菌剂增效复合肥开发及其肥效验证

茹铁军，杨振军，周宝俊，肖占梅，吴沿博，郭 利

（中国-阿拉伯化肥有限公司，河北 秦皇岛 066003）

化肥是农业生产过程中作物增产的重要贡献因子。但随着化肥的持续多年施用，特别是过量施肥，土壤中养分配比不合理，同时土壤有机质得不到及时补充，导致了严重的土壤问题，其中土壤微生物菌群种类与数量的减少是一个不可忽视的问题。

微生物菌肥是指含有特定微生物活体且能应用于农业生产的制品，其通过微生物的生命活动促使作物健康生长、抗逆性增强、产量提高［1］，在改善土壤微观环境、提高化肥利用率等方面的作用日益受到人们的关注。商品有机肥和有机-无机复混肥产品中多添加有微生物菌剂（如w（无机养分）30%，w（有机质）20%，生物菌数≥0.2亿/g），可以明显提高产品肥效。

近几年，随着一些耐盐性微生物菌剂（主要是芽孢杆菌类）的普及，以及菌剂代谢产物类、生物发酵合成类生物刺激素的推广应用，微生物菌剂在高浓度复合肥（w（N+P2O5+K2O）≥40%）上的使用获得了突破［2-3］。笔者研究微生物菌剂与高浓度复合肥的结合工艺，获得菌剂附着牢固的含菌复合肥，验证其在土壤中的扩繁情况，并通过夏玉米、南方水稻等的田间试验验证了菌剂增效复合肥的肥效。

1 材料与方法

1.1 供试原料

复合肥：无包裹剂的复合肥裸肥（15-15-15硝基硫型、22-8-10硝基氯型和21-12-15脲基氯型）。

芽孢杆菌：商品枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌，有效活菌数1 000亿/g。

1.2 菌剂增效复合肥制备

菌液配制：将有效活菌数1 000亿/g的商品芽孢杆菌、白糖、蒸馏水按1∶2∶2的质量比配制成菌液（活菌数为200亿/g），其在室温下为流动良好的液体。

菌液涂层复合肥制备：向小型实验室用包衣机中加入预热至50 ～60 ℃的复合肥裸肥600 g，准确加入菌液3.0 g 和防结块油剂1.2 g，稍后加入防结块粉剂1.8 g，最终获得理论活菌数为1.00亿/g的菌剂增效复合肥。该菌剂增效复合肥带有淡淡的菌剂发酵气味，手感良好，无粉感。

2 结果与分析

2.1 菌剂增效复合肥的菌剂存活率

采用平板法检测制备的菌剂增效复合肥中活菌数：准确称取待测菌剂增效复合肥样品1.00 g，放入装有200 mL w（NaCl）0.85%生理盐水的500 mL三角瓶中，在摇床上以200 r/min 速率振荡30 min，即成200倍稀释液；再用灭菌移液管吸取1 mL稀释液移入装有9 mL w（NaCl）0.85%生理盐水的试管中，充分混匀即成2 000 倍稀释液；以此类推，连续稀释，制成200 000 倍稀释液，供平板涂布用。用灭菌移液管吸取200 000 倍稀释液0.1 mL 加至培养基平皿的培养基表面，用无菌玻璃涂布棒将菌液涂布均匀，同时用w（NaCl）0.85%生理盐水作为空白对照。将培养基平皿放置培养箱内于37 ℃培养24 h，计算活菌数。

枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌增效15-15-15 硝基硫型复合肥的活菌数检测结果见表1。由表1 可见，枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌在复合肥表面均可以有效存活，存活率分别为99%、95%和93%；同时菌剂在复合肥表面分散均匀，附着牢固，商品性好。

表1 菌剂增效复合肥菌剂存活率

2.2 菌剂增效复合肥中菌剂在土壤中的扩繁

将风干土壤和蒸馏水于120 ℃高温灭菌45 min，冷却至室温。然后称取菌剂增效复合肥（15-15-15硝基硫型，枯草芽孢杆菌活菌数0.99亿/g）0.50 g均匀混入到500 g灭菌土壤中，加入无菌水120 mL，此时土壤w（H2O）24%，土壤容器上口覆盖一层扎有小孔的塑料膜，并于25 ℃培养24、48 h。培养结束后，加入无菌水500 mL，充分搅拌1 h，立即安排平板培养，检测活菌数。同时安排15-15-15硝基硫型常规复合肥的对比实验。

该菌剂增效复合肥在土壤中培养24、48 h芽孢杆菌的扩繁情况见表2。由表2 可知，常规复合肥处理培养48 h后，土壤中的活菌数为12.0万/g，而菌剂增效复合肥处理培养24、48 h后，土壤中的活菌数分别达到81.6万/g和400.0万/g；扣除常规复合肥空白样品的活菌数后，24 h 芽孢杆菌扩繁7 倍，48 h 扩繁39 倍。这表明，菌剂增效复合肥施入土壤后，复合肥表面的芽孢杆菌可以快速苏醒并扩繁，而菌剂扩繁正是其发挥作用的关键。

表2 菌剂增效复合肥中芽孢杆菌在土壤中扩繁情况

2.3 菌剂增效复合肥在夏玉米和南方水稻上的增产效果

2.3.1 夏玉米试验

2018年，在河北省沧州市沧县开展了22-8-10硝基氯型菌剂增效复合肥的夏玉米小区试验。

土壤类型为轻壤土，肥力一般，前茬小麦。土壤w（有机质）1.05%，w（全氮）136 mg/kg，w（速效P2O5）22 mg/kg，w（K2O）113 mg/kg，pH 7.0。玉米品种为郑单958。

试验采用随机区组排列方式，小区面积30 m2，3 次重复。每667 m2底施22-8-10 硝基氯型复合肥或22-8-10硝基氯型菌剂增效复合肥50 kg，种肥同播，后期不再追肥。每个小区单独测产，试验结果见表3。

表3 菌剂增效复合肥中夏玉米小区试验结果

由表3 可知，施用22-8-10 硝基氯型菌剂增效复合肥1#、2#后，夏玉米的生理指标较对照复合肥有较明显提高，其中株高增加3.3%～4.6%，茎粗增加6.4% ～9.1%，玉米穗长增加12.9% ～17.2%，产量提高11.6%～15.0%，增产明显。

2.3.2 南方水稻试验

2018 年，在湖北省云梦县开展了21-12-15 脲基氯型菌剂增效复合肥的南方水稻小区试验。

试验地块属湖积平原，土质为砂壤，2017年中稻收获后冬闲冬炕。土壤w（有机质）2.73%，w（全氮）1.58 g/kg，w（碱解氮）122.5 mg/kg，w（速效P2O5）14.3 mg/kg，w（K2O）114 mg/kg，pH 5.9。晚稻品种11-68。

试验采用随机区组排列方式，小区面积30 m2，3次重复。667 m2底肥撒施21-12-15脲基氯型复合肥或21-12-15 脲基氯型菌剂增效复合肥40 kg，后期667 m2追施尿素10 kg。每个小区单独测产，结果见表4。

表4 菌剂增效复合肥南方水稻小区试验结果

由表4可知，施用21-12-15脲基氯型菌剂增效复合肥1#、2#后，与对照复合肥相比南方水稻的株高、穗长和有效穗等指标并没有明显变化，但产量增加4.8%～8.0%，表现出了一定的增产作用。

与夏玉米对比，菌剂增效复合肥在水稻上的肥效要弱一些，这可能与水稻田是厌氧环境，菌剂扩繁速度一般，或者是菌剂代谢之后的分泌产物在稻田水中快速扩散导致对水稻根系的刺激作用较弱有关。当然，夏玉米采用的种肥同播种植技术，肥料集中，菌剂对复合肥的协同增效作用更容易发挥也可能是重要因素。

3 结论

采用菌液涂层的方法，可以获得菌剂高存活率（93%～99%）的含菌复合肥，且菌剂在复合肥表面分散均匀，附着牢固，商品性好。

菌剂增效复合肥施入土壤后，菌剂快速苏醒并扩繁，可发挥功能性菌剂对化肥的协同增效作用。

菌剂增效复合肥在夏玉米上增产效果明显，在南方水稻上也有一定效果，两种作物上的肥效差异有待进一步深入研究。