本的生活資料，又與國(guó)家經(jīng)濟(jì)與政治安全密切相關(guān)。目前，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了糧食產(chǎn)量的“二十連豐”，而在糧食產(chǎn)量年年增產(chǎn)的背后是農(nóng)業(yè)新品種、新技術(shù)、新模式的應(yīng)用。將微生物菌劑應(yīng)用到糧食生產(chǎn)中是近些年的一項(xiàng)新技術(shù)。微生物菌劑是目標(biāo)微生物（枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌等）經(jīng)過工業(yè)化生產(chǎn)擴(kuò)繁后，加工而成的活菌制劑，具有直接或間接改良土壤、恢復(fù)地力、預(yù)防土傳病害、維持根際微生物區(qū)系平衡和降解有毒有害物質(zhì)等作用。近年來，微生物菌劑應(yīng)用成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)，在應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展、防治環(huán)境污染等方面具有較大潛力。

微生物菌劑是20世紀(jì)80年代初期由日本琉球大學(xué)比照嘉夫教授研制的一種新型復(fù)合微生物，即EM（Effective microorgamsms），其最初設(shè)想是用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，解決土壤退化和農(nóng)作物病蟲害問題【1】。我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域最早應(yīng)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(duì)微生物菌劑在糧食生產(chǎn)中的作用進(jìn)行闡述，對(duì)其在主要糧食作物上的增產(chǎn)效果進(jìn)行分析，旨在為今后將微生物菌劑應(yīng)用于糧食作物生產(chǎn)提供參考。

1微生物菌劑在糧食作物生產(chǎn)中的作用

1.1提高作物抗病能力

目前，對(duì)糧食作物病蟲害的防治仍以化學(xué)藥劑為主，如小麥的“一噴三防”等，但長(zhǎng)期使用化學(xué)藥劑易使病菌產(chǎn)生抗藥性，同時(shí)造成環(huán)境污染。我國(guó)早已開展應(yīng)用微生物菌劑防治糧食作物病蟲害的試驗(yàn)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(dá)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(dá)到74.6%；李純等【5】應(yīng)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(dá)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(yǎng)分含量是影響糧食作物生長(zhǎng)的重要因素，而微生物菌劑可以改善土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)土壤pH、提高土壤水解氮等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。目前已有許多應(yīng)用微生物菌劑改良土壤理化性狀的試驗(yàn)研究，如耿麗平等161在小麥種植中施用含有硅酸鹽細(xì)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(jī)質(zhì)含量。

1.3促進(jìn)作物生長(zhǎng)

常娜等【9】通過田間試驗(yàn)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(shù)和次生根數(shù)；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(duì)玉米生長(zhǎng)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(shù)、穗長(zhǎng)和成穗率。

2微生物菌劑對(duì)糧食作物的增產(chǎn)作用分析

2.1數(shù)據(jù)來源及處理

本研究數(shù)據(jù)來自《中國(guó)知網(wǎng)》收錄的2002-2024年所有小麥、玉米、水稻應(yīng)用微生物菌劑的試驗(yàn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)，以一次常規(guī)對(duì)照試驗(yàn)作為一組產(chǎn)量數(shù)據(jù)（如果有多個(gè)微生物菌劑對(duì)應(yīng)一個(gè)對(duì)照試驗(yàn)，則將多個(gè)微生物菌劑試驗(yàn)的產(chǎn)量進(jìn)行加權(quán)平均后記為一組數(shù)據(jù)），共整理出137組各作物產(chǎn)量數(shù)據(jù)（表1）。

2.2各作物增產(chǎn)率的正態(tài)分布

根據(jù)每組試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的常規(guī)施肥產(chǎn)量、施用微生物菌劑的產(chǎn)量加權(quán)平均值，計(jì)算出微生物菌劑對(duì)各作物的增產(chǎn)率，對(duì)計(jì)算出的各作物增產(chǎn)率進(jìn)行正態(tài)分析。

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

2.2.2各作物增產(chǎn)率的正態(tài)分布驗(yàn)證采用柯爾莫哥羅夫一斯米爾諾夫檢驗(yàn)法（K-S檢驗(yàn)法），對(duì)糧食作物增產(chǎn)率是否符合正態(tài)分布進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)過計(jì)算，施用微生物菌劑的糧食作物增產(chǎn)率的所有P值均大于0.05，意味著可接受原假設(shè)（指兩組獨(dú)立樣本來自兩個(gè)總體的分布無顯著差異），即認(rèn)為作物增產(chǎn)率數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布（表2）。施用微生物菌劑條件下，各糧食作物增產(chǎn)率的正態(tài)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(duì)作物增產(chǎn)效果的影響

在整理出的137組施用微生物菌劑試驗(yàn)中，共有7組試驗(yàn)是在施用微生物菌劑的基礎(chǔ)上減量施用化肥、有機(jī)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(chǎn)效果看，只有小麥減量施肥試驗(yàn)與對(duì)照相比產(chǎn)生了增產(chǎn)效果，但也僅比對(duì)照增產(chǎn)2.760%，在增產(chǎn)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(yàn)均比對(duì)照減產(chǎn)。對(duì)上述7組試驗(yàn)所用的微生物菌劑進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)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(xì)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(cè)孢芽孢桿菌、冷解糖芽孢桿菌。試驗(yàn)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(zhǎng)所需，因而增產(chǎn)不顯著。此外，在上述7組試驗(yàn)中，采用常規(guī)農(nóng)藥防治糧食作物病害，對(duì)作物病害已經(jīng)產(chǎn)生有效抑制，故抗菌抑病微生物菌劑沒有完全發(fā)揮作用。

2.4各作物不同產(chǎn)量水平下的增產(chǎn)率分析

在分析糧食作物不同產(chǎn)量水平下的增產(chǎn)率時(shí)，要先去掉因減量施肥而導(dǎo)致作物產(chǎn)量減少或增加較少的數(shù)據(jù)組。從各作物不同產(chǎn)量水平下的增產(chǎn)率可以看出，各作物在中低產(chǎn)量水平下施用微生物菌劑產(chǎn)生的增產(chǎn)效果顯著高于各作物在中高產(chǎn)量水平下施用微生物菌劑的增產(chǎn)效果，小麥、玉米、水稻三個(gè)作物增產(chǎn)率高低的產(chǎn)量分界點(diǎn)分別為500、700、600 kg．667m-2（表4）。結(jié)合微生物菌劑的作用發(fā)現(xiàn)，在中低產(chǎn)量水平下，作物在土壤和病害方面的生長(zhǎng)環(huán)境可能劣于在中高產(chǎn)量水平下的生長(zhǎng)環(huán)境。

2.5各作物增產(chǎn)率的總體分析

施用微生物菌劑后，小麥、玉米的最高增產(chǎn)率分別為32.10%、44.53%（表5），這是由于這兩組試驗(yàn)沒有施用農(nóng)藥，僅對(duì)微生物菌劑進(jìn)行抗病性研究，從中可以發(fā)現(xiàn)微生物菌劑具有較強(qiáng)的抑菌抗病作用。從各作物平均增產(chǎn)率、增產(chǎn)率中位數(shù)、增產(chǎn)率集中區(qū)域和增產(chǎn)率集中區(qū)域試驗(yàn)個(gè)數(shù)占比4個(gè)指標(biāo)可以看出，小麥、玉米這兩個(gè)作物在常規(guī)施肥常規(guī)用藥的情況下，增施微生物菌劑有10%左右的增產(chǎn)效果，水稻有8%左右的增產(chǎn)效果。

3結(jié)論與討論

通過對(duì)2002-2024年文獻(xiàn)記載的小麥、玉米、水稻應(yīng)用微生物菌劑試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理分析，發(fā)現(xiàn)施用微生物菌劑后，小麥、玉米、水稻增產(chǎn)率的分布趨勢(shì)較為集中，符合正態(tài)分布的特征。分析得出，小麥、玉米在常規(guī)施肥常規(guī)用藥的情況下，施用微生物菌劑有10%左右的增產(chǎn)效果，水稻有8%左右的增產(chǎn)效果。同時(shí)，各作物在中低產(chǎn)量水平下施用微生物菌劑產(chǎn)生的增產(chǎn)效果要明顯高于在中高產(chǎn)量水平下施用微生物菌劑的增產(chǎn)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(huì)使作物產(chǎn)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(jìn)作物生長(zhǎng)繼而提高糧食作物產(chǎn)量。在糧食作物生產(chǎn)過程中施用微生物菌劑的增產(chǎn)效果具有一定的局限性，生產(chǎn)中在應(yīng)用微生物菌劑的同時(shí)，應(yīng)采取綜合措施以提高微生物菌劑的施用效果。

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收稿日期：2024-12-09

主要作者簡(jiǎn)介：楊靖峰（1983-），男，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。E-mail： yangjingfengl@163.com

通信作者簡(jiǎn)介：李海燕（1969-），女，推廣研究員，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作。