农用微生物菌剂在黄瓜和水稻种植中的应用

何宗均，路 垚，李 峰，梁海恬

（天津市农业资源与环境研究所，天津300380）

目前，由于化肥、农药等农业投入品的不合理施用，导致农业生态环境的恶化，农产品质量和食品安全面临着严峻挑战，威胁着人民的身体健康，解决这一问题最重要的方法就是种植过程中安全投入品如农用微生物菌剂等的研发、生产和应用，从源头上实现安全种植，从而保证农产品的质量安全。

农用微生物菌剂主要是指目标功能菌经过发酵生产后制成的一种具有活性的生物制剂。施用农用微生物菌剂可以增强土壤生物活性、促进土壤中物质的有效循环，从而改善土壤结构，增强土壤保水、保肥能力，减少土壤有害物质和病原菌的积累，增加土壤养分的丰富性和生物多样性，给农作物营造一种良好的生长环境，促进作物的抗病和抗逆性，使农作物能得到良好的生长，农产品品质能得到良好的保证以及农业生态环境具有可持续性[1-11]。

自1989 年以来，农用微生物菌剂的研究以田间应用试验为主，绝大多数试验结果为增产，因此，农用微生物菌剂的增产作用得到了大家的认同。农用微生物菌剂如芽孢杆菌等，可分泌生长素等植物激素，刺激和调节水稻生长；可分泌抗生素等拮抗病原菌，提高水稻抗病能力，减少农药使用量。目前，关于农业微生物菌剂对农作物产量的影响研究报道较多，而对品质影响的研究报道较少。

本研究通过不同菌株、不同剂型的农用微生物菌剂与常规施肥在黄瓜和水稻种植过程中应用效果的对比试验，试图获得农用微生物菌剂对黄瓜和水稻产量和品质的影响效果，旨在掌握农用微生物菌剂在提高农产品质量安全上的可行性。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试菌剂为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、长柄木霉菌和胶胨样芽孢杆菌，试验菌剂有效活菌数≥2.0 亿个/mL（或2.0 亿个/g）。

供试作物为黄瓜和水稻津原89。

1.2 试验设计

1.2.1 农用微生物菌剂在黄瓜种植中的应用试验

试验地位于西青区辛口镇当城村，每公顷施用有机肥15 t。该地土壤有机质2.22%，速效氮104 mg/kg，速效磷19.2 mg/kg，速效钾272 mg/kg，pH 值8.0，水溶性盐总量0.6 g/kg。

试验设5 个处理，每个处理3 个小区重复，小区面积为6 m2。其中，处理1.喷施枯草芽孢杆菌90 mL；处理2.喷施解淀粉芽孢杆菌90 mL；处理3.喷施长柄木霉90 mL；处理4.喷施枯草芽孢杆菌30 mL＋解淀粉芽孢杆菌30 mL＋长柄木霉30 mL；处理5.不施菌剂（CK）。菌剂在整个生育期共喷施3 次，稀释200 倍。

1.2.2 农用微生物菌剂在水稻种植中的应用试验试验地位于宝坻区丁家睦村，每公顷基施450 kg尿素、追施450 kg 尿素。处理和对照基施钾肥的量一致。

试验设3 个处理，每个处理0.33 hm2。其中，处理1.喷施枯草芽孢杆菌（5 kg）＋胶胨样芽孢杆菌（5 kg）液体混合菌，在整个生育期共喷施3 次，稀释200 倍；处理2.撒施枯草芽孢杆菌（5 kg）＋胶胨样芽孢杆菌（5 kg）固体混合菌；处理3.不施菌剂（CK）。

1.3 测定项目及方法

抗坏血酸含量采用食品安全国家标准GB 5009.86—2016 食品中抗坏血酸的测定方法进行；可溶性糖含量采用蔬菜及其制品中可溶性糖的测定方法（NY/T 1278—2007）进行；硝酸盐含量测定采用食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定方法（GB 5009.33—2016）进行；蛋白质含量测定采用食品中蛋白质的测定方法（GB 5009.5—2016）进行；直链淀粉含量测定采用水稻、玉米、谷子籽粒直链淀粉的测定方法进行。

1.4 数据分析

采用Excel 2003 进行制图，数据应用SPSS 软件的邓肯式新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 农用微生物菌剂在黄瓜种植中的应用试验

2.1.1 不同处理对黄瓜产量的影响 从图1 可以看出，处理1、处理2、处理3、处理4 和处理5（CK）的黄瓜产量分别为68 133.33、61 600.00、62 233.33、61 033.33、56 200.00 kg/hm2，其中，处理1 即喷施枯草芽孢杆菌90 mL 的黄瓜产量最高，与其他几个处理间均存在显著差异，尤其与处理5（CK）间差异最显著，较CK 增产21.23%；其次处理3 即喷施长柄木霉90 mL 的产量较高，与处理2、处理4、处理5（CK）间均存在显著差异，较CK 增产10.74%；处理2 即喷施解淀粉芽孢杆菌90 mL 与处理4 即喷施枯草芽孢杆菌30 mL＋解淀粉芽孢杆菌30 mL＋长柄木霉30 mL 混合菌间无显著差异，二者较CK分别增产9.61%和8.60%，增产效果均较显著。

2.1.2 不同处理对黄瓜品质的影响 图2 结果显示，处理1、处理2、处理3、处理4 和处理5（CK）的黄瓜可溶性糖含量平均值分别为3.11%、2.59%、2.50%、2.57%和2.76%，其中，处理1 即喷施枯草芽孢杆菌90 mL后黄瓜可溶性糖含量最高，与CK 间存在显著差异，较CK 增加12.7%；处理2、处理3、处理4 间可溶性糖含量无显著差异，均显著低于处理5（CK）。

进行农业微生物菌剂不同处理后，处理1、处理2、处理3、处理4 的黄瓜抗坏血酸含量平均值分别为5.53、4.24、5.49、8.16 mg/kg，不施菌剂的处理5（CK）黄瓜抗坏血酸含量平均值最高，为9.09 mg/kg，处理4 即喷施枯草芽孢杆菌30 mL＋解淀粉芽孢杆菌30 mL＋长柄木霉30 mL混合菌的黄瓜抗坏血酸含量次之，但与处理5（CK）间无显著差异；处理1 与处理3 间抗坏血酸含量无显著差异，但均显著高于处理2。

进行农业微生物菌剂不同处理后，处理1、处理2、处理3、处理4 的黄瓜硝酸盐含量平均值分别为59、105、60、76 mg/kg，其中，处理2 黄瓜硝酸盐含量最高，与其余4 个处理间均存在显著差异；其次为CK；然后为处理4，但与CK 间无显著差异；处理1、处理3 的硝酸盐含量最低，且二者间无显著差异，但均显著低于CK。

2.2 农用微生物菌剂在水稻种植中的应用试验

2.2.1 不同处理对水稻产量的影响 图3 结果显示，处理1、处理2 和处理3（CK）的水稻产量分别为10 503、10 815、9 795 kg/hm2，其中，撒施枯草芽孢杆菌与胶胨样芽孢杆菌固体混合菌的处理2 产量最高，比处理3（CK）增产10.41%；喷施枯草芽孢杆菌与胶胨样芽孢杆菌液体混合菌的处理1 次之，比处理3（CK）增产7.23%。

2.2.2 不同处理对水稻品质的影响 图4 结果显示，处理1、处理2 和处理3（CK）的水稻蛋白质含量分别为14.9、12.1、15.2 g/100 g，其中，撒施枯草芽孢杆菌与胶胨样芽孢杆菌固体混合菌的处理2 最低，比处理3（CK）降低20.39%；喷施枯草芽孢杆菌与胶胨样芽孢杆菌液体混合菌的处理1 比处理3（CK）降低1.97%。

进行农业微生物菌剂不同处理后，处理1、处理2 的水稻直链淀粉含量分别为17.50%、20.50%，处理3（CK）为16.98%，其中，撒施枯草芽孢杆菌与胶胨样芽孢杆菌固体混合菌的处理2 最高，比处理3（CK）提高20.73%；其次为喷施枯草芽孢杆菌与胶胨样芽孢杆菌液体混合菌的处理1，比处理3（CK）提高3.06%。

3 结论与讨论

农用微生物菌剂在粮食作物、经济作物上的应用研究已很多，且均取得了较好的应用效果[11-22]。曹蓉等[11]对农用微生物菌剂在黄瓜上的应用肥效研究得出，施用农用微生物菌剂能提高黄瓜的瓜长、茎粗和单瓜质量，并能显著提高黄瓜产量，增产率达18.04%，每公顷可新增纯收入7 514.7 元；王杰鹏等[6]就农用微生物菌剂对水稻产量的影响研究得出，微生物菌剂促进了水稻的生长发育，叶色深绿，生长健壮，总穗数和有效穗数均有所提高，有效穗数提高6.17%，抗逆性强。这与本研究结果基本相似。本研究结果表明，施用农业微生物菌剂的4 个处理均比未施用菌剂的CK 黄瓜产量有明显的提高，分别较CK 增产21.23%、10.74%、9.61%和8.60%；施用农业微生物菌剂的处理均比未施用菌剂的CK处理水稻产量也有明显的提高，分别较CK 增产10.41%和7.23%。

但上述已有的研究在品质影响的研究基本上未开展，随着人们对农产品安全需求的提高，农业微生物菌剂对农作物品质的影响研究显得尤为重要。本研究针对农用微生物菌剂在黄瓜和水稻品质上的影响均进行了一些研究，结果显示，处理1 的黄瓜可溶性糖含量最高，与未施菌剂的CK 处理间存在显著差异，其余3 个处理可溶性糖含量间无显著差异，均低于未施菌剂的CK 处理。因此，处理1即喷施枯草芽孢杆菌90 mL 可促进黄瓜可溶性糖含量的提高，处理2、处理3 与处理4 对黄瓜可溶性糖含量没有促进效果；对于黄瓜抗坏血酸，未施菌剂的CK 处理含量最高，处理4 含量次之，但与CK处理间无显著差异，其他几个处理均低于未施用菌剂的CK 处理，且存在显著差异，因此，处理1、处理2、处理3、处理4 均不能促进黄瓜抗坏血酸含量的提高；对于黄瓜硝酸盐含量，处理2 最高，与其余4 个处理间均存在显著差异，其次依次是未施用菌剂的CK 处理、处理4，处理1 与处理3 硝酸盐含量较低，且二者间无显著差异，因此，处理1 与处理3可促进黄瓜硝酸盐含量的减少。另外，施用农用微生物菌剂2 个处理对水稻蛋白质含量的提升没有促进作用，而对水稻直链淀粉含量的提升均有促进作用。结果说明，农业微生物菌剂对于黄瓜和水稻品质的提高还不是很稳定，原因可能是由于为了确保农产品产量不受影响，施用农用微生物菌剂的处理与对照常规施肥一样均施了足量的化肥和有机肥，从而影响了品质的提升。因此，今后在品质影响上还需要进行更细的研究。