花生上生物菌肥替代化肥減施增效技術(shù)研究

陳建生，李文金，康濤，李海東，張艷艷，張利民，馬為勇

（1.泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東 泰安 271000；2.寧陽縣華豐鎮(zhèn)農(nóng)技推廣站，山東 寧陽 271413）

花生產(chǎn)業(yè)作為我國傳統(tǒng)的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，因其經(jīng)濟效益高、貿(mào)易份額大、市場潛力廣而受到政府和廣大農(nóng)民的重視［1］。山東省花生常年種植面積在80萬hm2左右，總產(chǎn)320萬t左右，占全國花生面積和總產(chǎn)量的15%和20%以上，種植水平、出口和加工能力均處于全國領(lǐng)先地位。

在花生種植中過量施用化肥會導(dǎo)致多方面負(fù)面影響。一是土壤性狀惡化：農(nóng)田大量施用化肥，養(yǎng)分不能被作物有效吸收利用，氮磷鉀等易被土壤固結(jié)，形成各種化學(xué)鹽分而在土壤中積累，造成土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)失調(diào)、物理性狀變差，部分地塊有害金屬和有害病菌超標(biāo)，導(dǎo)致土壤性狀惡化［2］；二是花生品質(zhì)下降：偏施某種化肥，導(dǎo)致作物營養(yǎng)失調(diào)，體內(nèi)部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成受阻，造成產(chǎn)品品質(zhì)降低；三是環(huán)境污染：過量施用化肥，土壤水溶性養(yǎng)分被雨水和灌水淋溶到地下及河流中，造成地下水及河流污染，使地下水、河流、湖泊呈富營養(yǎng)化，導(dǎo)致地下水硝酸鹽含量超標(biāo)。因此，花生化肥減施增效技術(shù)的研究［3］勢在必行。

要想實現(xiàn)化肥減施增效，新型肥料的替代或部分替代與水肥施用技術(shù)的改變是解決問題的關(guān)鍵。目前，生物菌肥在培肥地力、提高化肥利用率、抑制農(nóng)作物病害發(fā)生、促進農(nóng)作物秸稈腐熟利用、提高農(nóng)作物品質(zhì)方面已表現(xiàn)出不可替代的作用［4］。本試驗分別以不施肥和常規(guī)施化肥為對照，設(shè)置生物菌肥與化肥不同配比處理，研究生物菌肥替代部分化肥對花生的增產(chǎn)效果，以期為微生物菌肥在花生生產(chǎn)上的推廣應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2019年在泰安市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院馬莊鎮(zhèn)科技示范基地進行。試驗地為壤土，耕層土壤理化性質(zhì)：有機質(zhì)16.9 g／kg、堿解氮96.9 mg／kg、有效磷38.4 mg／kg和速效鉀113.0 mg／kg。供試品種為山花9號。

生物菌肥采用魯農(nóng)集團生產(chǎn)的根多寶生物菌肥，有益活菌數(shù)10億個／g，有機質(zhì)60%。本品富含解淀粉芽孢桿菌、地衣芽孢稈菌、枯草芽孢桿菌、側(cè)孢芽孢稈菌等幾十種有益菌群，含黃腐酸鉀30%、甲殼素5%、活性鈣10%、海藻精10%、植物蛋白6%、金屬蛋白酶0.8%、維他命組合3%、稀土2%、生長平衡因子等高能量元素及抗重茬劑、生根粉等。

常規(guī)施肥采用金正大3＋三復(fù)合肥（N－P2O5－K2O ＝15－15－15），該肥料除含有植物必需的N、P、K三大主要營養(yǎng)元素外，還添有聚天冬氨酸、鋅、硼等微量元素。

1.2 試驗設(shè)計

生物菌肥與化肥配施以施肥量為計算標(biāo)準(zhǔn)，共設(shè)7個處理：CK，不施肥；T0，常規(guī)施肥（復(fù)合肥900 kg／hm2）；T20，20%生物菌肥（180 kg／hm2）＋80%化肥（復(fù)合肥720 kg／hm2）；T40，40%生物菌肥（360 kg／hm2）＋60%化肥（復(fù)合肥540 kg／hm2）；T60，60%生物菌肥（540 kg／hm2）＋40%化肥（復(fù)合肥360 kg／hm2）；T80，80%生物菌肥（720 kg／hm2）＋20%化肥（復(fù)合肥180 kg／hm2）；T100，100%生物菌肥（900 kg／hm2）。

采用壟作覆膜穴播種植模式。隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。小區(qū)面積13.32 m2。壟長7.4 m，壟距90 cm。每處理2壟，每壟雙行。每穴兩粒，666.7m2播種9 200穴。全部化肥結(jié)合耕地基施，生物菌肥起壟時溝施于壟內(nèi)。避免同時施用時，生物菌肥由于化肥濃度的影響而降低其肥效［5］。田間管理采用常規(guī)辦法進行。

1.3 測定項目和方法

分別于苗期、花針期、結(jié)莢期、飽果期、成熟期取有代表性的連續(xù)10穴植株進行室內(nèi)考種，測定單株葉面積和干物質(zhì)積累量。生物量采用烘干法測定，葉面積采用打孔稱重法，葉綠素含量采用乙醇萃取法測定。莢果曬干后放入室內(nèi)平衡10天，每小區(qū)實收計產(chǎn)。

在花生各生育期選取受光方向和生長一致的葉片于晴天9—14時測定主莖倒三葉的光合速率。光合速率測定采用英國產(chǎn)CIRAS－Ⅱ光合測定系統(tǒng)進行。

于花生各生育期用土鉆分別取各樣點0～20、20～40、40～60 cm土層土壤，測定其容重及氮磷鉀含量，計算花生氮素利用效率及氮肥偏生產(chǎn)力。

氮素利用效率（kg／kg）＝作物產(chǎn)量／作物植株氮素積累總量；氮肥偏生產(chǎn)力（kg／kg）＝作物產(chǎn)量／施氮總量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel和DPS軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對各生育期花生葉片葉綠素含量的影響

由表1可見，不同生育期花生葉片葉綠素含量均表現(xiàn)為：T20＞T40＞T0＞T60＞T80＞T100＞CK，且T20與其它處理差異均達顯著水平，說明適量施用生物菌肥對花生葉片葉綠素含量有顯著提升作用。T0與T40、T60處理差異不顯著，說明生物菌肥替代化肥比例在20%～40%范圍內(nèi)，花生葉綠素含量較高；大于40%，葉綠素含量呈下降趨勢。

表1 不同處理對花生葉片葉綠素含量的影響（mg／g）

2.2 不同處理對各生育期花生葉片光合速率的影響

由表2可見，隨生育進程，各處理花生葉片光合速率呈先升高后降低的趨勢。不同生育期花生葉片光合速率均表現(xiàn)為：T20＞T40＞T0＞T60＞T80＞T100＞CK，T20與其它處理差異達顯著水平。說明適量施用生物菌肥有利于提高花生葉片光合速率。T0與T40差異不顯著但與T60、T80、T100差異顯著（成熟期除外），說明生物菌肥替代化肥在20%～40%區(qū)間，花生光合速率較高。

表2 不同處理對花生葉片光合速率的影響 ［μmol／（m2·s）］

2.3 不同處理對花生各生育期葉片干物質(zhì)積累的影響

由表3可見，各處理花生成熟期不同器官干物質(zhì)積累量均以T20處理最高，T20、T0、T40處理的根＋果針、莖稈＋葉片差異不顯著，T60、T80、T100處理各器官干物質(zhì)積累均顯著低于T20、T0、T40處理。這說明生物菌肥替代化肥在20%～40%區(qū)間，花生光合產(chǎn)物的積累量較高。

表3 不同處理花生成熟期各器官干物質(zhì)積累量（kg／hm2）

2.4 不同處理對莢果產(chǎn)量及氮素利用效率的影響

由表4可以看出，T20莢果產(chǎn)量最高，氮素利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力均最高，與其它處理差異顯著；其次為T40處理，但與T0差異未達顯著水平。說明生物菌肥與化肥適量配施是一種高產(chǎn)高效的氮肥運籌方式，施入適量生物菌肥能促進花生對氮素的吸收。

表4 不同處理對花生產(chǎn)量及氮素利用效率的影響

3 小結(jié)

葉綠素是重要的含氮化合物，其含量降低是花生葉片衰老的標(biāo)志之一［6］。適宜的施肥量可提高花生葉面積系數(shù)，增加葉片葉綠素含量，提高群體光合速率，為葉片同化更多光合產(chǎn)物提供生理基礎(chǔ)，促進花生碳代謝［7］。生物菌肥與化肥分期配施可顯著改善花生葉片的光合性能，提高葉片凈光合速率［8］。本研究結(jié)果表明，生物菌肥替代化肥處理中，20%生物菌肥＋80%化肥處理的花生光合速率、干物質(zhì)積累、氮素利用效率和氮肥偏生產(chǎn)力均最高，其次為40%生物菌肥＋60%化肥處理。說明生物菌肥可部分替代化肥，以20%～40%生物菌肥的添加比例較為適宜。施生物菌肥具有改良土壤、增加土壤肥力、促進作物生長、增加作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)［9］的作用，合理施用具有低投入、高產(chǎn)出、無污染的特點［10］。