微藻生物肥在水稻上的應(yīng)用效果研究

梁 青 趙 璐 王文哲

（日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 日照 276826）

我國(guó)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需求，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的增產(chǎn)增收，過(guò)去較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)人們主要通過(guò)大量單一應(yīng)用化學(xué)肥料。然而，這一舉措在促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)增收的同時(shí)也帶來(lái)了土壤肥力下降，甚至產(chǎn)生了農(nóng)業(yè)環(huán)境污染等系列問(wèn)題。隨著人們生活水平的顯著提升，人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量提出了更高要求，這就要求研發(fā)新型作物肥料。對(duì)于農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)而言，土壤質(zhì)量對(duì)其有直接性的影響。土壤微生物中，微藻作為其中的關(guān)鍵組成部分，在土壤結(jié)構(gòu)改善和肥力提升方面有重要的促進(jìn)作用，可促進(jìn)農(nóng)作物的保質(zhì)、保量生長(zhǎng)。微藻生物肥作為一種農(nóng)業(yè)環(huán)境友好型微生物肥料，主要由光合綠藻和固氮藍(lán)藻2部分組成，是在自然提取方式下，通過(guò)生物工程培養(yǎng)的活性細(xì)胞的自身代謝活動(dòng)和持續(xù)裂變繁殖，為植物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)元素，屬于新型作物肥料。微藻生物肥的主要成分是活性細(xì)胞，又被稱為細(xì)胞肥。藻細(xì)胞可產(chǎn)生藻多糖、葉酸及核酸等，在生物酶的作用下，可解固氮、固碳及磷鉀等，將土壤陽(yáng)離子礦物質(zhì)元素的活性予以提升，從而利于光合產(chǎn)物的積累與轉(zhuǎn)化，以促進(jìn)植物次生代謝，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，2021年3月，在湖南省岳陽(yáng)市平江縣甕江鎮(zhèn)雙潭村展開(kāi)了水稻試驗(yàn)，將微藻生物肥應(yīng)用其中，探究其應(yīng)用效果。

1.材料與方法

1.1 試驗(yàn)地及材料

試驗(yàn)地為湖南省岳陽(yáng)市平江縣甕江鎮(zhèn)雙潭村，試驗(yàn)地的土壤為砂底灰泥田，中等肥力，耕層厚度為18cm。種植水稻時(shí)，采用的水稻品種為T兩優(yōu)明占，是生育期為141d的中秈兩系雜交稻，相較于Ⅱ優(yōu)明86生育期多1d。T兩優(yōu)明占具有高產(chǎn)量、優(yōu)米質(zhì)的特點(diǎn)。同時(shí)，在抗稻瘟病方面中等水平，采用的肥料則是由日照職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用微藻團(tuán)隊(duì)自主研制的微藻生物肥。

1.2 研究方法

在試驗(yàn)過(guò)程中，共設(shè)計(jì)了如下6種處理方法，如表1所示。在試驗(yàn)中，采用小區(qū)簡(jiǎn)比法，順次排列，不設(shè)重復(fù)，每種處理方法下的處理面積均為133.6 m2。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

1.3 栽培管理

在對(duì)水稻進(jìn)行栽培管理的過(guò)程中，包括育秧管理、秧田、大田管理。其中，育秧管理又包括手工、機(jī)械插秧管理2個(gè)方面。在手工插秧管理中，于2021年6月3日濕潤(rùn)秧并播種，于6月30日進(jìn)行移栽。在機(jī)械插秧管理中，于6月10日采用機(jī)械進(jìn)行插秧并播種，6月30日機(jī)插，用種量為22.5kg/hm2。無(wú)論是手工插秧，還是機(jī)械插秧，其密植的規(guī)格均為16cm×30cm。在管理秧田時(shí)，一葉包心期施尿素30kg/hm2，而移栽前7d左右施尿素75kg/hm2。在這一階段，于出苗前稀釋尿素并進(jìn)行均勻施肥，然后應(yīng)用15L/hm2的微藻生物肥。在管理大田時(shí)，按照5:5的磷鉀肥基肥、蘗肥，4:4:2的氮肥基肥、蘗肥、穗肥以及150kg/hm2的N和105kg/hm2的K2O與60 kg/hm2的P2O5進(jìn)行常規(guī)施肥。在這一階段，于插秧后隨水潑澆到大田中，應(yīng)用微藻生物肥的量為6000mL/hm2。

2.結(jié)果與分析

2.1 不同處理法下的水稻生育期情況

比較不同處理法下的水稻生育期，相較于CK1和CK2分別為129d、132d的總生育期，處理方法1、2、3的總生育期均為128d，處理方法4、5、6的總生育期均為131d?？梢?jiàn)，水稻在生育期方面基本相同，并不存在明顯的差異。

2.2 不同處理法下的水稻經(jīng)濟(jì)性狀情況

相較于CK1和CK2不施用微藻生物肥的經(jīng)濟(jì)性狀各指標(biāo)，應(yīng)用微藻生物肥的水稻，其穗長(zhǎng)為0.2～1.9cm，株高為0.4～1.2cm。其中，穗長(zhǎng)最短且株高最高的是處理法3和處理法6下的水稻。同時(shí)，無(wú)論是手工插秧，還是機(jī)械插秧，秧田、大田都應(yīng)用微藻生物肥進(jìn)行處理的水稻，其在穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率方面也都是最高的。從理論產(chǎn)量的角度來(lái)說(shuō)，在手工插秧下，處理法3的理論產(chǎn)量最高，然后依次是處理法1、處理法3、CK1。而在機(jī)械插秧下，處理法6的理論產(chǎn)量最高，然后依次是處理法5、處理法4、CK2。因此，微藻生物肥應(yīng)用于水稻中，可提高生物菌活性，提高肥料利用率，并通過(guò)活化土壤，提高水稻干物質(zhì)積累量，增加了穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率，以實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。不同處理法下的水稻經(jīng)濟(jì)性狀情況如表2所示，不同處理法下穗長(zhǎng)和株高情況如圖1所示。

表2 不同處理法下的水稻經(jīng)濟(jì)性狀情況

圖1 不同處理法下穗長(zhǎng)和株高情況

2.3 不同處理法下的水稻經(jīng)濟(jì)效益情況

相較于CK1和CK2不施用微藻生物肥的經(jīng)濟(jì)效益情況，6種處理方法下的水稻產(chǎn)量都在一定程度上有所增加。其中，水稻產(chǎn)量增加最多的是處理法3，相較于CK1實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)達(dá)824.9kg/hm2，增收達(dá)2268.2元/hm2，產(chǎn)投比為3.6∶1。而處理法1下具有最大的產(chǎn)投比。不同處理法下的水稻經(jīng)濟(jì)效益情況如表3所示。

表3 不同處理法下的水稻經(jīng)濟(jì)效益情況

3.結(jié)論與討論

為推進(jìn)我國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展，也為促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)環(huán)境友好型的新型肥料成為重點(diǎn)研究課題。生物肥料是以環(huán)境友好、高效且微量為特點(diǎn)的最佳替代化學(xué)肥料的一類含有有益微生物的制品，主要是通過(guò)微生物的生命活動(dòng)，轉(zhuǎn)化水質(zhì)、土壤中的物質(zhì)，通過(guò)吸收環(huán)境中的營(yíng)養(yǎng)促使農(nóng)作物生長(zhǎng)，發(fā)揮增產(chǎn)、增效的作用。微藻屬于自養(yǎng)生物，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、個(gè)體微小及高光和利用度等特點(diǎn)。目前，地球上約有3萬(wàn)余種微藻，已知的微藻主要包括藍(lán)藻門等原核生物、硅藻門等真核生物。微藻肥料具有固氮、固碳等生物特性，含有生物活性物質(zhì)及微量元素。在農(nóng)藥、化學(xué)化肥減量的農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)展背景下，微藻生物肥具有更為廣泛的應(yīng)用前景。目前，對(duì)于微藻生物肥在水稻中的應(yīng)用效果還鮮有研究，通過(guò)研究分析，不僅能為微藻生物肥的合理應(yīng)用提供依據(jù)，而且能為推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供支持。

研究顯示，手工插秧和機(jī)械插秧中應(yīng)用微藻生物肥都能夠促使水稻種植實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。其中，增產(chǎn)率為0.1%～9.8%，增收范圍為34.1元/hm2～2268.2元/hm2。相較于機(jī)械插秧方式，采用手工插秧方式具有更高的增產(chǎn)效果。在穗粒數(shù)方面，人工插秧方式下可達(dá)182粒。在增產(chǎn)及增幅方面，在人工插秧方式下且秧田、大田都應(yīng)用微藻生物肥，可獲得最大的增產(chǎn)率，增產(chǎn)和增幅分別為824.9kg/hm2、9.8%。在產(chǎn)投比方面，應(yīng)用微藻生物肥時(shí)，最大的產(chǎn)投比是處理方法1，即人工插秧方式下僅在秧田施肥。即選擇手工插秧時(shí)，為實(shí)現(xiàn)降本增效，可在秧田施微藻生物肥；選擇機(jī)械插秧方式時(shí)，為實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效，應(yīng)在秧田期和大田期都施微藻生物肥。微藻作為生物肥料，主要具有以下5中優(yōu)勢(shì)。1）含有豐富的營(yíng)養(yǎng)元素及微量元素，如類胡蘿卜素、維生素、植物激素及抗真菌物質(zhì)和氨基酸等。2）可通過(guò)降低鉀、磷及氮等的釋放速度，以防養(yǎng)分流失，滿足作物生長(zhǎng)需求。3）生物質(zhì)能直接用于土壤接種，具有較快的繁殖速度且能規(guī)?；囵B(yǎng)，不會(huì)污染土壤和水質(zhì)。4）可通過(guò)城市污水、廢水獲得微藻生物，制成肥料，具有低成本的優(yōu)勢(shì)。5）可將被破壞的鹽堿地及荒漠化土壤等予以修復(fù)。正是由于微藻生物肥具有上述優(yōu)勢(shì)，微藻生物肥應(yīng)用于水稻中，之所以能夠?qū)崿F(xiàn)增產(chǎn)增效的作用，主要在于微藻能夠合成并分泌赤霉素、生長(zhǎng)素及細(xì)胞分裂素等多種促生長(zhǎng)物質(zhì)，以起到調(diào)節(jié)水稻發(fā)育、代謝及生長(zhǎng)的作用。在促進(jìn)種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)方面或提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)方面，微藻都可發(fā)揮重要作用。

在手工插秧或機(jī)械插秧下，都可將微藻生物肥應(yīng)用于水稻栽培中，以實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。在手工插秧下，微藻生物肥應(yīng)用于秧田和大田水稻中的增產(chǎn)率最大。因此，微藻生物肥應(yīng)用于水稻是值得應(yīng)用和大力推廣的，未來(lái)可進(jìn)一步加大示范和推廣力度。此外，在實(shí)際應(yīng)用微藻生物肥的過(guò)程中，應(yīng)注意不可與化學(xué)農(nóng)藥、除草劑及殺蟲劑等同時(shí)使用。