不同配比生物腐植酸型肥料对京西稻生长影响的研究

任忠秀 李松松 秦衍雷

北京嘉博文生物科技有限公司 北京 100015

京西稻米也称京西贡米，是北京的名优特产，是北京的一张文化名片，主产于北京市西部海淀区上庄镇，2009年被列入海淀区文化遗产项目。但近年来，京西稻的品牌发展因受困于水、土资源，已难拾昔日辉煌。当前，京西稻产地土壤出现碱化、有机质逐年下降、富营养化等系列问题。而腐植酸是土壤中的重要组成成分，是最优质的有机质，对土壤理化性质、生物活性均有重要的影响[1]。有机质可以有效地增加土壤养分，改善土壤物理结构，从而减少表层盐分的积累；同时有机质还可以增加有机酸而有效降低土壤pH[2，3]。曹宏武等[4]研究表明，施用腐植酸类肥料，可降低土壤碱度，同时土壤有机质含量有一定的提高，水稻增产率达7.4%～12.6%；高亮等[5]研究表明，在滨海盐渍化土壤上施用腐植酸微生物菌剂，可显著改善盐碱地的理化性状，增加土壤微生物数量，可使单株枣树增产17.70%～20.00%；陈佳等[6]研究表明，腐植酸与复合肥配合施用可降低土壤酸碱度，增加土壤有机质含量，可使棉花产量增加5.8%～17.7%。因此，本研究利用腐植酸类土壤投入品——生物腐植酸型土壤调理剂和根际微生物菌剂，研究其对京西稻生长的影响，并探其原因，从而为保护京西稻产业持续发展提供参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 供试地点及作物

供试地点：北京市海淀区上庄镇西马坊，当地气候资料见表1。供试土壤的基础理化指标见表2。供试作物：水稻，品种“越富”。

表1 试验地气候资料Tab.1 Climate data of experimental fi eld

表2 供试土壤的基础理化指标Tab.2 Basic physico-chemical indicators of the tested soil

1.2 供试肥料

生物腐植酸型肥料（生物腐植酸型土壤调理剂和根际微生物菌剂），由北京嘉博文生物科技有限公司提供；商品有机肥、水稻专用复合肥、硫酸铵均为市场购买。供试肥料的技术指标见表3。

表3 供试肥料的技术指标Tab.3 Technical indicators of the tested fertilizer

1.3 试验设计

试验分7个处理，每个处理3次重复，每个重复面积为9.5 m×6.8 m。具体试验设计见表4。

表4 试验设计Tab.4 Experiment design

（1）本试验减少了化肥的施用量（70%的常规施肥量），7个处理均施用17.5 kg/667 m2的水稻专用复合肥和35 kg/667 m2的硫酸铵。

（2）配合施用有机肥，以研究不同比例的生物腐植酸型土壤调理剂和根际微生物菌剂对京西稻碱性土壤的改良效果。

（3）为研究其经济效益，以处理1施用常规商品有机肥作为对照；处理6施用同处理1等成本的生物腐植酸型土壤调理剂、根际微生物菌剂；其他小区成本均低于处理1。

施肥时间为2016年5月21日，施肥方法为将生物腐植酸型土壤调理剂、根际微生物菌剂均匀撒施到土壤表面，翻耕入土，并浇透水；水稻于2016年6月4日插秧，行距为30 cm，株距为15 cm，定植后，喷施水稻田除草剂1次，撒施硫酸铵1次。

1.4 样品采集及测试项目

1.4.1 水稻植株长势、茎秆粗、分蘖数、产量测定

定苗后15天对不同小区水稻苗进行对比拍照。

分蘖期：在水稻进入分蘖期后（2016年7月29日），在每个小区中随机选择具有代表性的水稻植株1株，对比拍照，随机抽取同一处理下水稻茎秆10株，将其紧密排列在一起，测量10株茎秆基部的总直径。

收获期：随机选择小区中一点，选取连续5丛水稻，统计每一丛的分蘖数，并选取其中株高最高的2个分蘖，测量其稻穗长度。每个小区随机选取2个点，统计分蘖数及最高分蘖穗长。

随机选取各施肥处理小区中的一点，收取面积为0.5 m2内的所有稻株，脱粒（带有稻壳及少量穗梗）后进行测产。

1.4.2 土壤理化性质测定

土壤采集：试验后在每个小区沿对角线上选择5个采样点，采用四分法将样品量缩减至约1 kg，带回检测室进行处理。土壤pH值采用酸度计检测，有机质含量采用重铬酸钾容量法测定，全氮含量采用催化硝化-凯氏定氮法测定，碱解氮含量采用碱解扩散法测定，有效磷含量采用Olsen法测定，速效钾含量采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定。

1.5 试验数据分析

利用SPSS和Excel进行数据处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对水稻分蘖期生长情况的影响

将不同处理水稻苗根清洗干净，并使根茎分界处对齐。不同处理对水稻分蘖期长势的影响见图1。由图可以看出，处理1的稻苗长势最弱，株高最低，叶色颜色最浅，根系生长也相对最稀疏。处理4及处理6株高相对最高，长势最旺。

图1 不同处理对水稻分蘖期长势的影响Fig.1 Effects of different treatments on the growth of rice at tillering stage

不同处理对分蘖期水稻茎粗的影响见图2。由图可以看出，处理1水稻茎秆细弱，抗倒伏能力最差；处理4（0.96 cm）、处理5（0.95 cm）、处理6（0.97 cm）茎杆较为粗壮，与处理1、处理2相比差异显著，但与处理3、处理7相比无显著差异。

图2 不同处理对分蘖期水稻茎粗的影响Fig.2 Effects of different treatments on the stem diameter of rice at tillering stage

2.2 不同处理对收获期水稻分蘖情况的影响

不同处理对收获期水稻分蘖数的影响见图3。由图可以看出，处理6水稻平均分蘖数最多，达23.6个/株，显著高于处理1的18.9个/株；处理4的分蘖数次之，达到了22.4个/株，但与处理1相比差异不显著。这表明施用生物腐植酸型土壤调理剂与根际微生物菌剂能有效促进水稻分蘖。

不同处理对收获期水稻穗长的影响见图4。由图可以看出，处理5的平均穗长最长，显著高于处理1，处理4次之；处理6平均穗长与处理1相比，平均增长1.11 cm，但未达到显著水平。这表明施用生物腐植酸型土壤调理剂与根际微生物菌剂能有效促进水稻穗长增长，但需要适当的比例。

2.3 不同处理对土壤理化性质的影响

不同处理对土壤理化性质的影响见表5。由表可知，除处理1和处理3外，其他处理土壤pH均有不同程度降低，这表明施用生物腐植酸型土壤调理剂及根际微生物菌剂均可不同程度地降低碱性土壤pH，其中处理4和处理6降幅最为明显，均在0.3以上。改良前后处理1～处理7的土壤有机质提升幅度分别为0.10%、0.07%、0.09%、0.13%、0.11%、0.16%、0.10%，以处理4和处理6效果较佳，施用与处理6等成本的处理1，有机质含量增幅0.10%。这表明等量施肥量时，生物腐植酸型土壤调理剂和根际微生物菌剂配合使用在碱性地改良、土壤有机质提升方面效果显著。在碱性地改良与有机质提升方面，2种产品的配合使用效果优于单独使用效果之和，实现了“1+1＞2”的效果。

如表5所示，除处理7外，其他处理土壤碱解氮含量均有所下降，且变化不一，这可能与有机肥料对其具有缓冲作用有关，需要进一步研究；除处理1和处理7外，其他处理土壤有效磷含量均有所提升，且处理6增幅最大，增幅40.00 mg/kg，其次为处理5，增幅为21.00 mg/kg；除处理1外，其他处理土壤速效钾含量均有提升，其中处理6增幅最高，为142.10 mg/kg。说明生物腐植酸型土壤调理剂与根际微生物菌剂合理搭配使用，可有效活化土壤养分含量。

图3 不同处理对收获期水稻分蘖数的影响Fig.3 Effects of different treatments on the tiller number of rice at harvest period

图4 不同处理对收获期水稻穗长的影响Fig.4 Effects of different treatments on the ear length of rice at harvest period

表5 不同处理对土壤理化性质的影响Tab.5 Effects of different treatments on the physico-chemical properties of soil

2.4 不同处理对水稻产量的影响

不同处理对水稻产量的影响见图5。由图可以看出，处理2～处理7与处理1相比，水稻产量分别减产10.2%、减产3.7%、增产5.1%、增产13.6%、增产23.5%、减产11.6%。这说明同等成本的生物腐植酸型土壤调理剂与根际微生物菌剂合理搭配使用对水稻的增产效果最佳，具体原因有待深入研究。

图5 不同处理对水稻产量的影响Fig.5 Effects of different treatments on the yield of rice

2.5 不同处理对水稻经济效益的影响

不同处理对水稻经济效益的影响见表6。由表可知，与同成本商品有机肥相比，200 kg/667 m2生物腐植酸型土壤调理剂与100 kg/667 m2生物腐植酸型根际微生物菌剂配合使用，产生的经济效益最高。

表6 不同处理对水稻经济效益的影响Tab.6 Effects of different treatments on the economic benef i t of rice

3 结论与讨论

通过对比各处理对水稻生长与产量的影响，以及对土壤改良的效果，总结试验结果如下。

（1）生物腐植酸型土壤调理剂与根际微生物菌剂均可不同程度地改良土壤，以两者配合使用的效果最佳。试验表明，与同成本的商品有机肥相比，200 kg/667 m2生物腐植酸型土壤调理剂与100 kg/667 m2生物腐植酸型根际微生物菌剂配合使用，对土壤pH的改良与土壤有机质的提升效果显著，且表现出了“1+1＞2”的产品“耦合效应”。这是因为生物腐植酸型土壤调理剂作为一种高有机质、高腐植酸、高活性的优质土壤改良产品，施入土壤后可快速增加土壤有机质含量，促进土壤团粒结构形成，增加对土壤酸碱性的缓冲性能；同时显著提高土壤有效养分，有利于水稻对营养元素的吸收，从而促进水稻生长，提高水稻产量。

（2）生物腐植酸型土壤调理剂及生物腐植酸型根际微生物菌剂使用后可促进水稻分蘖、增长穗长，进而促进水稻生长，对提高水稻产量具有一定作用。