節(jié)肥增效技術(shù)對玉米產(chǎn)量的影響

劉巧芝

摘要：【目的】驗證節(jié)肥增效技術(shù)對玉米產(chǎn)量的影響。【方法】在大田試驗中，共設(shè)置6個處理，分別為處理A（施入全量化肥）、處理B（施入85%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑）、處理C（施入70%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑）、處理D（施入15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑）、處理E（不施入任何肥料）、處理F（施入85%的化肥），并研究不同處理玉米株高、地上干物質(zhì)積累量、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量及經(jīng)濟效益?！窘Y(jié)果】在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米株高、地上干物質(zhì)積累、成熟期農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量均與全量施入化肥時差異不顯著，但是其經(jīng)濟效益高于全量施入化肥時，具備良好的節(jié)肥增效效果?！窘Y(jié)論】可利用微生物與作物的共濟作用，減少化肥的施入量，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、可持續(xù)性環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)。

關(guān)鍵詞：節(jié)肥增效技術(shù)；玉米；產(chǎn)量；影響

玉米是我國種植面積最大的糧食作物，化學(xué)肥料的施入可有效提升玉米產(chǎn)量，但過量施肥會造成嚴(yán)重的養(yǎng)分浪費，破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤有機質(zhì)含量等，反而會極大影響玉米產(chǎn)量及品質(zhì)[1]。目前我國肥料利用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，同時土壤可持續(xù)耕作能力并不理想[2]。近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)技術(shù)水平的不斷提升，節(jié)肥增效技術(shù)越來越受到人們的重視[3]。節(jié)肥增效技術(shù)即在減少化肥使用量的同時提升農(nóng)作物產(chǎn)量，以減輕種植戶負(fù)擔(dān)，推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展。添加微生物菌劑是常見的一種節(jié)肥增效技術(shù)，兼具高效、環(huán)保、安全等特點，可有效提升養(yǎng)分利用效率，提升玉米簇生增產(chǎn)能力、改進(jìn)耕地質(zhì)量、實現(xiàn)農(nóng)田的可持續(xù)耕作，是當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個研究熱點[4-5]。多黏類芽孢桿菌是一種對植物根際具有促生和防病作用的細(xì)菌，大量存在于土壤和植物根系中，能夠起到促進(jìn)植物生長、增加作物抗逆性和防治土傳病害的作用，且對植物和動物無致病性，還能產(chǎn)生如細(xì)胞分裂素、生長素、揮發(fā)性氣體等物質(zhì)，可促進(jìn)植物的生長，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，對根腐病有較好的防效[6]。筆者通過開展玉米大田試驗，探討節(jié)肥增效技術(shù)對玉米產(chǎn)量的影響，同時尋求更為科學(xué)高效的玉米肥料配方。

1 材料與方法

1.1 ?試驗地點概況

試驗于2020年及2021年在山東省菏澤市進(jìn)行。試驗地點土層深厚、地面平整，排灌便利，0-10cm土壤容重為1.29g/m3，10-20cm土壤容重為1.34g/m3，20-30cm土壤容重為1.41g/m3，30cm以下土壤容重為1.39g/m3。土壤pH值為8.1，耕作層有機質(zhì)含量約為15.82g/kg，速效鉀含量約為259.74mg/kg，全氮含量約為0.88g/kg，全磷含量約為1.13g/kg，速效磷含量為13.49mg/kg。

1.2 ?試驗材料

供試玉米品種為由敦煌種業(yè)先鋒良種有限公司提供的先玉335品種。

供試肥料：磷酸二銨由云南三環(huán)中化化肥有限公司提供，其總養(yǎng)分含量≥64%，N、P2O5、K2O含量比為18∶46∶0；尿素由魯西化工集團(tuán)股份有限公司提供，其總氮含量≥46.2%。

多黏類芽孢桿菌由蘭州交通大學(xué)微生物實驗室提供，其含量為10CFU億/g。

1.3 ?試驗設(shè)計

本試驗共設(shè)計6個處理，具體如下。

處理A：施入全量化肥，即施入當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)栽培方式的最佳施肥量，因當(dāng)?shù)赝寥篮浟枯^高，故無需施入鉀肥；

處理B：施入85%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑；

處理C：施入70%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑；

處理D：施入15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑；

處理E：不施入任何肥料；

處理F：施入85%的化肥。

上述6個處理分別重復(fù)3次，共設(shè)置18個小區(qū)，對各個小區(qū)隨機區(qū)組設(shè)計，單個小區(qū)長為10m，寬為4.5m，面積為45㎡。在小區(qū)內(nèi)，玉米種植行距為40cm，株距為30cm，其種植密度為75 000株/hm2；在玉米種植過程中采取覆膜帶狀種植方式。

肥料施用方式：在播種前，采用多黏類芽孢桿菌菌劑對玉米種子拌種處理，于陰涼、避光位置放置30min（使多黏類芽孢桿菌菌劑充分黏附于種子表面），接著即可播種。處理A及處理E采用無菌水拌種處理?；适┓柿繛椋禾幚鞟施入890kg/hm2 尿素以及489kg/hm2 磷酸二銨；其余各處理按照比例減少化肥的施入量。磷酸二銨作為基肥一次性施入，對于尿素，其基肥、大喇叭口期、開花期的施入量比例為3∶4∶3。在玉米苗期，于田間灌水900m3/hm2、拔節(jié)期灌水1100m3/hm2、開花期灌水1250m3/hm2、灌漿期灌水750m3/hm2。

1.4 ?測量指標(biāo)

采用常規(guī)方式測量玉米在各個生育期的株高以及地上植物量；在玉米成熟期測量其穗長、穗粗、穗粒數(shù)、百粒重等。在收獲后測量玉米產(chǎn)量。

干物質(zhì)積累量測定方法：在玉米成熟后，分別在每個小區(qū)挑選5株代表性植株，取其地上部分，取葉、苞葉、雄穗、穗軸、籽粒，置入烘箱內(nèi)，于105℃殺青30min，接著置于80℃烘箱內(nèi)烘干直至恒重并稱重[4]。

1.5 ?數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010及SPSS 19.0對所獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 節(jié)肥增效技術(shù)對玉米株高的影響

節(jié)肥增效技術(shù)對玉米不同生長時期株高的影響見表1。

從表1中可以看出，各個處理對玉米不同生育期株高的影響存在一定差異。在玉米整個生育期，處理A與處理B均差異不顯著。在玉米苗期，處理A及處理B育苗株高明顯高于處理C、處理D、處理E、處理F，其由大到小依次為A、B、C、F、D、E；在玉米拔節(jié)期，處理C及處理D、處理F差異不顯著，但明顯低于處理A及處理B，處理E玉米株高為最低；在玉米大喇叭口期，處理A、處理B、處理C、處理D、處理F差異不顯著，明顯高于處理E；在玉米開花期，處理A、處理B、處理C三者間差異不顯著，明顯高于處理D及處理E；在玉米灌漿期、乳熟期、成熟期，各處理玉米株高依次為處理A＞處理B＞處理C＞處理F＞處理D＞處理E。由此可以看出，節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用會對玉米株高造成嚴(yán)重影響，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米不同生育期株高與全量施入化肥時差異不顯著，減肥30%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，僅施入15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑以及不施入任何肥料時玉米株高均明顯低于全量施入化肥處理。

2.2 節(jié)肥增效技術(shù)對玉米地上干物質(zhì)積累的影響

節(jié)肥增效技術(shù)對玉米地上干物質(zhì)積累的影響見表2。從表2中可以看出，節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用會對玉米各個生育期干物質(zhì)積累量造成顯著影響。在玉米苗期，處理A與處理B干物質(zhì)積累量差異不顯著，為最高，處理E干物質(zhì)積累量與其余5個處理均差異顯著，為最低；在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期以及開花期，各處理玉米干物質(zhì)積累量由高到低依次為處理A、處理B、處理C、處理F、處理D、處理E。到了玉米乳熟期以及成熟期，處理A與處理B干物質(zhì)積累量差異不顯著，為最高，其余依次為處理C、處理F、處理D、處理E。由此可以看出，節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用會對不同生育期玉米干物質(zhì)積累量造成嚴(yán)重影響。在玉米成熟期，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米干物質(zhì)積累量與全量施入化肥時差異不顯著，其余處理玉米干物質(zhì)積累量均低于全量施入化肥處理。

2.3 節(jié)肥增效技術(shù)對玉米成熟期農(nóng)藝性狀的影響

節(jié)肥增效技術(shù)對玉米成熟期農(nóng)藝性狀的影響見表3。從表3中可以看出，節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用對玉米株高存在顯著性影響，其中處理A與處理B玉米株高差異不顯著，依次高于處理C、處理F、處理D及處理E；節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用對玉米莖粗影響顯著，處理A與處理B二者差異不顯著，明顯高于處理C、處理F、處理D及處理E；節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用與玉米葉片數(shù)影響不顯著；節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用對玉米穗位數(shù)影響顯著，其中處理A、處理B、處理C、處理F四者間差異不顯著，明顯高于處理D及處理E，處理D及處理E二者間差異不顯著；不同處理玉米地上植物差異顯著，其中處理A、處理B、處理C、處理F四者間差異不顯著，但是高于處理D及處理E。由此可以看出，減肥增效技術(shù)的應(yīng)用會對玉米成熟期農(nóng)藝性狀造成嚴(yán)重影響，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米成熟期各農(nóng)藝性狀與全量施入化肥時差異不顯著。

2.4 節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用對玉米產(chǎn)量構(gòu)成的影響

節(jié)肥增效技術(shù)對玉米產(chǎn)量構(gòu)成的影響見表4。從表4中可以看出，節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用對玉米穗重影響顯著，其中處理A與處理B穗重為最高，二者差異不顯著，其余依次為處理C、處理F、處理D、處理E；處理A、處理B、處理C、處理F四者玉米穗位重差異不顯著，明顯高于處理D以及處理E；處理A、處理B、處理C、處理D、處理F四者玉米穗長不存在顯著差異，明顯高于處理E；不同處理玉米穗粗存在顯著性差異，其中處理A穗粗最大，達(dá)到了6.41cm，處理B與處理C、處理F玉米穗粗差異不顯著，處理D與處理E玉米穗粗差異不顯著；不同處理玉米穗行數(shù)存在顯著性差異，其中處理A與處理B二者玉米穗行數(shù)差異不顯著，達(dá)到了19行，處理C與處理D、處理F玉米穗行數(shù)差異不顯著，處理E玉米穗行數(shù)最小，僅17.12行；不同處理玉米行粒數(shù)存在顯著差異，以處理A及處理B玉米行粒數(shù)最高，達(dá)到了40行以上，處理C與處理D、處理F三者行粒數(shù)差異不顯著，為38行，處理E玉米行粒數(shù)最低；不同處理玉米百粒重存在顯著差異，其中處理A與處理B百粒重為最大，二者差異不顯著，達(dá)到了42g，其余依次為處理C、處理F、處理D以及處理E。由此可以看出，節(jié)肥增效技術(shù)的應(yīng)用會對玉米產(chǎn)量構(gòu)成嚴(yán)重影響，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米各產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)與全量施入化肥時差異不顯著，其余處理玉米干物質(zhì)積累量均依次低于全量施入化肥處理。

2.5 節(jié)肥增效技術(shù)對玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響

節(jié)肥增效技術(shù)對玉米產(chǎn)量及經(jīng)濟效益的影響見表5。從表5中可以看出，不同處理玉米產(chǎn)量存在顯著性差異，其中以處理A和處理B玉米產(chǎn)量為最高，二者差異不顯著，達(dá)到了9900kg/hm2，其余依次為處理C（7976.91kg/hm2）、處理D（5888.85kg/hm2）和處理E（4724.71kg/hm2）。不同處理玉米所獲取經(jīng)濟效益各不相同，依次為處理B（11 897.27元/hm2）、處理A（11 614.49a元/hm2）、處理C（9393.62元/hm2）、處理D（8608.28元/hm2）、處理E（7087.07元/hm2）。由此可以看出，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米產(chǎn)量與全量施入化肥差異不顯著，但是其最終所獲取經(jīng)濟效益高于全量施入化肥處理，可提升經(jīng)濟效益284.78元/hm2。

從上文可以看出，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時玉米株高、地上干物質(zhì)積累、成熟期農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量均與全量施入化肥時差異不顯著，但是其經(jīng)濟效益高于全量施入化肥時，具備良好的節(jié)肥增效效果。

3 討論

玉米具備良好的高產(chǎn)以及穩(wěn)產(chǎn)特性，因而是全世界范圍內(nèi)重要的飼料生產(chǎn)原料以及工業(yè)生產(chǎn)原料。近年來，隨著人們對玉米產(chǎn)品需求量的不斷增加，提升玉米產(chǎn)量已成為人們種植玉米的終極目標(biāo)，目前最為常見的提升玉米產(chǎn)量措施是加大化肥的施入量[7]。但是隨著化肥施入量的持續(xù)增加，其負(fù)面效應(yīng)日漸凸顯。

微生物菌劑作為一種功能主體，對農(nóng)作物以及土壤環(huán)境均具備有利影響。在農(nóng)作物種植中添加微生物菌劑可促進(jìn)作物生長，提升作物的抗病性能[8]。其中，促生作用主要是給予微生物的解磷、解鉀以及固氮等各種作物，同時微生物所分泌的次生代謝產(chǎn)物對作物的生長以及發(fā)育也具備良好的促進(jìn)作用[9]。

從上文可以看出，將多年類芽孢桿菌應(yīng)用于玉米種植產(chǎn)業(yè)，具備良好的節(jié)肥增效作用，這與陳敏潔等[10]發(fā)現(xiàn)的多黏類芽孢桿菌對生菜的促生作用相一致。這可能是由于多黏類芽孢桿菌的應(yīng)用可有效提高玉米苗期葉綠素的含量，增強玉米的光合作用，導(dǎo)致其物質(zhì)積累量增加，從而達(dá)到增產(chǎn)量的效果[6]。同時，多黏類芽孢桿菌可分泌大量的過氧化氫酶、過氧化物酶，這些物質(zhì)是抗氧化酶系統(tǒng)的重要成員，對于植物體內(nèi)活性氧代謝意義重大，隨著其活性升高玉米抗逆性將顯著增強，從而達(dá)到減輕病害的目的[11]。另外，多黏類芽孢桿菌對植物根際具備一定的促進(jìn)作用，可有效抑制玉米根腐病病菌的繁殖，促進(jìn)玉米根系的生長以及發(fā)育，加快玉米后期干物質(zhì)的積累，進(jìn)而達(dá)到增產(chǎn)的目的[12]。

4 結(jié)論

在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時玉米株高、地上干物質(zhì)積累、成熟期農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量均與全量施入化肥時差異不顯著，但是其經(jīng)濟效益高于全量施入化肥時，具備良好的節(jié)肥增效效果，值得大力推廣。可利用微生物與作物的共濟作用，減少化肥的施入量，發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)、可持續(xù)性環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)。

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