高粱（Sorghum bicolor L.）是禾本科高粱属一年生高大草本植物，是仅次于小麦、水稻、玉米和大麦的世界第五大谷类作物，也是重要的饲料和酿酒原料[1-2]。近年来，随着白酒行业的快速发展，酿酒高粱的消费量逐步占据国内高粱消费市场的主要份额，且有小幅的增长趋势[3-4]，其中宜糯红4号高粱作为浓香型白酒原料品种，在宜宾当地广泛种植。为了促进高粱生长、增加高粱产量，传统的方式主要是施加化肥，但不恰当的施肥方式可能会对土壤和环境造成不可逆影响，如土壤板结、水体污染和大气污染等。土壤板结不仅直接危害作物的生长，还打破了土壤原有的健康微生物系统，造成大量有害菌繁殖，破坏生态平衡[5-6]，水体污染和大气污染更是会对人类带来很大的伤害。多项研究[7-
1 材料与方法
1.1 试验地概况
田间试验于2023年在四川省宜宾市酿酒专用粮工程中心丢糟菌肥试验基地（104°78′ E，28°74′ N）进行。试验土壤为紫色土，土层深厚，通透性好，耕层土壤（0~20 cm）pH 7.08、有机质14.69 g/kg、全氮0.81 g/kg。
1.2 试验材料
酿酒高粱为宜宾本地高粱宜糯红4号。供试菌株为贝莱斯芽孢杆菌（四川轻化工大学微生物实验室提供）。供试白酒丢糟为宜宾南溪酒业有限公司提供。
NB培养基：葡萄糖10 g，蛋白胨5 g，NaCl5 g，牛肉粉3 g，酵母粉1 g，去离子水1000 mL，pH调至7.0~7.2。
发酵液：将贝莱斯芽孢杆菌的种子液按1%的接种量接入NB培养基中，30 ℃培养12 h即得发酵液。
丢糟型微生物菌剂：按10%的接种量将贝莱斯芽孢杆菌发酵液接入含水量为50%的丢糟中，混匀备用。
1.3 试验设计
试验采用完全随机区组设计，以CK（清水灌根处理）为对照，设置T1（用含水量50%的丢糟对植株进行覆盖处理）、T2（将含水量50%的丢糟与稀释3.5倍的贝莱斯芽孢杆菌菌液混匀后，对植株进行覆盖处理）、T3（将贝莱斯芽孢杆菌发酵液稀释3.5倍后，对植株进行灌根处理）3个处理，每个处理3次重复。酿酒高粱于2023年3月14日播种，5月1日移栽，分别于拔节期和孕穗期进行处理，7月21日收获，整个期间进行田间常规管理。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 农艺性状
于酿酒高粱拔节期，在各小区中随机选择具有代表性的12株植株，测定株高、茎粗、叶长、叶宽和叶绿素相对含量（SPAD）。
1.4.2 产量
于酿酒高粱成熟期收获，测各小区千粒重并计算产量。
1.4.3 土壤样品采集
于酿酒高粱成熟期收获前（2023年7月19日），在各小区中采用五点取样法采集高粱根际0~20 cm的土壤，将同一个处理组的土样混合为一个样品，装入样品袋中运回实验室。自然风干后过筛备用。
1.4.4 根际土壤理化指标
参考《土壤农化分析》[21]测定土壤样品理化性质，测定的理化指标包括pH、有机质、有效磷、速效钾和全氮含量及脲酶、过氧化氢酶（CAT）和蔗糖酶活性。
1.5 数据处理
采用Excel 2016和SPSS 22.0软件进行数据分析和显著性分析，采用Origin 2021b软件进行绘图。
2 结果与分析
2.1 不同处理对酿酒高粱农艺性状的影响
由表1可知，3个处理对酿酒高粱的株高、茎粗、叶长、叶宽和SPAD值均有显著的促进作用，T2处理效果最显著。与CK处理相比，T1~T3处理株高分别显著增加71.40%、86.70%和15.61%，茎粗分别显著提高19.85%、28.24%和12.21%，叶长分别显著增加13.41%、14.51%和3.74%，叶宽分别增加4.81%、10.39%和8.70%，SPAD值分别显著增加4.06%、8.72%和3.68%。说明贝莱斯芽孢杆菌和白酒丢糟处理对酿酒高粱前期的生长发育都有一定的促进作用，并且将两者制作而成的丢糟型微生物菌肥对酿酒高粱生长发育的效果更显著。
表1 不同处理对酿酒高粱农艺性状的影响
Table 1
| 处理Treatment | 株高Plant height (cm) | 茎粗Stem diameter (cm) | 叶长Leaf length (cm) | 叶宽Leaf width (cm) | SPAD |
|---|---|---|---|---|---|
| CK | 115.33±1.53d | 1.31±0.02d | 73.07±0.31c | 7.70±0.26c | 57.10±0.18c |
| T1 | 197.67±1.53b | 1.57±0.02b | 82.87±1.10a | 8.07±0.25bc | 59.42±0.14b |
| T2 | 215.33±2.08a | 1.68±0.02a | 83.67±1.56a | 8.50±0.10a | 62.08±0.47a |
| T3 | 133.33±1.15c | 1.47±0.04c | 75.80±0.20b | 8.37±0.15ab | 59.20±0.91b |
不同小写字母表示处理间差异达到显著水平（P < 0.05），下同。
Different lowercase letters indicate significant differences among treatments (P < 0.05), the same below.
2.2 不同处理对酿酒高粱产量和千粒重的影响
由图1可知，T1~T3处理的产量均显著高于CK处理，分别增加了10.71%、21.43%和5.36%。3个处理的千粒重分别提高了6.52%、23.16%和4.92%，T2处理的产量和千粒重显著高于其他处理。
图1
图1
不同处理对酿酒高粱产量和千粒重的影响
不同小写字母表示处理间差异达到显著水平（P < 0.05），下同。
Fig.1
Effects of different treatments on yield and 1000-grain weight of liquor-making sorghum
Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P < 0.05), the same below.
2.3 不同处理对根际土壤理化性状的影响
由图2可知，T1处理显著降低土壤pH，说明白酒丢糟偏酸性，直接覆盖到作物周围会引起根系土壤pH的变化。T3处理显著提高土壤pH，说明该发酵液偏碱性，如高浓度直接施用可能对作物生长不利。T2处理pH升高的幅度较小。
图2
由图3a可见，不同处理均能增加土壤有机质含量，与CK相比，T1~T3处理分别增加52.98%、63.16%和22.11%，T2处理最高，土壤有机质含量可达22.05 g/kg。相较于CK处理，T1和T2处理差异显著，与T3处理差异不显著。由图3b可见，不同处理对土壤速效钾的影响不大，差异不显著。由图3c可见，相较于CK，T1~T3处理均能增加土壤全氮含量，且差异显著，其中T2处理效果最显著，提高了45.65%，达0.12 g/kg。由图3d可见，T1和T2处理能够显著提高土壤水解性氮含量，其中T1处理效果最显著，提高了52.63%，达416.15 mg/kg。由图3e可见，相较于CK处理，T1~T3处理均能显著增加土壤有效磷含量，其中T2处理提高了43.75%，达57.89 mg/kg。
图3
2.4 不同处理对根际土壤酶活性的影响
图4
图4
不同处理对土壤酶活性的影响
Fig.4
The influence of different treatments on enzyme activities of soil
3 讨论
3.1 不同处理对酿酒高粱农艺性状及产量的影响
已有研究发现，贝莱斯芽孢杆菌TC-52能够促进水稻幼苗根与茎的生长[22]，枯草芽孢杆菌BSCY-1处理能够促进黄瓜幼苗生长，显著提高黄瓜幼苗叶面积和鲜重[23]，植物生长促生菌UFRB FA72A2-1可显著改善玉米生长[24]。安福涛等[25]研究发现，贝莱斯芽孢杆菌处理的番茄增产29.87%，且效果显著高于解淀粉芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌。耿妍等[26]研究发现，在土壤水势为-30 kPa和-40 kPa条件下，对茄子施用贝莱斯芽孢杆菌B006菌剂后，产量较对照组分别增加了24.5%和18.1%。潘梦诗等[27]研究发现，使用贝莱斯芽孢杆菌菌剂可降低花生白绢病的病情指数，增加结果数和百仁重，提高花生产量，且以拌土处理效果最佳。在本试验中，经过丢糟型微生物菌剂的处理后，酿酒高粱的株高、茎粗、叶长、叶宽及SPAD值显著增加，说明丢糟型微生物菌剂能够显著促进酿酒高粱拔节期的生长，通过对高粱千粒重指标的测定，发现该菌剂能够明显提高高粱的产量，与前人研究结果相似。酿酒高粱宜糯红4号农艺性状在拔节期开始出现显著性差异，因此对拔节期数据做了主要分析，发现3个处理对酿酒高粱农艺性状均有促进作用。
3.2 不同处理对根际土壤理化性状的影响
植物根际促生菌能够通过固氮作用、溶解土壤中磷酸盐、分泌铁载体、分泌植物激素等途径直接促进植物的生长发育[28]；局部施加菌肥能够促进苹果树的生长发育，提高苹果果实质量，还能提高土壤脲酶和蔗糖酶的活性[29]；施加生物菌肥后的小麦苗期生长较好，且土壤脲酶、中性磷酸酶和CAT活性相比对照组极显著提高[30]。本试验结果显示，微生物菌肥处理组的土壤脲酶、蔗糖酶和CAT活性均有不同程度的提高，与前人的研究结果相似。土壤肥力的高低与作物的长势好坏有一定的相关作用，本试验的土壤理化性状结果表明，T2处理后的根系土壤中有机质、全氮、水解性氮及有效磷的含量明显提升，土壤有机质是土壤中各类营养元素特别是氮、磷的重要来源，全氮通常用于衡量土壤氮素的基础肥力，而水解性氮能反映土壤近期内氮素的供应情况，氮是植物生长所必需的元素之一，可以参与细胞分裂和叶绿素合成等过程，促进植物生长，还可以提高光合效率，从而增加作物产量，有效磷含量是指能为当季作物吸收的磷量，对提高作物产量起着重要作用，这可能就是丢糟型微生物菌剂处理后的酿酒高粱农艺性状和产量显著高于其他处理的原因。
4 结论
通过对宜糯红4号的生长发育进行监测，对土壤理化进行分析测定，结果表明，施用丢糟型微生物菌剂的处理对宜糯红4号的生长发育具有最佳效果，且能改善土壤理化性质，其次是单施白酒丢糟处理，最后是单施菌液处理。
参考文献
中国高粱产业发展特征及趋势分析
DOI:10.13304/j.nykjdb.2019.0706
[本文引用: 1]
高粱是我国重要的杂粮作物。近年来，中美贸易中高粱交易量剧烈波动，高粱供需形势发生显著变化，高粱产业发展备受关注。从中国高粱的生产特征、贸易特征、消费特征等方面入手，对1960—2018年国内高粱产业发展趋势及发展现状进行分析。研究发现，中国高粱从主要粮食作物转变为小杂粮，近年来种植面积略有提高；国内高粱消费主要用于酿酒和饲料，虽然中国是世界第三大高粱消费国，但人均消费水平并不高；目前，中国作为世界第一大高粱进口国，进口量受饲料高粱需求影响猛增猛减，出口量极小且相对稳定。未来，中国高粱的发展规模将保持相对稳定，新的增长空间主要取决于旱作粮食作物的发展和消费途径的拓展。
酒用高粱的营养成分及其酿造性能研究进展
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032484
[本文引用: 1]
酒用高粱作为白酒酿造的主要原料,它的营养成分和酿造性能直接影响白酒的产量和品质。酒用高粱中淀粉、脂质、蛋白质、单宁、香气物质等营养成分的含量直接影响白酒出酒率和酒体风格的形成。酒用高粱由于品种繁多、种植技术水平参差不齐等因素导营养成分含量差异较大,其中淀粉的总含量和支链淀粉所占比例是影响白酒品质的关键因素。此外,在酿酒生产中,高粱的吸水性、耐蒸煮性、糊化性等酿造性能是调控各种生产参数的重要参考依据,其主要的影响因素为高粱的破碎率和淀粉特性。文章概述了酒用高粱常用品种(系)的营养成分和酿造性能及其影响因素,探讨了提高酒用高粱酿造品质的方向和途径,对酒用高粱的研究和生产应用具有重要意义。
Effect of inorganic fertilizer application on soil microbial diversity in an oil palm plantation
DOI:10.15376/biores.16.2.2279-2302
[本文引用: 1]
Excessive fertilizer applications in oil palm plantations are conventionally done to increase the oil yield, but they result in high production cost and environmental pollution. There have been only separate reports on the effects of fertilizer application on soil physical, chemical characteristics, and microbial biodiversity. Therefore, this study was conducted to determine the correlation between soil characteristics and soil microbial biodiversity in oil palm plantation after long-term frequent chemical fertilizer application compared with secondary soil, using molecular methods of polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) and MiSeq. Secondary forest soil was chosen as the control. The results showed that after 25 years of fertilizer application, the total nitrogen and organic carbon contents decreased from low to very low scale, indicating soil infertility condition. Reduction of Firmicutes was related to suppression of soil borne diseases, and Bacteroidetes which is an indicator of soil health were both almost eliminated after 25 years of fertilizer application. In conclusion, long-term inorganic fertilizer application reduced the soil nitrogen, and organic carbon, altered beneficial microbes in the soil.
Effect of chemical fertilizer with compound microbial fertilizer on soil physical properties and soybean yield
DOI:10.3390/agronomy13102488
URL
[本文引用: 1]
Compound microbial fertilizer is a new type of environmentally friendly slow-release fertilizer that can effectively improve the physical and chemical properties of the soil, significantly improve the ecological environment, and promote the sustainable development of agriculture. In this study, we conducted a field experiment to evaluate the impact of different applications of chemical fertilizer combined with composite microbial fertilizer on soil physical properties and soybean yields at Heshan Farm, Heilongjiang Province, China, during 2021–2022. Soybean varieties “Jinyuan 55” and “Keshan 1” were treated with three treatments implemented as follows: T1 (conventional fertilization), T2 (50% N fertilizer + compound microbial fertilizer), and T3 (0 N fertilizer + compound microbial fertilizer). Compared to conventional fertilization (T1 treatment), the application of composite microbial fertilizers (T2 and T3) resulted in a decrease in soil bulk density and an increase in porosity. Notably, we observed that moderate application of the composite microbial fertilizer (T3) led to a decrease in the volume fraction of clay particles and an increase in the volume fraction of sand particles. Furthermore, all treatments exhibited high content of agglomerates larger than 5 mm at 0–20 cm. The application of composite microbial fertilizers (T2 and T3) promoted the formation of large soil agglomerates and reduced the presence of micro-agglomerates smaller than 0.25 mm. In 2021–2022, The soybean yield increased by 13.02% in the T2 treatment compared with the T1 treatment and decreased by 9.34% in the T3 treatment. We concluded that the appropriate application of compound microbial fertilizer can help protect black soil, enhance the self-repair capability of black soil, and improve soybean quality in abnormal precipitation years. These results provide an actionable basis for constructing and developing green fertilizer systems for the soybean industry.
Effects of microbial bio-fertilizers on soil physicochemical properties under different soil water regimes in greenhouse grown eggplant (Solanum Melongena L.)
DOI:10.1080/00103624.2020.1798983 URL
Effects of carbon-based fertilizer on soil physical and chemical properties, soil enzyme activity and soil microorganism of maize in Northeast China
中国传统白酒酿造丢糟资源循环利用研究进展
植物根际促生菌促生机制及其应用研究进展
Mechanisms and applications of plant growth promoting rhizobacteria: Current perspective
DOI:10.1016/j.jksus.2013.05.001 URL [本文引用: 1]
黄瓜枯萎病拮抗芽孢杆菌的筛选、鉴定及其生防潜力
DOI:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-1574
[本文引用: 1]
尖镰孢菌黄瓜专化型（Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum）引起的枯萎病严重影响黄瓜产业可持续发展，为获得高效拮抗黄瓜枯萎病的芽孢杆菌并明确其促生效果，从具有一定抗性的芽孢杆菌中，筛选出高抗尖镰孢菌的生防菌株，并对其进行形态、生理生化、遗传特性及植株促生特性的评价。结果表明，菌株N1、N3和N6抑制尖镰孢菌效果显著，抑菌率分别为77.71%、75.94%、74.76%。鉴定3个菌株均为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis），且具解钾、分泌蛋白酶、几丁质酶、果胶酶和产铁载体的能力。黄瓜幼苗防病促生盆栽试验表明，接种菌株N1、N3和N6病情指数均显著降低，在接种18 d后防病效果分别为41.93%、20.97%、66.13%。与单一接种病原菌处理相比，N1、N3和N6接种显著促进了黄瓜幼苗生长，包括株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量、地上和地下部鲜重，其中N6处理增加效果最显著，分别增加21.56%、56.13%、47.95%、76.18%、229.89%、70%。与对照相比，处理植株长势特性除地下部鲜重外均显著降低；病原菌接种条件下，添加N6菌显著增加茎粗和地上部鲜重。N6可作为防控黄瓜枯萎病、促进幼苗生长有潜力的生物防治资源，用于黄瓜可持续高效生产。
Humic substances and plant growth-promoting bacteria enhance corn (Zea mays L.) development
DOI:10.1016/j.sajb.2024.01.031 URL [本文引用: 1]
贝莱斯芽孢杆菌菌剂对花生白绢病的田间防效及作用机理研究
DOI:10.13304/j.nykjdb.2022.0122
[本文引用: 1]
为探究贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）菌剂对花生白绢病的田间防治效果，以花生品种“鲁花14”为试验材料，通过拌土和喷洒方式接种微生物菌剂，研究了微生物菌剂对花生生长指标、病情指数和产量的影响，并初步探究其生防机制。结果表明，使用贝莱斯芽孢杆菌菌剂可降低花生白绢病的病情指数，增加结果数和百仁重，提高花生产量；以拌土处理效果最佳。微生物菌剂一定程度上可提高土壤真菌群落的多样性，但对土壤细菌群落多样性影响较小；对花生根中的苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性无显著影响。研究结果为贝莱斯芽孢杆菌菌剂在花生白绢病病害防治方面的应用研究提供了理论基础，为其生物农药的开发提供了思路。
复合促生菌对小麦苗期生长和土壤酶活的影响
DOI:10.13304/j.nykjdb.2019.0014
[本文引用: 1]
为研究适合小麦苗期生长的生物菌肥，以济麦22为试验材料，采用菌液浸种平皿试验和盆栽试验，研究5组复合菌（胶质芽胞杆菌＋枯草芽胞杆菌＋侧胞芽胞杆菌2个处理，侧胞芽胞杆菌+解淀粉芽胞杆菌+枯草芽胞杆菌、枯草芽胞杆菌＋侧胞芽胞杆菌＋胶冻样芽胞杆菌、解淀粉芽胞杆菌＋胶冻样芽胞杆菌＋地衣芽胞杆菌各1个处理）对小麦苗期生理指标和土壤酶活性的影响。结果表明：侧胞芽胞杆菌+解淀粉芽胞杆菌+枯草芽胞杆菌效果较优，与对照相比，小麦芽长和主根长均增加10%左右；三叶期后5 d、12 d、19 d根长、地上部和地下部干重持续增加；根系活力、土壤脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶活性相比对照极显著提高。该研究结果可为进一步筛选小麦专用菌肥提供科学依据。
