生物復(fù)混肥對(duì)強(qiáng)筋小麥生物學(xué)特性及產(chǎn)量的影響

宋 宇 劉 東 李金啟 王 怡 杜 凱 王衛(wèi)杰

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，河南鄭州 450046；2.河南省太康縣農(nóng)牧局，河南太康 461400；3.太康縣衛(wèi)杰種植專業(yè)合作社，河南太康 461400）

1 生物復(fù)混肥發(fā)展和研究現(xiàn)狀

國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出2個(gè)零增長(zhǎng)（化肥、農(nóng)藥）的目標(biāo)要求，所以，相關(guān)工作人員一方面要減施增效，另一方面，為了保證增產(chǎn)增收和國(guó)家的糧食安全、食品安全和生態(tài)安全，必須增施有機(jī)肥、微肥和生物菌肥，發(fā)展全營(yíng)養(yǎng)、多功能、方便和實(shí)用的生物復(fù)混（合）肥，即有機(jī)無(wú)機(jī)生物生態(tài)復(fù)混（合）肥。

生物復(fù)混肥應(yīng)用是由肥料應(yīng)用的現(xiàn)狀、問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)所決定的。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥和農(nóng)藥的大量施用帶來(lái)土壤退化、農(nóng)作物品質(zhì)下降、生態(tài)環(huán)境惡化等對(duì)我國(guó)食品及環(huán)境安全構(gòu)成威脅的問(wèn)題已經(jīng)到了難以容忍的地步。周芳、金書(shū)秦[1]（2016）對(duì)化肥利用率的國(guó)際比較認(rèn)為，我國(guó)小麥、水稻、玉米等主要農(nóng)作物化肥利用率低于美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，一場(chǎng)新的施肥革命和綠色發(fā)展在所難免?；诖?，微生物肥料因其環(huán)境友好、資源節(jié)約、綠色安全等特點(diǎn)備受關(guān)注。據(jù)南水北調(diào)沿線農(nóng)戶生態(tài)施肥行為調(diào)查所知，綠色施肥示范效應(yīng)起到關(guān)鍵作用，河南省南陽(yáng)市淅川縣率先在新型主體經(jīng)營(yíng)的2 933 hm2土地上做試驗(yàn)，獲得成功；河南省周口市太康縣在高產(chǎn)創(chuàng)建千畝方多次召開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)觀摩會(huì)，反響熱烈[2]。2014年“第五屆全國(guó)肥料生產(chǎn)技術(shù)研討會(huì)”以來(lái)，我國(guó)微生物肥料年產(chǎn)量已突破1 000萬(wàn)t，應(yīng)用面積超過(guò)333萬(wàn)hm2，其應(yīng)用幾乎遍布所有農(nóng)作物。

20世紀(jì)30年代我國(guó)用微生物肥料施用大豆增產(chǎn)10%以上。20世紀(jì)60年代由放線菌制成的“5406”抗生菌肥料和固氮藍(lán)綠藻肥在得到了推廣和應(yīng)用。20世紀(jì)70-80年代開(kāi)始了對(duì)叢枝菌根的部分真菌與植物根形成的共生體系的研究。20世紀(jì)90年代，研發(fā)出以“環(huán)狀芽孢桿菌”為有效菌的“生物鉀肥”和“土壤磷素活化劑”[3]。21世紀(jì)，復(fù)合型微生物肥料相繼問(wèn)世，這類肥料通過(guò)固氮作用利用空氣中的氮，活化土壤中難溶的磷和鉀元素可被植物利用，利用養(yǎng)分互補(bǔ)改善土壤結(jié)構(gòu)，具有“養(yǎng)分供應(yīng)、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、病蟲(chóng)害防控”3重功效。有研究認(rèn)為，土壤中只有5%左右的磷被植物吸收利用，作物可直接吸收利用的速效鉀不超過(guò)土壤中鉀總含量的2%。施用生物復(fù)混肥還能增加土壤有機(jī)質(zhì)，形成有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合體，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高肥力，從而提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)。統(tǒng)計(jì)表明增產(chǎn)幅度在10%左右，其中航天生物肥料可達(dá)到20%以上。某些微生物肥料即使沒(méi)有明顯的增產(chǎn)作用，但仍能改善作物品質(zhì)[4]。高海英等[5]（2013）認(rèn)為生物肥可顯著促進(jìn)小麥、糜子的生長(zhǎng)和增產(chǎn),并能提高氮肥利用率,減少養(yǎng)分淋失。另有研究表明，生物復(fù)混肥能提高蔬菜含糖量和維生素C含量，可使馬鈴薯的干物質(zhì)重增加27.35%、淀粉含量提高13.1%、粗蛋白質(zhì)含量提高33.64%。生物復(fù)混肥還能夠減輕病蟲(chóng)藥害,對(duì)大田棉花枯萎病和茄子黃萎病均具有穩(wěn)定的控制作用，病情指數(shù)分別降至38.2和23.5。盧紅等[6]（2007）用生物肥301做試驗(yàn)，使小麥增產(chǎn)15.4%以上；劉燕（2017）等[7]試驗(yàn)生物肥使水稻增產(chǎn)9.9%：金柏年[8]（2017）在蘋(píng)果上試驗(yàn)，增產(chǎn)6.7%，并且，明顯促進(jìn)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育，改善果實(shí)品質(zhì)，著色、含糖量等顯著提高；易正炳，盧蕓[9]（2015）試驗(yàn)結(jié)果為番茄增產(chǎn)4.8%，棉花增產(chǎn)4.42%，玉米667 m2增收96元?？灯G[10]（2017）對(duì)航天生物肥料在番茄上的施用效果研究表明，番茄增產(chǎn)16.9%，且生長(zhǎng)健壯，葉片厚，商品性好。韓錦峰（2016）等[11]試驗(yàn)表明，航天微生物菌劑對(duì)煙草赤星病、青枯病、氣候斑點(diǎn)病和TMV4種病害的防治效果分別為75.18%、54.03%、79.63%和75.09%。試驗(yàn)表明，土壤中大量的有益菌對(duì)病菌有抑制、拮抗和殺傷作用，能夠克服連作障礙，達(dá)到提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)，防治病蟲(chóng)，改良土壤等多重功效。

為了通過(guò)田間試驗(yàn)，研究生物復(fù)混肥的肥效及連年施用效果，根據(jù)太康縣農(nóng)牧局土肥水便函[2016]5號(hào)《關(guān)于開(kāi)展生物肥等肥料田間試驗(yàn)示范工作的通知》的要求，太康縣土壤肥料站在五里口鄉(xiāng)開(kāi)展了生物肥肥效試驗(yàn)，進(jìn)一步探索應(yīng)用范圍和用法用量，評(píng)價(jià)產(chǎn)品對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量、節(jié)本增效的影響，為推廣應(yīng)用和綠色發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料 供試作物為小麥,品種為新麥26，由河南九圣禾新科種業(yè)科技有限公司提供。供試肥料為航天生物復(fù)混肥（施用1 a）、航天生物復(fù)混肥（施用2 a）和配方生物復(fù)混肥2種。3種肥料價(jià)格一致，均為150元/（袋/667 m2）。其中，航天生物復(fù)混肥是由北京華夏本農(nóng)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司提供的中航航天生物復(fù)混肥，化肥含量為40（N-P2O5-K2O=15-10-15）。另含有機(jī)質(zhì)（甲殼素及氨基酸等）、鋅錳等微量元素和生物菌，生物菌中含有巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌和光合細(xì)菌等，有效菌數(shù)（孢子）達(dá)到0.2億個(gè)/g以上。同時(shí)，生物菌種通過(guò)神舟四號(hào)和神舟六號(hào)2次飛船搭載進(jìn)行太空誘變反復(fù)選育而成。配方肥料由河南糧銀太康分公司從農(nóng)資市場(chǎng)購(gòu)進(jìn)原料復(fù)配而成，其化肥含量為52（N-P2O5-K2O=25-10-17），價(jià)格與航天生物復(fù)混肥等同。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2016年10月-2017年6月在太康縣五里口鄉(xiāng)王寺安村太康縣高產(chǎn)創(chuàng)建千畝方中進(jìn)行。供試土壤類型為潮土，質(zhì)地為壤土，肥力均勻，地勢(shì)平坦，灌排方便，肥力水平中上等。整地施肥前采集耕層土壤化驗(yàn)，土壤分析結(jié)果見(jiàn)表1。

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，小區(qū)面積300 m2。處理1(當(dāng)年施用航天生物復(fù)混肥)：每667 m2底施航天生物復(fù)混肥40含量（15-10-15）50 kg +追施尿素10 kg；處理2(連續(xù)2 a施用航天生物復(fù)混肥)：每667 m2底施航天生物復(fù)混肥40含量（15-10-15）50 kg+追施尿素10 kg；處理3（與航天生物復(fù)混肥相同價(jià)格的配方復(fù)混肥：每667 m2底施52含量（25-10-17）50 kg +追施尿素10 kg。

2016年10月10日按照試驗(yàn)方案要求劃分試驗(yàn)小區(qū)，將不同底肥施于各處理小區(qū)，然后整地（翻耕、耙平），同日播種，每667 m2播量14 kg（播種時(shí)種子包衣），小麥起身期和揚(yáng)花期分別噴施殺蟲(chóng)劑和殺菌劑各1次，2016年11月26-28日化學(xué)除草1次，追肥于2017年4月1日（小麥起身期）進(jìn)行。小麥生育期間無(wú)霜期134 d，大于等于10 ℃積溫667.5 ℃，總降雨22次，降雨量208.4 mm，共澆水2次，基本能滿足小麥需水要求。小麥生育關(guān)鍵期對(duì)各處理小區(qū)的生育性狀進(jìn)行了觀察記載，小麥于2017年6月3日收獲。收獲時(shí)各小區(qū)單收、單計(jì)產(chǎn)。試驗(yàn)除按方案要求的施用不同底肥外，其他農(nóng)事管理措施相同。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同處理對(duì)小麥生物學(xué)性狀的影響 不同處理對(duì)小麥生物學(xué)性狀有一定影響。從表2、表3可以看出：不同處理對(duì)小麥生物學(xué)性狀影響不大。

表1 試驗(yàn)地土壤分析結(jié)果

表2 小麥生育期（月-日）

表3 小麥生物學(xué)性狀

3.2 不同處理對(duì)小麥成產(chǎn)因素的影響 小麥底施航天生物復(fù)混肥改善了成產(chǎn)3要素。從表4可以看出：處理2(連續(xù)2 a施用航天生物復(fù)混肥)、處理1(當(dāng)年施用航天生物復(fù)混肥)與處理3(與航天生物復(fù)混肥同價(jià)格配方復(fù)混肥)比較，667 m2成穗數(shù)分別增加0.5萬(wàn)、0.6萬(wàn)，穗粒數(shù)均增加0.6粒，千粒重分別增加1.5 g、1.7 g。說(shuō)明小麥底施航天生物復(fù)混肥能增加667 m2成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重。

表4 各處理對(duì)小麥成產(chǎn)因素的影響

3.3 不同處理對(duì)小麥產(chǎn)量的影響 小麥底施航天生物復(fù)混肥提高了產(chǎn)量。由表5可以看出：處理2（連續(xù)2 a施用航天生物復(fù)混肥）與處理1（當(dāng)年施用航天生物復(fù)混肥）、處理3（與航天生物復(fù)混肥同價(jià)格配方復(fù)混肥）相比，平均667 m2增產(chǎn)小麥24.3 kg、30.5 kg，增產(chǎn)率為4.3%、5.4%。對(duì)各處理產(chǎn)量結(jié)果進(jìn)行方差分析（見(jiàn)表6），處理間產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平。采用PLSD法進(jìn)行多重比較（見(jiàn)表7），處理2與處理1、處理3之間產(chǎn)量差異均達(dá)顯著水平，處理3與處理1之間產(chǎn)量差異不顯著。

表5 產(chǎn)量結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

表6 方差分析表

表7 多重比較

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論 小麥底施生物肥（當(dāng)年施用與連續(xù)2 a施用），與相同價(jià)格的配方復(fù)混肥相比，增加了小麥的成穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，平均每667 m2增產(chǎn)小麥30.5 kg、24.3 kg，增產(chǎn)率為5.4%、4.3%，方差分析產(chǎn)量差異達(dá)到顯著水平。

4.2 討論 本次試驗(yàn)僅對(duì)生物肥與相同價(jià)格的配方復(fù)混肥作了比較，而沒(méi)有與其他的同類型的生物復(fù)混肥作比較。同時(shí)，對(duì)于生物復(fù)混肥只施用了1 a或2 a，如果持續(xù)施用效果會(huì)如何還無(wú)從得知。另外，生物復(fù)混肥還具有改善品質(zhì)、改良土壤和防治病蟲(chóng)害的作用，具體效果如何，仍需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。尤其對(duì)于生物復(fù)混肥的作用機(jī)理更需要進(jìn)行深入的探討。