生物菌肥等量替代氮磷鉀復(fù)合肥對冬小麥和夏玉米產(chǎn)量及土壤肥力的影響

許麗 孫青 宗睿 倪海平 孫雪芳 張文斌

摘要：在不同土壤類型條件下，研究生物菌肥等量替代15%氮磷鉀復(fù)合肥對冬小麥和夏玉米產(chǎn)量及土壤肥力的影響。結(jié)果表明，與對照（100%復(fù)合肥）相比，生物菌肥等量替代復(fù)合肥一定程度上增加了小麥的單位面積穗數(shù)、穂粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量（膠州潮土增產(chǎn)4.72%，萊西砂姜黑土增產(chǎn)1.92%），增加了玉米穂粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量（膠州增產(chǎn)9.69%，萊西增產(chǎn)25.83%），處理間差異均未達(dá)到顯著水平;生物菌肥等量替代復(fù)合肥不同程度上增加了土壤速效養(yǎng)分含量，其中萊西小麥?zhǔn)斋@期0～30 cm土壤堿解氮含量比對照增加12.49%，有效磷含量增加12.93%，玉米收獲期土壤有效磷含量比對照增加23.31%;膠州小麥?zhǔn)斋@期速效鉀含量比對照增加26.38%，玉米收獲期速效鉀含量比對照增加23.93%。因此，小麥、玉米生產(chǎn)可以采用適宜生物菌肥等量替代氮磷鉀復(fù)合肥，這利于實現(xiàn)作物抗逆豐產(chǎn)、減肥增效。

關(guān)鍵詞：小麥;玉米;氮磷鉀復(fù)合肥;生物菌肥;等量替代;產(chǎn)量

中圖分類號：S512.1+10.6+S513.06文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2019）04-0085-04

Abstract We researched the effects of biological bacterial fertilizer replacing 15% compound fertilizer on yields and soil fertility of winter wheat and summer maize under? different soil conditions. The results showed that compared with the control（compound fertilizer）， the treatment with biological bacterial fertilizer instead of compound fertilizer increased the ear number per unit area， grains per spike， 1 000-grain weight and yield （the growth rates were 4.72% in Jiaozhou tidal soil and 1.92% in Laixi Shajiang black soil）of wheat， and the grains per spike， 1 000-grain weight and yield （the growth rates were 9.69% in Jiaozhou tidal soil and 25.83% in Laixi Shajiang black soil）of maize， and the differences between treatments were not significant. The treatment with biological bacterial fertilizer also increased the soil available nutrient content at different degress. Compared with CK， in Laixi experimental station， the contents of alkali-hydrolyzed nitrogen and available phosphorus in the 0～30-cm soil layer increased by 12.49% and 12.93% at wheat maturity stage respectively， and the content of available phosphorus at maize maturity stage increased by 23.31%. The soil available potassium content at wheat maturity stage in Jiaozhou was 26.38% higher than that of the control， and the soil available potassium content at maize maturity stage increased by 23.93%. Therefore， biological bacterial fertilizer instead of compound fertilizer at equivelent proportion could be recommended in wheat and maize production，which was beneficial to realize good resistance，high yield，less fertilizer and high efficiency of crops.

Keywords Wheat;Maize;Nitrogen-phosphorus-potassium compound fertilize; Biological bacterial fertilizer;Equivalent substitution;Yield

小麥、玉米是我國的主要糧食作物之一，在解決世界糧食問題中發(fā)揮著重要作用[1-3]，但長期以來生產(chǎn)上過度依賴于化肥、施肥缺乏一定合理性，導(dǎo)致我國部分地區(qū)土壤肥力下降、土壤板結(jié)、產(chǎn)量不穩(wěn);同時過量施肥也造成大面積的非點源污染，不利于我國糧食生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[4]。

生物菌肥在土壤肥力的提高與保持、營養(yǎng)元素的轉(zhuǎn)化、肥料利用率的提高、促進(jìn)作物生長、拮抗土傳病害、環(huán)境凈化與生態(tài)系統(tǒng)的平衡等方面起著重要作用[5]。它可以通過微生物的特定作用為作物提供養(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[6]。前人研究廣泛集中于生物菌肥在蔬菜上的應(yīng)用或菌肥拌種[7-9]的影響，而對生物菌肥等量替代氮磷鉀復(fù)合肥在小麥、玉米大田作物農(nóng)田生產(chǎn)上應(yīng)用的研究較少?！熬谋！鞭r(nóng)用微生物菌劑采用國際先進(jìn)生物技術(shù)，添加解磷黑曲霉與功能芽孢桿菌等專利菌種，可以解磷、溶鉀、促進(jìn)氮的吸收，中高產(chǎn)田可等量替代10%～15%化肥用量，同時復(fù)合微生物菌群及其產(chǎn)生的活性肽能有效促進(jìn)作物生長、改良土壤。本研究旨在探索不同土壤類型下生物菌肥等量替代15%化肥用量對小麥和玉米生長、產(chǎn)量及土壤肥力的影響，為“菌肽?！钡壬锞试谛←溣衩咨系膽?yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2017年10月至2018年10月分別在山東省膠州市洋河鎮(zhèn)和萊西市李權(quán)莊鎮(zhèn)進(jìn)行。前者土壤類型為潮土，0～35 cm土層速效磷含量26.18 mg/kg、速效鉀144.26 mg/kg、全氮0.94 g/kg、堿解氮89.05 mg/kg、有機(jī)質(zhì)13.52 g/kg，pH值5.6。后者土壤類型為砂姜黑土，0～35 cm土層速效磷含量32.26 mg/kg、速效鉀149.22 mg/kg、全氮0.89 g/kg、堿解氮81.06 mg/kg、有機(jī)質(zhì)11.64 g/kg，pH值7.1。

1.2 供試材料

膠州市洋河鎮(zhèn)點供試小麥品種濟(jì)麥22、玉米品種偉科702;萊西市李權(quán)莊鎮(zhèn)點供試小麥品種良星99、玉米品種鄭單958。小麥季供試氮磷鉀復(fù)合肥為N-P-K=15-15-15;玉米季供試氮磷鉀復(fù)合肥為N-P-K=20-10-10，兩種復(fù)合肥均為施可豐化工股份有限公司生產(chǎn)。農(nóng)用微生物菌劑“菌肽?！保ㄓ行Щ罹鷶?shù)≥2億/g，含解磷黑曲霉與枯草芽孢桿菌）由青島和協(xié)生物科技有限公司研制，青島龍力生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。

1.3 試驗設(shè)計

本試驗在小麥季共有2個處理，即對照為每公頃施入氮磷鉀（15-15-15）復(fù)合肥750 kg;處理為減量15%復(fù)合肥以微生物肥等量替代，即每公頃施入氮磷鉀復(fù)合肥637.5 kg與112.5 kg生物菌肥，兩種肥料摻混均勻作基肥施用。玉米季對照為每公頃施入氮磷鉀（20-10-10）復(fù)合肥450 kg;處理為每公頃施入氮磷鉀（20-10-10）復(fù)合肥382.5 kg與67.5 kg生物菌肥，兩種肥料摻混均勻作基肥施用。小喇叭口期兩處理每公頃均追施尿素225 kg。小區(qū)面積為8.4 m×20 m。隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次。小麥播種時間為2017年10月15日，每公頃播種量為150 kg，2018年6月12日收獲;玉米2018年6月18日播種，行距70 cm，每公頃種植密度6.75萬株，10月12日收獲。其它田間管理措施同大田。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀測定 玉米灌漿中期每重復(fù)隨機(jī)選取10株調(diào)查株高、穗位高、穗長、基部第3節(jié)間莖粗等指標(biāo)。

1.4.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素測定 小麥成熟后，每重復(fù)取1 m雙行穗，帶回室內(nèi)考種;玉米成熟后，每小區(qū)選取長勢均勻一致的連續(xù)20株，每重復(fù)3行，取回曬干用于考種，測定產(chǎn)量及其構(gòu)成因素指標(biāo)。

1.4.3 土壤養(yǎng)分測定 收獲后每小區(qū)取0～30 cm土層土壤測定其養(yǎng)分情況，堿解氮用堿解擴(kuò)散法測定，速效磷用碳酸氫鈉法測定，速效鉀用醋酸銨-火焰光度計法測定，有機(jī)質(zhì)用重鉻酸鉀容量法測定，pH值用電位法測定。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用 Microsoft Excel 2010和 SAS 9.4 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 等量施用生物菌肥對小麥玉米產(chǎn)量的影響

小麥季，膠州及萊西兩試驗點，與對照相比，生物菌肥等量替代復(fù)合肥處理下產(chǎn)量均有所增加，其中膠州增產(chǎn)4.72%，萊西增產(chǎn)1.92%，但差異均未達(dá)到顯著水平。雖然對照和處理間產(chǎn)量構(gòu)成因素差異不顯著，但生物菌肥處理千粒重、公頃穗數(shù)和穂粒數(shù)均表現(xiàn)為增加（表1）。

2.2 等量施用生物菌肥對玉米農(nóng)藝性狀的影響

膠州及萊西兩試驗點，與對照相比，等量施用生物菌肥可以提高玉米株高，但差異不顯著;處理和對照間穗位高及莖粗等指標(biāo)差別不明顯，即以生物菌肥等量替代復(fù)合肥后，玉米抗倒伏能力不變（表3）。

2.3 等量施用生物菌肥對土壤養(yǎng)分的影響

無論是小麥季還是玉米季，與對照相比，兩試驗點生物菌肥等量替代處理下土壤養(yǎng)分含量均有不同程度的增加（圖1）。其中，萊西小麥?zhǔn)斋@期土壤堿解氮含量增加顯著，高于對照12.49%，土壤有效磷比對照增加12.93%;玉米收獲期有效磷比對照增加23.31%，差異達(dá)到顯著水平。膠州小麥?zhǔn)斋@期土壤速效鉀含量比對照增加26.38%，玉米收獲期土壤速效鉀含量比對照增加23.93%。生物菌肥等量替代復(fù)合肥處理下土壤有機(jī)質(zhì)含量也有不同程度的增加，但差異不顯著。生物菌肥等量替代氮磷鉀復(fù)合肥對土壤pH值無顯著影響。

3 討論與結(jié)論

生物菌肥中含有多種解磷菌和解鉀菌及其他土壤有益微生物。本研究表明，用含解磷黑曲霉與枯草芽孢桿菌生物菌肥按一定比例等量替代氮磷鉀復(fù)合肥對提高土壤有效養(yǎng)分含量及促進(jìn)作物生長均有較好作用。

3.1 朱云娜等[1]研究發(fā)現(xiàn)，生物菌肥可以明顯提高玉米株高，顯著增加穗長和穗粗，對玉米植株生長具有促進(jìn)作用。本研究中用生物菌肥等量替代復(fù)合肥可以一定程度上增加小麥的有效穗數(shù)、千粒重，以及玉米的穂粒數(shù)、千粒重，從而增加小麥和玉米產(chǎn)量，與前人的研究結(jié)果基本一致[10-12]。另外發(fā)現(xiàn)玉米抗倒伏相關(guān)指標(biāo)如穗位高以及莖基部粗指標(biāo)受生物菌肥等量替代復(fù)合肥處理影響不顯著即玉米抗倒伏能力不受影響。

3.2 本研究表明，用生物菌肥等量替代氮磷鉀復(fù)合肥可以在一定程度上增加堿解氮、速效磷、速效鉀等土壤養(yǎng)分含量，使土壤肥力庫容增加。其原因可能是，生物菌肥中黑曲霉和枯草芽孢桿菌等能將土壤中被固定的不易被植物吸收的磷、鉀轉(zhuǎn)化為可溶性磷、鉀[13，14]，還可以將空氣中的游離氨固定轉(zhuǎn)化，為作物提供氮素營養(yǎng)[15]。

因此，在適當(dāng)減少氮磷鉀復(fù)合肥施用并以生物菌肥等量替代情況下，能夠保障小麥、玉米產(chǎn)量水平，并能實現(xiàn)減肥增效和土壤肥力的可持續(xù)提升。

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