磷細(xì)菌劑與化肥配施對小豆生育性狀及產(chǎn)品品質(zhì)的影響

古述江，房娜娜，章淑艷，韓　韜，孫志梅

(1.河北省微生物研究所,河北 保定　071051； 2.沈陽中科新型肥料有限公司，遼寧 沈陽　100016；

3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河北 保定　071001)

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磷細(xì)菌劑與化肥配施對小豆生育性狀及產(chǎn)品品質(zhì)的影響

古述江1，房娜娜2，章淑艷1，韓韜1，孫志梅3

(1.河北省微生物研究所,河北 保定071051； 2.沈陽中科新型肥料有限公司，遼寧 沈陽100016；

3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河北 保定071001)

摘要:采用田間小區(qū)試驗(yàn)和田間大區(qū)示范試驗(yàn)方法，探討了磷細(xì)菌劑與化肥配施對小豆的生長發(fā)育及產(chǎn)品品質(zhì)的影響。田間小區(qū)試驗(yàn)結(jié)果表明，化肥減量施用增施磷細(xì)菌劑可明顯促進(jìn)小豆生長發(fā)育和改善小豆產(chǎn)品品質(zhì)。綜合成本和環(huán)境效益因素，推薦在化肥減半施入，即N 30kg/hm2，P2O5 37.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2的情況下，增施磷細(xì)菌劑75-90kg/hm2，拌種施入。推薦處理(M3b)比對照(M0)的百粒重、蛋白質(zhì)含量、出沙率分別高4.2%、9.3%、7.8%。田間大區(qū)示范結(jié)果表明，配施磷細(xì)菌劑處理比對照百粒重、小區(qū)產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量和出沙率分別提高了4.9%，8.5%，7.9%和11.7%，純收益提高10.6%，產(chǎn)投比提高38.6%。氮磷鉀養(yǎng)分的偏生產(chǎn)力均提高了1倍以上。

關(guān)鍵詞:磷細(xì)菌劑; 小豆； 產(chǎn)量； 品質(zhì)

小豆具有豐富的營養(yǎng)和獨(dú)特的保健功能。隨著人們生活水平的提高和飲食結(jié)構(gòu)的調(diào)整，小豆的社會需求量越來越大，在小豆種植過程中為提高產(chǎn)量盲目施肥現(xiàn)象日益普遍，化肥利用率下降，同時也造成一系列的環(huán)境污染問題和產(chǎn)品品質(zhì)問題[1-4]。

微生物肥是上世紀(jì)80年代在我國迅速崛起的新型肥料，其是一類含有微生物的特定制品，其中的有效微生物對植物的生命活動產(chǎn)生特定的肥效和生理作用[5]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用。磷細(xì)菌劑是微生物肥料的一種，應(yīng)用于小麥、玉米、果樹、蔬菜等作物，取得了很好的應(yīng)用效果[7-14]。但是在豆科作物上的應(yīng)用效果和技術(shù)還很少，本研究采用磷細(xì)菌劑和化肥配施，考察其對小豆的生長發(fā)育及產(chǎn)品品質(zhì)的影響，進(jìn)而為小豆的高效優(yōu)質(zhì)施肥提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1田間小區(qū)試驗(yàn)

1.1.1供試材料

試驗(yàn)在保定市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地進(jìn)行，土壤類型為潮褐土，養(yǎng)分含量：有機(jī)質(zhì)11.33 g/kg，堿解氮76.56 mg/kg，速效磷9.79 mg/kg，速效鉀59.02 mg/kg。供試小豆品種為保紅947。供試化學(xué)肥料為尿素(N 46%)、過磷酸鈣(P2O514%)和硫酸鉀(K2O 50%)。供試菌劑為磷細(xì)菌劑，功能菌巨大芽孢桿菌含菌量2億/mL，pH6.8，粉劑，河北省微生物研究所提供。

1.1.2試驗(yàn)儀器

粉碎機(jī)、色彩色差計CR-200、電子天平、恒溫水浴鍋、高壓鍋、干燥箱等。

1.1.3試驗(yàn)設(shè)計

在化肥減量施用的條件下，配施不同用量磷細(xì)菌劑，并考察磷細(xì)菌劑不同施用方法的應(yīng)用效果，以目前常規(guī)施肥量為對照。試驗(yàn)以尿素為氮源，過磷酸鈣為磷源，硫酸鉀為鉀源。設(shè)置如下六個處理，每個處理重復(fù)3次。見表1。

表1　各處理肥料施用量

試驗(yàn)于2013年6月21日播種，9月30日收獲。小區(qū)面積為4m×2.5m，種植密度為100000株/hm2，各處理重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列。田間管理按照當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行。

1.1.4樣品的采集與測定

在小豆播種后65d，隨機(jī)取10株植株，調(diào)查每株的根瘤數(shù)量；植株生長95d后，在小區(qū)同一位置劃定1m寬、2.5m長的面積作為樣本調(diào)查區(qū)域，調(diào)查植株生育性狀；成熟后全小區(qū)收獲，統(tǒng)計各處理的籽粒產(chǎn)量、百粒重、色度、出沙率和蛋白質(zhì)含量。

有關(guān)指標(biāo)測定方法[15-18]如下：

小豆粒形：各處理隨機(jī)稱取一定重量的小豆，找20個河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生進(jìn)行小豆粒形好壞評分。將小豆分四個級別，滿分10分(顆粒飽滿，個頭大，形態(tài)均一性好)，9分(顆粒較大，較均一)，8分(顆粒不飽滿，均一性差)，7分(顆粒較小，癟粒較多)。

小豆色度：試驗(yàn)采用色度色差計擴(kuò)散照明垂直受光方式測定，采用L*、a*和b*表示色系，L*為明度指數(shù)，值越大表示越明亮，a*和b*稱為色度指數(shù)，分別表示紅色度和黃色度，a*值越大表示色澤越紅，b*值越大表示色彩越鮮艷；具體測定方法如下：用棉布將待測小豆表面擦拭干凈后放入測量皿中，令其種臍朝下，用色度色差計測量。每份材料測定4個平行樣，每樣品換位測定5次，即每份材料有20個測定值，取其平均值。

百粒重：各處理隨機(jī)取100粒小豆稱重，測定百粒重，重復(fù)測定5次，取其平均值。

小豆出沙率：將擦試干凈的待測小豆稱重50g，放入不銹鋼容器，用20℃溫水浸泡8-12h，然后放入高壓鍋蒸煮1h，再悶20 min，將煮好的小豆倒入研缽，研磨后用60目網(wǎng)篩洗沙，使細(xì)沙透過篩網(wǎng)，再用濾紙過濾細(xì)沙，得濕豆沙，烘干后得干豆沙并稱重。

計算公式如下：C=m1/m2× 100%，式中，C為出沙率。m1為干豆沙質(zhì)量(g)，m2為供試小豆質(zhì)量(g)。

蛋白質(zhì)含量測定：采用凱氏定氮法。

1.2田間大區(qū)試驗(yàn)

1.2.1供試材料

試驗(yàn)在雄縣小豆種植基地進(jìn)行，土壤類型為沙壤土，養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)11.05 g/kg，堿解氮73.51 mg/kg，速效磷9.66 mg/kg，速效鉀55.82 mg/kg。供試小豆品種、供試化學(xué)肥料和供試微生物菌劑同1.1.1。

1.2.2試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)設(shè)兩個處理，CK：農(nóng)民常規(guī)生產(chǎn)田，全量施入化肥，施用量為尿素(N 46%)60kg/hm2、過磷酸鈣(P2O514%)75kg/hm2和硫酸鉀(K2O 50%)75kg/hm2；T：化肥減半施用，磷細(xì)菌劑施入量75kg/hm2，拌種。于2014年6月23日播種，株距16.5cm，行距50cm，9月30日收獲。示范面積為10畝。田間管理按照當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)習(xí)慣進(jìn)行。

1.2.3樣品采集與測定

小豆成熟后收獲，測定各處理的籽粒產(chǎn)量、百粒重、出沙率和蛋白質(zhì)含量。測定方法同1.1.4。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果計算養(yǎng)分的偏生產(chǎn)力，公式為(以氮為例):氮養(yǎng)分偏生產(chǎn)力(PFP，kg/kg)=小豆產(chǎn)量/施氮量磷、鉀肥的利用指標(biāo)計算公式同氮。

1.3數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1田間小區(qū)試驗(yàn)

2.1.1磷細(xì)菌劑與化肥配施對小豆生育性狀和產(chǎn)量的影響

由表2可見，磷細(xì)菌劑施入量較大的處理小豆根際結(jié)瘤較多，M4、M3、M2b顯著高于M2和M0處理，M2和M0差異不顯著，但均顯著高于M1處理。溝施和拌種的兩個處理進(jìn)行比較，M2b的根際結(jié)瘤數(shù)比M2處理高1.3個，差異顯著。各施入菌劑處理生育性狀比較，株高、分枝數(shù)、單株莢數(shù)和產(chǎn)量均與菌劑施入量呈正相關(guān)的關(guān)系，其中M4處理的各項(xiàng)指標(biāo)值均最大，但與M3、M2b相比，差異并不顯著。拌種和溝施兩種菌劑施用方式比較，株高幾乎相同，M2b的分枝數(shù)、單株莢數(shù)和產(chǎn)量均高于M2，且總莢數(shù)和產(chǎn)量指標(biāo)達(dá)到差異顯著水平。從收獲期的干濕豆莢數(shù)進(jìn)行比較，磷細(xì)菌劑施入量越多，單株濕莢數(shù)越多。產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行比較，M4產(chǎn)量最高，但與M3和M2b 差異不顯著，與其他處理均形成顯著差異，M2b與M2差異顯著。施入全量化肥的M0處理根際結(jié)瘤數(shù)顯著高于M1處理，但低于M2處理，與M2差異不顯著；M0處理產(chǎn)量顯著高于M1，但與M2、M3差異不顯著。

表2　磷細(xì)菌劑對小豆生育形狀及產(chǎn)量的影響

2.1.2對小豆籽粒品質(zhì)的影響

由表3可見，足量施用磷細(xì)菌劑處理的小豆籽粒顏色鮮艷，豆粒大，粒型正，飽滿。并且呈現(xiàn)隨著菌劑施用量增加，各項(xiàng)指標(biāo)越好。從小豆粒形評分來看，M2、M2b、M3、M4處理粒形評分較高，評分均在9分以上。相對于施入磷細(xì)菌劑的處理，全施化肥處理，籽粒飽滿度、均一度均不好。從各處理明度和彩度來看，M2、M2b、M3、M4明度值差異不顯著，顯著高于M1。M4、M3、 M2b處理之間差異不顯著，但均顯著高于M1、M2。M0處理粒形評分高于M1，差異不顯著；明度M0處理與M1、M2差異不顯著，M0處理彩度顯著高于M1處理，但與M2差異不顯著。

從百粒重、蛋白質(zhì)含量和出沙率指標(biāo)看(表3)，施用磷細(xì)菌劑處理的各項(xiàng)指標(biāo)隨著施用量的增加而提高。M4處理的百粒重、出沙率和蛋白質(zhì)含量均最高，但其與M2b、M3并未形成顯著差異，與M1差異顯著。M4、M3處理百粒重顯著高于M2，M2處理又顯著高于M1。M2處理與M2b差異不顯著。蛋白質(zhì)含量M4、M3、M2b和M2差異不顯著，但與M1差異顯著，M2和M2b差異不顯著。出沙率比較，菌劑施入量超過75kg/hm2(M2)的處理表現(xiàn)均較好，與低菌劑施入量的處理差異均達(dá)到了顯著水平，M2和M2b處理比較，M2b出沙率略高，但未達(dá)到差異顯著。M0處理百粒重顯著高于M1處理，與M2、M2b差異不顯著；蛋白質(zhì)含量M0處理與M1、M2差異不顯著；出沙率M0處理與M1處理差異不顯著，顯著低于M2處理。綜合成本和環(huán)境效益因素，推薦在化肥減半施入，即N 30kg/hm2，P2O537.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2的情況下，增施磷細(xì)菌劑75-90kg/hm2，拌種施入。推薦處理(M2b)比對照(M0)的百粒重、產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量、出沙率分別高4.2%、4.5%、9.3%、7.8%。

表3　磷細(xì)菌劑施用量對小豆籽粒品質(zhì)的影響

2.2田間大區(qū)試驗(yàn)

2.2.1對小豆產(chǎn)量和品質(zhì)的影響及效益分析

與全施化肥的處理比較，施用磷細(xì)菌劑的百粒重、產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量和出沙率分別提高了4.9%，8.5%，7.9%和11.7%(表4)。

表4　磷細(xì)菌劑對小豆的產(chǎn)量和品質(zhì)影響

2.2.2經(jīng)濟(jì)效益和養(yǎng)分利用效率分析

表5結(jié)果表明，與農(nóng)民的常規(guī)生產(chǎn)田相比較，在養(yǎng)分投入量減半的情況下配施磷細(xì)菌劑，減去肥料投入后的純收益可增加1824.5元/hm2，提高10.6%，產(chǎn)投比提高了38.6%。氮磷鉀養(yǎng)分的偏生產(chǎn)力均提高了1倍以上。由此可見，磷細(xì)菌劑與化肥配施的增效作用顯著。

表5　經(jīng)濟(jì)效益和養(yǎng)分利用效率分析

注：小豆按市場價10元/kg，尿素按1700元/噸，過磷酸鈣按900元/噸，硫酸鉀按3700元/噸，磷細(xì)菌劑按5000元/噸計算。

3結(jié)果與討論

3.1田間小區(qū)試驗(yàn)

本試驗(yàn)的結(jié)果表明磷細(xì)菌劑施用量高于75kg/hm2(M2)的處理結(jié)瘤數(shù)、百粒重、出沙率、蛋白質(zhì)含量均顯著高于低菌劑施入處理。單施化肥的處理(M0)各項(xiàng)指標(biāo)與化肥減半，增施磷細(xì)菌劑75kg/hm2(M2)處理在一個差異顯著水平。拌種和溝施兩種菌劑使用方式比較，拌種處理的根際結(jié)瘤、株高、干莢數(shù)、總莢數(shù)及產(chǎn)量均是拌種M2b處理高，且根際結(jié)瘤和產(chǎn)量形成顯著差異。這是由于采用拌種的方式，磷細(xì)菌劑附著在種子表面，隨種子施入土壤中后，磷細(xì)菌劑很緊密的分布在種子周圍的微小環(huán)境中，在生長繁殖過程中為小豆提供營養(yǎng)及根際促生物質(zhì)。而溝施的菌劑較分散，一些菌劑距離根際較遠(yuǎn)，影響其作用的發(fā)揮。建議在種植小豆施入磷細(xì)菌時采用拌種的方式施入。綜合成本和環(huán)境效益因素，推薦在化肥減半施入，即N 30kg/hm2，P2O537.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2的情況下，增施磷細(xì)菌劑75-90kg/hm2，拌種施入。推薦處理(M2b)比對照(M0)的百粒重、產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量、出沙率分別高4.2%、4.5%、9.3%、7.8%。另外，從收獲時的干濕莢數(shù)量來看，施用磷細(xì)菌劑處理的濕莢數(shù)略高，這一點(diǎn)已經(jīng)經(jīng)過了2年的試驗(yàn)。與施用化肥的處理比較，施用磷細(xì)菌劑的各處理生長期相對較長，建議在生產(chǎn)中適當(dāng)提早幾天播種或退后幾天收割，使?jié)袂v籽粒進(jìn)一步成熟，以提高產(chǎn)量。

3.2田間大區(qū)試驗(yàn)

在田間小區(qū)取得較好結(jié)果的情況下，在雄縣小豆種植基地進(jìn)行擴(kuò)大面積的推廣示范試驗(yàn)，與全施化肥的處理比較，施用磷細(xì)菌劑的百粒重、產(chǎn)量、蛋白質(zhì)含量和出沙率分別提高了4.9%，8.5%，7.9%和11.7%；收益提高10.6%，產(chǎn)投比提高了38.6%。氮磷鉀養(yǎng)分的偏生產(chǎn)力均提高了1倍以上，效益顯著。

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Effects of phosphorus bacterium agent and fertilizer combination on growth traits and quality of adzuki bean

GU Shu-jiang,FANG Na-na,ZHANG Shu-yan,HAN Tao,SUN Zhi-mei

(1.InstituteofMicrobiology,HebeiAcademyofSciences,BaodingHebei071051，China;2.ShenyangZhongkeNewFertilizerCo.Ltd.,ShenyangLiaoning100016,China；3.CollegeofResourcesandEnvironmentScience,AgriculturalUniversityofHebei,BaodingHebei071001，China)

Abstract:Based on field micro-plot experiment and larger scale field experiment,effects of phosphorus bacteria agent and fertilizer combination on growth traits and quality of adzuki bean were discussed.The result of field micro-plot experiment showed that reducing fertilizer application and increasing phosphorus bacteria agent can promote the growth of adzuki bean,improve the quality.In the case of N 30kg/hm2，P2O5 37.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2,increas phosphorus bacteria agent 75-90kg/hm2.The weight,protein content and paste rate of treatment M3b were 4.2%、9.3% and 7.8% higher than M0.The result of larger field showed that the weight,yield,protein content and paste rate were 4.9%，8.5%，7.9% and 11.7% higher in case of increase phosphorus bacteria agent.The income and ration of output to input were 10.6%,38.6% higher.PFP had more than double.

Keywords:Phosphorus bacterium agent;Adzuki bean; Yield; Quality

中圖分類號：S521；S147

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-9383(2016)01-0062-06

收稿日期：2016-01-18