复合微生物菌肥对甘蔗生长的影响

周文灵，卢颖林，敖俊华，陈迪文，黄 莹，沈大春，黄惠娟，江 永

(广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东 广州 510316)

复合微生物菌肥对甘蔗生长的影响

周文灵，卢颖林，敖俊华，陈迪文，黄 莹，沈大春，黄惠娟，江 永*

(广东省生物工程研究所(广州甘蔗糖业研究所) 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室，广东 广州 510316)

通过盆栽试验研究了复合微生物菌肥在甘蔗上的应用效果。结果表明：施用含枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的复合微生物菌肥(有效活菌数≥3.0亿个/mL)能显著提高甘蔗叶片氮平衡指数和叶绿素SPAD值，增强根系活力，提高干物质积累量。以施用2次复合微生物菌肥的处理最为显著，与对照相比，甘蔗叶片氮平衡指数和叶绿素SPAD值分别提高16.7%和12.1%，根系活力增加53.1%，干物质积累量提高59.4%。可见，在常规施肥基础上，配施复合微生物菌肥可以促进甘蔗生长，提高产量。

甘蔗；复合物微生物菌肥；氮平衡指数；根系活力

0 前言

广东省是我国甘蔗3大优势生产区域之一，近年来甘蔗种植面积达14多万hm2/年。甘蔗生产连作年限长，且种植在旱坡地，基本上无法轮作或休耕，加上不合理施肥造成土壤板结、严重酸化、肥料利用率低、有害生物日益加剧等，这一系列土壤障碍问题已成为提高甘蔗产量和品质的一个重要限制因素。前人研究表明，施用复合微生物制剂对作物连作障碍有一定的修复作用[1-2]。

糖蜜酒精残液是糖厂生产糖蜜酒精中的一种黑褐色、呈酸性的高浓度有机残液，含有作物正常生长发育所需的多种养分。一般含有机质5.5%～12%，N 0.06%～0.42%，P 0.01%～0.38%，K 0.23%～1.54%，固形物7%～14%[3]，中微量元素(Ca、Mg、Fe、Zn等)，以及氨基酸(约1%，以天门冬氨酸为主)、生长素、维生素等多种生长活性物质。研究发现，在一定范围内，施用糖蜜酒精残液对甘蔗出苗率、分蘖率、株高、茎径和有效茎有一定的促进作用，并且可以增加土壤肥力，促进土壤蛋白酶活性，提高产量[4-8]。稀释后作为叶面肥喷施，可提高菜心的产量和品质[9]。但由于其酸性较强、BOD和COD高，如不经处理直接排入水体或淋施农田，会破坏周边的生态环境。国内也有将糖蜜酒精残液制成液态生物有机肥[10]，或浓缩后应用于钾肥、有机肥料和植物生长调节剂的生产[11-13]。但以糖蜜酒精残液发酵作为复合微生物菌肥在甘蔗上的应用研究尚少有报道。因此，本文将糖蜜酒精残液浓缩后添加枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)等功能微生物发酵腐熟，再经改性调配成复合微生物菌肥应用于甘蔗生产，探讨其对甘蔗生长的影响，以期为糖蜜酒精残液高值化利用和修复蔗区土壤障碍提供有效途径。

1 材料与方法

1.1 材料

供试的甘蔗品种为ROC22。供试土壤为粤西蔗区多年连作砖红壤，基本理化性质为，土壤有机质含量31.4 g/kg，总氮含量1.3 g/kg，碱解氮含量78.9 mg/kg，速效磷含量123.3 mg/kg，速效钾含量242.0 mg/kg，pH值5.0。复合微生物菌肥，由糖蜜酒精发酵残液浓缩后添加枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)等功能微生物发酵改性而成，有效活菌数≥3.0亿个/mL。

1.2 方法

试验于2014年8月在广州甘蔗糖业研究所温室大棚内采用桶栽进行。试验设4个处理，4重复。处理1(CK)：清水作为对照；处理2(T1)：糖蜜酒精发酵残液；处理3(T2)：复合微生物菌肥稀释100倍施用1次；处理4(T3)：复合微生物菌肥稀释100倍施用2次(间隔1个月)。

挑选长势一致、靠近生长点的健康种茎，斩成长短一致的单芽苗，经300～400倍多菌灵稀释液浸泡5～7 min后，摆放于装有10 kg土壤并拌入5.0 g复合肥(15∶15∶15)作为基肥的桶中，每桶放3个单芽种茎，覆土后浇入1 kg清水或复合微生物菌肥使上层土壤较为湿润，盖上除草地膜。平时从底部浇水。待甘蔗生长至伸长期时进行各项指标的测定并进行收获。

1.3 测定项目

株高：用直尺测量从地表到甘蔗+1叶肥厚带的高度。茎径：用游标卡尺测量。生物量：收获时将植株地上部分和根系分开，所有样品105℃杀青30 min，75℃烘干，用电子天平分别称量干重。

根系活力测定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法，分光光度计测定[14]。

氮平衡指数和叶片SPAD值：在天气晴朗情况下，于上午10：00～11：00采用Dualex植物氮平衡指数测量仪测定功能叶+2叶片的氮平衡指数和SPAD值。

1.4 数据分析

所有数据均采用DPS 7.05和Microsoft Excel 2010软件进行统计分析，多重比较分析采用Duncan。小写字母a，b，c等表示p＜0.05显著水平。

2 结果分析

2.1 复合微生物菌肥对甘蔗生长的影响

从表1可以看出，施用含枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的复合微生物菌肥和糖蜜酒精残液的甘蔗株高、茎径、根系干重和植物总干重均显著高于对照。施用2次复合微生物菌肥处理(T3)的株高、茎径、根系干重、地上部干重和总干重均最高，较对照分别提高36.2%、24.8%、60.6%、59.4%和59.4%，特别是地上部干重和植物总干重显著高于其他处理。施用1次复合微生物菌肥处理(T2)的甘蔗农艺性状和生物量略高于施用糖蜜酒精残液的处理(T1)，但无显著差异。说明复合微生物菌肥和糖蜜酒精残液均能促进甘蔗根系生长，提高甘蔗生物量，而以施用2次复合微生物菌肥的效果最佳。

2.2 复合微生物菌肥对甘蔗叶片氮平衡指数和SPAD值的影响

氮平衡指数(Nitrogen Balance Index，NBI)是重要的胁迫荧光参数，也是反映作物长势的重要指标。它是叶绿素(SFR)和类黄酮(FLAV)的比值。图1显示，施用含枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的复合微生物菌肥和糖蜜酒精废液处理的氮平衡指数和叶片SPAD值均高于对照，特别是施用2次复合微生物菌肥的处理(T3)显著高于对照，较对照(CK)分别增加16.7%和12.1%。施用复合微生物菌肥处理的氮平衡指数高于施用糖蜜酒精残液处理(T1)，但无显著差异；施用2次复合微生物菌肥处理的叶片SPAD值较施用糖蜜酒精残液处理的提高9.5%，差异显著，而施用复合微生物菌肥处理间无显著差异。说明施用复合微生物菌肥能促进甘蔗对养分的吸收(尤其是氮)，提高叶片叶绿素含量，增强光合作用，增加光合产物的积累。

表1 不同处理对甘蔗农艺性状和生物量的影响

图1 不同处理对甘蔗叶片氮平衡指数和SPAD值的影响

2.3 复合微生物菌肥对甘蔗根系活力的影响

根系活力是根系新陈代谢强弱的指标，根系活力的大小与根系对矿物质养分和水分吸收能力密切相关。根对TTC的还原强度是量化根系活力的常用指标。由图2可以看出，施用2次复合微生物菌肥处理(T3)的根系活力最高，比对照(CK)和施用糖蜜酒精残液处理(T1)的分别提高53.1%和35.2%，差异显著，与施用一次复合微生物菌肥的处理(T2)无显著性差异。说明施用含枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的复合微生物菌肥能增强甘蔗根系活力，促进根系对养分的吸收，提高生物产量。

图2 不同处理对甘蔗根系活力的影响

3 讨论

本试验结果显示，施用糖蜜酒精残液可以提高甘蔗株高、茎径，促进甘蔗生长，与前人的研究结果一致[3,5-6]。但与施用含枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的复合微生物菌肥相比，对氮平衡指数、叶绿素SPAD值和根系活力的影响较小，说明糖蜜酒精残液对甘蔗生长的促进作用可能只是其中营养物质的作用，而对于改善土壤生态环境及提高抗病性等作用可能不大。施用含枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的复合微生物菌肥可增加甘蔗株高34.8%～36.2%，增粗茎径17.5%～24.8%，提高甘蔗叶片氮平衡指数10.2%～16.7%，增加叶绿素SPAD值5.2%～9.5%，增强根系活力34.1%～53.1%，提高干物质积累量39.6%～59.4%。可见施用含枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)的复合微生物菌肥对甘蔗具有明显的促生长效果，且可能对改善土壤理化性质以及防治有害生物等有一定的效果，具体有待进一步研究。

[1] 李自刚，王新民，刘太宇，等. 复合微生物菌肥对怀地黄连作障碍修复机制研究[J]. 湖南农业科学，2008(5)：62-65.

[2] 李保会. 复合微生物菌肥对连作草莓矿质养分吸收及产量的影响[J]. 河北农业大学学报，2007(3)：44-47.

[3] 蓝日星. 甘蔗施用糖蜜酒精发酵液增产效果研究与应用[J]. 吉林农业，2012(3)：63-64.

[4] 莫云川，叶燕萍，梁强，等. 糖蜜酒精废液对甘蔗品质及蔗糖合成关键酶活性的影响[J]. 西南农业学报，2009(1)：55-59.

[5] 李杨瑞，朱秋珍，王维赞. 甘蔗地定量施用糖厂酒精废液技术体系多点试验[J]. 西南农业学报，2008(3)：749-756.

[6] 周明强，罗亚红，周正邦，等. 糖厂酒精废液作追肥对甘蔗生长及产量的影响[J]. 贵州农业科学，2008(6)：102-103.

[7] 杨丽涛，莫凤连，朱秋珍，等. 糖蜜酒精发酵液对甘蔗生长的效应[J]. 南方农业学报，2012(1)：18-21.

[8] 敖俊华，邓海华，李奇伟，等. 施用糖蜜酒精废液对土壤理化性质的影响研究[J]. 广东农业科学，2009(7)：177-180.

[9] 于俊红，徐培智，彭智平，等. 糖蜜酒精废液对菜心产量和品质的影响[J]. 广东农业科学，2012(1)：14-15.

[10] 林荣珍，杨宇格. 利用糖蜜酒精废液生产液态生物有机肥[J]. 广西糖业，2014(1)：41-46.

[11] 江永，黄福申. 糖蜜酒精废液生产甘蔗有机复混肥的研究初报[J]. 甘蔗糖业，2000(4)：22-28.

[12] 章朝晖. 利用糖蜜酒精废液生产钾肥[J]. 环境保护，2000(6)：44-45.

[13] 黄伟添，李碧云. 关于甘蔗糖蜜酒精废液物质及其应用[J]. 腐植酸，1998(4)：45-46.

[14] 王学奎. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 2版. 北京：高等教育出版社，2006.

(本篇责任编校：李金玉)

Effect of Compound Bacterial Manure on the Growth of Sugarcane

ZHOU Wen-ling, LU Ying-lin, AO Jun-hua, CHEN Di-wen, HUANG Ying, SHEN Da-chun, HUANG Hui-juan, JIANG Yong
(Guangdong Provincial Bioengineering Institute (Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute)/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316)

The application effects of compound bacterial manure on the growth of sugarcane were studied by pot experiment. The results showed that applying compound bacterial manure containing 300 million living bacteria of Bacillus subtilis and Bacillus amyloliquefaciens per milliliter could increase the nitrogen balance index and SPAD value of leaf, root activity and dry mater. Compared to the control, the best way is applying compound bacterial manure 2 times (once a month), and the nitrogen balance index, SPAD value, root activity and biomass were increased 16.7%, 12.1%, 53.1% and 59.4%, respectively. This indicated that applying compound bacterial manure with chemical fertilizers could promote cane growth and increase cane yield.

Sugarcane; Compound bacterial manure; Nitrogen balance index; Root activity

S566.1

A

1005-9695(2016)06-0014-04

2016-10-17；

2016-11-30

现代甘蔗育种创新能力建设(2014B070705002)；农机农艺配套甘蔗良种选育关键技术创新能力建设(粤农计[2015]6 号)；南方高蓄能作物养分资源综合管理创新能力建设(2015B070701001)；国家现代农业产业技术体系甘蔗专项(CARS-20-3-1)；糖蜜酒精残液研制蔬菜专用生态有机液体肥及施用技术(2016A020221018)

周文灵(1983-)，男，农艺师，主要从事甘蔗营养栽培与废弃物资源化利用等工作；Email：276076860@qq.com

*通讯作者：江永(1961-)，男，硕士，研究员，主要从事甘蔗耕作与栽培、废弃物资源化利用等工作；Email：gz510316@sina.com

周文灵，卢颖林，敖俊华，等. 复合微生物菌肥对甘蔗生长的影响[J]. 甘蔗糖业，2016(6)：14-17.