磷细菌剂与化肥配施对小豆生育性状及产品品质的影响

古述江，房娜娜，章淑艳，韩　韬，孙志梅

(1.河北省微生物研究所,河北 保定　071051； 2.沈阳中科新型肥料有限公司，辽宁 沈阳　100016；

3.河北农业大学资源与环境学院，河北 保定　071001)



磷细菌剂与化肥配施对小豆生育性状及产品品质的影响

古述江1，房娜娜2，章淑艳1，韩韬1，孙志梅3

(1.河北省微生物研究所,河北 保定071051； 2.沈阳中科新型肥料有限公司，辽宁 沈阳100016；

3.河北农业大学资源与环境学院，河北 保定071001)

摘要:采用田间小区试验和田间大区示范试验方法，探讨了磷细菌剂与化肥配施对小豆的生长发育及产品品质的影响。田间小区试验结果表明，化肥减量施用增施磷细菌剂可明显促进小豆生长发育和改善小豆产品品质。综合成本和环境效益因素，推荐在化肥减半施入，即N 30kg/hm2，P2O5 37.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2的情况下，增施磷细菌剂75-90kg/hm2，拌种施入。推荐处理(M3b)比对照(M0)的百粒重、蛋白质含量、出沙率分别高4.2%、9.3%、7.8%。田间大区示范结果表明，配施磷细菌剂处理比对照百粒重、小区产量、蛋白质含量和出沙率分别提高了4.9%，8.5%，7.9%和11.7%，纯收益提高10.6%，产投比提高38.6%。氮磷钾养分的偏生产力均提高了1倍以上。

关键词:磷细菌剂; 小豆； 产量； 品质

小豆具有丰富的营养和独特的保健功能。随着人们生活水平的提高和饮食结构的调整，小豆的社会需求量越来越大，在小豆种植过程中为提高产量盲目施肥现象日益普遍，化肥利用率下降，同时也造成一系列的环境污染问题和产品品质问题[1-4]。

微生物肥是上世纪80年代在我国迅速崛起的新型肥料，其是一类含有微生物的特定制品，其中的有效微生物对植物的生命活动产生特定的肥效和生理作用[5]。在农业生产中发挥了重要作用。磷细菌剂是微生物肥料的一种，应用于小麦、玉米、果树、蔬菜等作物，取得了很好的应用效果[7-14]。但是在豆科作物上的应用效果和技术还很少，本研究采用磷细菌剂和化肥配施，考察其对小豆的生长发育及产品品质的影响，进而为小豆的高效优质施肥提供参考依据。

1材料与方法

1.1田间小区试验

1.1.1供试材料

试验在保定市农业科学院试验基地进行，土壤类型为潮褐土，养分含量：有机质11.33 g/kg，碱解氮76.56 mg/kg，速效磷9.79 mg/kg，速效钾59.02 mg/kg。供试小豆品种为保红947。供试化学肥料为尿素(N 46%)、过磷酸钙(P2O514%)和硫酸钾(K2O 50%)。供试菌剂为磷细菌剂，功能菌巨大芽孢杆菌含菌量2亿/mL，pH6.8，粉剂，河北省微生物研究所提供。

1.1.2试验仪器

粉碎机、色彩色差计CR-200、电子天平、恒温水浴锅、高压锅、干燥箱等。

1.1.3试验设计

在化肥减量施用的条件下，配施不同用量磷细菌剂，并考察磷细菌剂不同施用方法的应用效果，以目前常规施肥量为对照。试验以尿素为氮源，过磷酸钙为磷源，硫酸钾为钾源。设置如下六个处理，每个处理重复3次。见表1。

表1　各处理肥料施用量

试验于2013年6月21日播种，9月30日收获。小区面积为4m×2.5m，种植密度为100000株/hm2，各处理重复3次，随机区组排列。田间管理按照当地的生产习惯进行。

1.1.4样品的采集与测定

在小豆播种后65d，随机取10株植株，调查每株的根瘤数量；植株生长95d后，在小区同一位置划定1m宽、2.5m长的面积作为样本调查区域，调查植株生育性状；成熟后全小区收获，统计各处理的籽粒产量、百粒重、色度、出沙率和蛋白质含量。

有关指标测定方法[15-18]如下：

小豆粒形：各处理随机称取一定重量的小豆，找20个河北农业大学学生进行小豆粒形好坏评分。将小豆分四个级别，满分10分(颗粒饱满，个头大，形态均一性好)，9分(颗粒较大，较均一)，8分(颗粒不饱满，均一性差)，7分(颗粒较小，瘪粒较多)。

小豆色度：试验采用色度色差计扩散照明垂直受光方式测定，采用L*、a*和b*表示色系，L*为明度指数，值越大表示越明亮，a*和b*称为色度指数，分别表示红色度和黄色度，a*值越大表示色泽越红，b*值越大表示色彩越鲜艳；具体测定方法如下：用棉布将待测小豆表面擦拭干净后放入测量皿中，令其种脐朝下，用色度色差计测量。每份材料测定4个平行样，每样品换位测定5次，即每份材料有20个测定值，取其平均值。

百粒重：各处理随机取100粒小豆称重，测定百粒重，重复测定5次，取其平均值。

小豆出沙率：将擦试干净的待测小豆称重50g，放入不锈钢容器，用20℃温水浸泡8-12h，然后放入高压锅蒸煮1h，再闷20 min，将煮好的小豆倒入研钵，研磨后用60目网筛洗沙，使细沙透过筛网，再用滤纸过滤细沙，得湿豆沙，烘干后得干豆沙并称重。

计算公式如下：C=m1/m2× 100%，式中，C为出沙率。m1为干豆沙质量(g)，m2为供试小豆质量(g)。

蛋白质含量测定：采用凯氏定氮法。

1.2田间大区试验

1.2.1供试材料

试验在雄县小豆种植基地进行，土壤类型为沙壤土，养分含量为有机质11.05 g/kg，碱解氮73.51 mg/kg，速效磷9.66 mg/kg，速效钾55.82 mg/kg。供试小豆品种、供试化学肥料和供试微生物菌剂同1.1.1。

1.2.2试验设计

试验设两个处理，CK：农民常规生产田，全量施入化肥，施用量为尿素(N 46%)60kg/hm2、过磷酸钙(P2O514%)75kg/hm2和硫酸钾(K2O 50%)75kg/hm2；T：化肥减半施用，磷细菌剂施入量75kg/hm2，拌种。于2014年6月23日播种，株距16.5cm，行距50cm，9月30日收获。示范面积为10亩。田间管理按照当地的生产习惯进行。

1.2.3样品采集与测定

小豆成熟后收获，测定各处理的籽粒产量、百粒重、出沙率和蛋白质含量。测定方法同1.1.4。根据试验结果计算养分的偏生产力，公式为(以氮为例):氮养分偏生产力(PFP，kg/kg)=小豆产量/施氮量磷、钾肥的利用指标计算公式同氮。

1.3数据处理和统计分析

采用Excel 2010和SPSS 19.0进行数据处理和统计分析。

2结果与分析

2.1田间小区试验

2.1.1磷细菌剂与化肥配施对小豆生育性状和产量的影响

由表2可见，磷细菌剂施入量较大的处理小豆根际结瘤较多，M4、M3、M2b显著高于M2和M0处理，M2和M0差异不显著，但均显著高于M1处理。沟施和拌种的两个处理进行比较，M2b的根际结瘤数比M2处理高1.3个，差异显著。各施入菌剂处理生育性状比较，株高、分枝数、单株荚数和产量均与菌剂施入量呈正相关的关系，其中M4处理的各项指标值均最大，但与M3、M2b相比，差异并不显著。拌种和沟施两种菌剂施用方式比较，株高几乎相同，M2b的分枝数、单株荚数和产量均高于M2，且总荚数和产量指标达到差异显著水平。从收获期的干湿豆荚数进行比较，磷细菌剂施入量越多，单株湿荚数越多。产量结果进行比较，M4产量最高，但与M3和M2b 差异不显著，与其他处理均形成显著差异，M2b与M2差异显著。施入全量化肥的M0处理根际结瘤数显著高于M1处理，但低于M2处理，与M2差异不显著；M0处理产量显著高于M1，但与M2、M3差异不显著。

表2　磷细菌剂对小豆生育形状及产量的影响

2.1.2对小豆籽粒品质的影响

由表3可见，足量施用磷细菌剂处理的小豆籽粒颜色鲜艳，豆粒大，粒型正，饱满。并且呈现随着菌剂施用量增加，各项指标越好。从小豆粒形评分来看，M2、M2b、M3、M4处理粒形评分较高，评分均在9分以上。相对于施入磷细菌剂的处理，全施化肥处理，籽粒饱满度、均一度均不好。从各处理明度和彩度来看，M2、M2b、M3、M4明度值差异不显著，显著高于M1。M4、M3、 M2b处理之间差异不显著，但均显著高于M1、M2。M0处理粒形评分高于M1，差异不显著；明度M0处理与M1、M2差异不显著，M0处理彩度显著高于M1处理，但与M2差异不显著。

从百粒重、蛋白质含量和出沙率指标看(表3)，施用磷细菌剂处理的各项指标随着施用量的增加而提高。M4处理的百粒重、出沙率和蛋白质含量均最高，但其与M2b、M3并未形成显著差异，与M1差异显著。M4、M3处理百粒重显著高于M2，M2处理又显著高于M1。M2处理与M2b差异不显著。蛋白质含量M4、M3、M2b和M2差异不显著，但与M1差异显著，M2和M2b差异不显著。出沙率比较，菌剂施入量超过75kg/hm2(M2)的处理表现均较好，与低菌剂施入量的处理差异均达到了显著水平，M2和M2b处理比较，M2b出沙率略高，但未达到差异显著。M0处理百粒重显著高于M1处理，与M2、M2b差异不显著；蛋白质含量M0处理与M1、M2差异不显著；出沙率M0处理与M1处理差异不显著，显著低于M2处理。综合成本和环境效益因素，推荐在化肥减半施入，即N 30kg/hm2，P2O537.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2的情况下，增施磷细菌剂75-90kg/hm2，拌种施入。推荐处理(M2b)比对照(M0)的百粒重、产量、蛋白质含量、出沙率分别高4.2%、4.5%、9.3%、7.8%。

表3　磷细菌剂施用量对小豆籽粒品质的影响

2.2田间大区试验

2.2.1对小豆产量和品质的影响及效益分析

与全施化肥的处理比较，施用磷细菌剂的百粒重、产量、蛋白质含量和出沙率分别提高了4.9%，8.5%，7.9%和11.7%(表4)。

表4　磷细菌剂对小豆的产量和品质影响

2.2.2经济效益和养分利用效率分析

表5结果表明，与农民的常规生产田相比较，在养分投入量减半的情况下配施磷细菌剂，减去肥料投入后的纯收益可增加1824.5元/hm2，提高10.6%，产投比提高了38.6%。氮磷钾养分的偏生产力均提高了1倍以上。由此可见，磷细菌剂与化肥配施的增效作用显著。

表5　经济效益和养分利用效率分析

注：小豆按市场价10元/kg，尿素按1700元/吨，过磷酸钙按900元/吨，硫酸钾按3700元/吨，磷细菌剂按5000元/吨计算。

3结果与讨论

3.1田间小区试验

本试验的结果表明磷细菌剂施用量高于75kg/hm2(M2)的处理结瘤数、百粒重、出沙率、蛋白质含量均显著高于低菌剂施入处理。单施化肥的处理(M0)各项指标与化肥减半，增施磷细菌剂75kg/hm2(M2)处理在一个差异显著水平。拌种和沟施两种菌剂使用方式比较，拌种处理的根际结瘤、株高、干荚数、总荚数及产量均是拌种M2b处理高，且根际结瘤和产量形成显著差异。这是由于采用拌种的方式，磷细菌剂附着在种子表面，随种子施入土壤中后，磷细菌剂很紧密的分布在种子周围的微小环境中，在生长繁殖过程中为小豆提供营养及根际促生物质。而沟施的菌剂较分散，一些菌剂距离根际较远，影响其作用的发挥。建议在种植小豆施入磷细菌时采用拌种的方式施入。综合成本和环境效益因素，推荐在化肥减半施入，即N 30kg/hm2，P2O537.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2的情况下，增施磷细菌剂75-90kg/hm2，拌种施入。推荐处理(M2b)比对照(M0)的百粒重、产量、蛋白质含量、出沙率分别高4.2%、4.5%、9.3%、7.8%。另外，从收获时的干湿荚数量来看，施用磷细菌剂处理的湿荚数略高，这一点已经经过了2年的试验。与施用化肥的处理比较，施用磷细菌剂的各处理生长期相对较长，建议在生产中适当提早几天播种或退后几天收割，使湿荚籽粒进一步成熟，以提高产量。

3.2田间大区试验

在田间小区取得较好结果的情况下，在雄县小豆种植基地进行扩大面积的推广示范试验，与全施化肥的处理比较，施用磷细菌剂的百粒重、产量、蛋白质含量和出沙率分别提高了4.9%，8.5%，7.9%和11.7%；收益提高10.6%，产投比提高了38.6%。氮磷钾养分的偏生产力均提高了1倍以上，效益显著。

参考文献：

[1]许超，吴良欢，张立民，等.过量施用含DMPP氮肥对小白菜硝酸盐累积的影响[J].中国环境科学，2005， 25(21)：106-110.

[2]聂云.过量施用氮肥和磷肥对环境的危害[J].耕作与栽培，2000，(4)：43.

[3]李忠芳，陈金瑛，陈楚.过量施用氮肥对苋菜和木耳菜硝酸盐含量的影响[J].中国农学通报，2006，22(11)： 288-290.

[4]巨晓棠，刘学军，张福锁.过量施用氮肥和不合理的氮肥施用方法是氮肥引起环境污染的根源[A].第七届全国青年土壤暨第二届全国青年植物营养科学工作者学术讨论会[C].中国北京，2000.

[5]谭德水.长期施钾对北方典型土壤钾素及作物产量、品质的影响[D].中国农业科学院，2007.

[6]孟瑶，徐凤花，孟庆有，等.中国微生物肥料研究及应用进展[J].中国农学通报，2008，24(6)：276-283.

[7]朱培淼，杨兴明，徐阳春，等.高效解磷细菌的筛选及其对玉米苗期生长的促进作用[J].应用生态学报， 2007，18(1)：107-112.

[8]刘延滨，王承义，魏嵩，等.微生物菌剂对山杨不同品系造林的影响[J].中国林副特产，2012，16(6)：18-20.

[9]耿保进，刘会，石凤仙，等.5种微生物制剂对甜瓜苗期的作用效果[J].河北农业科学，2010，14(6)：30-31.

[10]曾广勤，刘荣昌，张爱民，等.磷细菌剂在小麦上应用研究[J].河北省科学院学报，1997，15(3)：26-34.

[11]章淑艳，李军，赵从波，等.磷细菌剂对紫花苜蓿的接种效果[J].草业科学，2012，29(5)：821-823.

[12]王亚艺.施用解磷细菌对小油菜产量及土壤磷含量的影响[J].北方园艺，2014，32(5)： 55-58.

[13]徐金发，肖明，贾占国.大豆应用益微生物肥效果[J].现代化农业，2001，27(10)：17-18.

[14]张红梅，顾和平，易金鑫，等.微生物肥料对菜用大豆粒荚性状及鲜荚产量的影响[J].江苏农业科学，2009， 25(3)：344-345.

[15]武晓娟，薛文通，张惠.不同品种小豆的品质评价研究[J].中国粮油学报，2011，26(9)：20-24.

[16]金文林，濮绍京，赵波，等.小豆种质资源子粒品质性状的遗传变异[J].作物学报，2006，32(8)：1223-1230.

[17]金文林.小豆品质性状研究进展[J].北京农学院学报，1995，10(2)：94-105.

[18]陈智慧，史梅，王秋香，等.用凯氏定氮法测定食品中的蛋白质含量[J].新疆畜牧业，2008，15(5)：22-24.

Effects of phosphorus bacterium agent and fertilizer combination on growth traits and quality of adzuki bean

GU Shu-jiang,FANG Na-na,ZHANG Shu-yan,HAN Tao,SUN Zhi-mei

(1.InstituteofMicrobiology,HebeiAcademyofSciences,BaodingHebei071051，China;2.ShenyangZhongkeNewFertilizerCo.Ltd.,ShenyangLiaoning100016,China；3.CollegeofResourcesandEnvironmentScience,AgriculturalUniversityofHebei,BaodingHebei071001，China)

Abstract:Based on field micro-plot experiment and larger scale field experiment,effects of phosphorus bacteria agent and fertilizer combination on growth traits and quality of adzuki bean were discussed.The result of field micro-plot experiment showed that reducing fertilizer application and increasing phosphorus bacteria agent can promote the growth of adzuki bean,improve the quality.In the case of N 30kg/hm2，P2O5 37.5 kg/hm2，K2O 37.5 kg/hm2,increas phosphorus bacteria agent 75-90kg/hm2.The weight,protein content and paste rate of treatment M3b were 4.2%、9.3% and 7.8% higher than M0.The result of larger field showed that the weight,yield,protein content and paste rate were 4.9%，8.5%，7.9% and 11.7% higher in case of increase phosphorus bacteria agent.The income and ration of output to input were 10.6%,38.6% higher.PFP had more than double.

Keywords:Phosphorus bacterium agent;Adzuki bean; Yield; Quality

中图分类号：S521；S147

文献标识码：A

文章编号：1001-9383(2016)01-0062-06

收稿日期：2016-01-18