不同生物有機肥配施化肥對大豆植株生長、抗病及產量的影響

朱寶國,匡恩俊,滕占林,孟慶英,王囡囡,馮浩原,邱 磊,高雪冬,張春峰

(1.黑龍江省農業(yè)科學院佳木斯分院,黑龍江佳木斯 154007;2. 黑龍江省農業(yè)科學院土壤肥料與環(huán)境資源研究所,哈爾濱 150086;3. 佳木斯市綠色食品發(fā)展中心,黑龍江佳木斯 154002)

0 引 言

【研究意義】黑龍江省是我國農業(yè)大省[1]。但耕地土壤還存在不合理耕作現(xiàn)象,土壤質量有所下降[2],化肥施用還有不合理之處[3],土壤板結,微生物群體單一,容易發(fā)生病害而影響產量?！厩叭搜芯窟M展】生物有機肥是一種兼具微生物肥料和有機肥效應的肥料,施用生物有機肥能夠提高土壤有機質[4],改善土壤理化性狀,增強土壤保肥供肥的能力,緩解長期使用化肥造成的土壤板結[5-6],生物有機肥中有益微生物進入土壤后與土壤中微生物形成相互間的共生增殖關系,抑制有害菌生長并轉化為有益菌,起到群體的協(xié)同作用[7-8],有益菌在生長繁殖過程中產生大量的代謝產物,促使有機物的分解轉化,能直接或間接為作物提供多種營養(yǎng)和刺激性物質,促進和調控作物生長發(fā)育,達到提高作物產量的目的[9-10]。生物有機肥還能夠提高土壤孔隙度,改善土壤結構[11],增加有益菌和土壤微生物及種群[12-13],提高土壤質量。在作物根系形成的優(yōu)勢有益菌群能抑制有害病原菌繁衍,增強作物抗逆抗病能力[14]?！颈狙芯壳腥朦c】目前大田作物肥料來源主要依靠化肥,生物有機肥的應用面積較小,需研究生物有機肥對大豆植侏生長、抗病及產量的影響?！緮M解決的關鍵問題】設置常規(guī)設施與不同生物有機肥配施化肥處理,研究不同生物有機肥配施化肥對大豆生長發(fā)育、抗病性、產量及其效益的影響。研究生物有機肥配施化肥在大豆生產上的應用效果,為生物有機肥配施化肥的科學施用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2019～2020年在黑龍江省農業(yè)科學院佳木斯分院試驗地進行,土壤類型為草甸黑土,前茬為玉米,基本養(yǎng)分指標為有機質24.2 g/kg、pH 6.35、堿解氮125.60 mg/kg、有效磷76.43 mg/kg、速效鉀182.46 mg/kg。

供試尿素(浩良河生產,N 46%),磷酸二銨(廣西鹿寨化肥有限責任公司,N18%,P2O546%),氯化鉀(白俄羅斯產,K2O 60%)。山大沃豐生物有機肥(山西大學應用化學研究所提供),有效活菌數(shù)≥0.2×108/g,有機質≥25%,N+P2O5+K2O≥6%。三龍生物有機肥(佳木斯市三龍科技有限公司研制生產),有效活菌數(shù)≥0.2×108/g,有機質≥25%。大豆保根菌(黑龍江省農墾科學院農畜產品綜合利用研究所研制生產),有效活菌數(shù)≥0.2×108/g,有機質≥25%。大豆復合保根菌劑(大豆保根菌顆粒噴BRF1菌劑)。BRF1(由東北地理研究所提供)。供試大豆品種2019年為和豐55,2020年為墾豐17。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用小區(qū)試驗,隨機區(qū)組排列,設置5個處理、3次重復。每小區(qū)5行,行寬0.65 m,行長6 m,面積19.5 m2,采用人工點播種植,每穴單粒,株距5 cm。處理1(T1):常規(guī)施肥:磷酸二銨150 kg/hm2,尿素60 kg/hm2,氯化鉀50 kg/hm2。處理2(T2):常規(guī)施肥+山大沃豐生物有機肥30 kg/hm2。處理3(T3):常規(guī)施肥+三龍生物有機肥30 kg/hm2。 處理4(T4):常規(guī)施肥+大豆保根菌劑30 kg/hm2。處理5(T5):常規(guī)施肥+大豆復合保根菌劑30 kg/hm2。所有肥料作為底肥1次性施入,5月初人工播種,10月收獲,各處理封閉除草一致。

1.2.2 測定指標

春季播種前取土,采用土壤農化分析方法[15],測定土壤基礎肥力。于大豆苗期和盛花期各小區(qū)取20株植株樣,測定地上干重、根干重、根瘤干重和根瘤數(shù),地上干重、根干重和根瘤干重采用烘干法測定。收獲期測定產量及其構成因素,根據(jù)用量及當年市場平均價格計算肥料成本值,糧食產值和效益值,效益值=糧食產值-肥料成本值。大豆根腐病的病害分級標準,參照辛惠普等[16]方法。根腐病發(fā)病率(%)=發(fā)病樣本數(shù)/調查樣本總數(shù)×100%,根腐病病情指數(shù)(%)=∑(級數(shù)×各級病株數(shù))/(調查總株數(shù)×最高病級數(shù))×100%。

1.3 數(shù)據(jù)處理

運用SPSS Statistics 19軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計,利用LSD、Duncan檢驗0.05和0.01水平上的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同生物有機肥配施化肥對大豆苗期生長的影響

研究表明,與常規(guī)施肥相比,不同生物肥配施化肥處理顯著提高了苗期大豆的地上部干物質、根干重、根瘤數(shù),干物質提高幅度為5.31%～12.86%,根干重提高幅度為10.35%～20.24%,根瘤數(shù)提高幅度為12.34%～26.75%,顯著提高大豆的根瘤數(shù)和根瘤干重。與常規(guī)施肥相比,不同生物肥降低了根腐病發(fā)病率,降低幅度為5.90～9.57個百分點;降低病情指數(shù),降低幅度為5.40～6.55個百分點,但各生物肥配施化肥處理之間差異不顯著,以處理3植株性狀效果最好,處理5防根腐病效果最好。表1

表1 2019年大豆苗期不同處理下植株性狀及抗病性變化

2.2 不同生物有機肥配施化肥對大豆盛花期生長的影響

研究表明,在大豆盛花期測定植株地上部干物質和地下部干物質及根瘤個數(shù),不同生物肥配施化肥處理植株性狀與常規(guī)施肥相比差異都達到了顯著水平,地上部干物質提高幅度為6.64%～9.87%,根干重提高幅度為10.25%～14.10%,根瘤干重提高幅度為16.7%～50.0%,根瘤數(shù)提高幅度為12.5%～37.5%,以處理3(T3)效果最好。在常規(guī)施肥基礎上配施生物肥能夠促進作物對養(yǎng)分吸收,促進大豆的生長和根瘤的形成。表2

表2 2019年大豆盛花期不同處理下植株性狀變化

2.3 不同生物有機肥配施化肥對大豆產量及其構成因子的影響

研究表明,不同生物肥配施化肥處理與常規(guī)施肥對比,顯著提高了大豆的株高、株莢數(shù)、株粒數(shù)、百粒重和大豆產量,2019年大豆產量提高幅度為7.25%～8.67%,2020年大豆產量提高幅度為6.50%～8.82%,不同處理與對照相比差異達到顯著水平,各生物肥配施化肥處理間差異不顯著,以處理3(T3)增產效果最明顯,生物有機肥配施化肥能夠促進大豆生長發(fā)育及籽實的形成,提高大豆產量。表3,表4

表3 2019年不同處理下大豆產量及其構成因子變化

表4 2020年不同處理下大豆產量及其構成因子變化

2.4 不同生物有機肥配施化肥對大豆肥料成本及大豆產值的影響

研究表明,在生物有機肥用量相同的情況下,液體肥料成本高于固體肥料成本,不同生物肥配施化肥處理均提高了大豆的產值,以處理3(T3)最高,2019年和2020年大豆產值分別高于常規(guī)施肥1 186.16和1 155.65 元/hm2;不同生物有機肥配施化肥處理都增加了大豆效益值,以處理3(T3)效益值最高,2019年和2020年與常規(guī)施肥相比效益值分別增加1 066.16和1 035.65元/hm2。表5,表6

表5 2019年不同肥料成本及大豆產值

表6 2020年不同肥料成本及大豆產值

3 討 論

黑龍江省是我國大豆的主要產區(qū),主要集中在黑龍江省北部第四、五、六積溫帶,大豆重迎茬現(xiàn)象嚴重,病害頻發(fā)[17],生物有機肥里面的有益微生物能夠改善作物根際微生物群,提高植物的抗病蟲能力。張靜等[18 ]研究表明生物有機肥能夠顯著降低大豆紅冠腐病的發(fā)生,防效在80%以上,臺蓮梅等[19 ]研究表明微生物菌劑能夠抑制大豆根腐病的發(fā)生,當濃度適宜時,防效可達70%以上,以上研究均表明生物有機肥對大豆的病害有很好的防治效果。但研究主要是生物有機肥單施對不同作物病害的防效,而研究不同之處是在常規(guī)化肥施用下,配施30 kg/hm2生物有機肥對大豆根腐病防效,結果表明也有明顯的抑制作用,降低了根腐病發(fā)病率,降低幅度為5.90～9.57個百分點;降低病情指數(shù),降低幅度為5.40～6.55個百分點,有效的降低了根腐病的發(fā)生,在根腐病容易發(fā)生地區(qū),施肥應當配施生物有機肥一同施入,能夠減輕根腐病的發(fā)生。

有機肥的施入,能夠提高土壤有機質含量,改善土壤質量,從而促進大豆生長發(fā)育,提高干物質和根瘤數(shù)[20],田艷洪等[21]研究表明,不同有機肥用量能夠提高大豆干物質,促進根瘤生長,有機肥用量為15 t/hm2配施50%常規(guī)化肥效果最好,李鳴雷等[22]研究表明,施用有機無機復混肥能延長大豆生育期、提高大豆的株高、單株莢數(shù)、單株粒數(shù)、百粒重產量等。研究是在常規(guī)施肥的基礎上配施30 kg/hm2的生物有機肥,結果與上述研究有相同之處,不同生物有機肥配施化肥提高了大豆的地上部和地下部干物質積累量,促進大豆根瘤形成,與常規(guī)施肥相比,差異達到顯著水平。提高大豆產量構成因素及產量,2019～2020年產量提高幅度分別為7.25%～8.67%和6.50%～8.82%,差異達到顯著水平。但不同生物有機肥之間差異不顯著。

研究在施用化肥的基礎上配施一定量生物有機肥,既保證了作物對養(yǎng)分的需求,又改善了土壤質量,降低了投入成本。在生物有機肥用量為30 kg/hm2條件下,配施化肥既節(jié)省了成本,又活化了土壤,提高了土壤肥力,提高作物產量。研究表明在生物有機肥30 kg/hm2的用量下配施化肥均不同程度地增加了糧食產值和效益值,且效益值最高提高1 066.16元/hm2。

4 結 論

不同生物有機肥配施化肥能夠提高大豆苗期和盛花期大豆的地上部干物質和地下部干物質,地上部干物質提高幅度為5.31%～12.86%,地下部干物質提高幅度為10.35%～20.24%,提高了根瘤數(shù)和根瘤重,差異達到顯著水平;生物有機肥配施化肥處理顯著降低了苗期根腐病發(fā)病率、病情指數(shù);秋季收獲測產,生物有機肥配施化肥處理提高了大豆的產量構成因素及產量,2019～2020年產量提高幅度分別為7.25%～8.67%和6.50%～8.82%,不同處理與對照相比差異達到顯著水平;不同生物有機肥配施化肥處理均提高了大豆的產值和效益值,2019～2020年效益值最高增加1 066.16元/hm2。不同生物有機肥30 kg/hm2用量下配施化肥,以三龍生物有機肥效果最好。