不同生物菌肥节氮效果及对水稻生长发育和产量的影响

陈书强,魏中华,谢树鹏,杜晓东,李 想，杨丽敏,赵海新,蔡永盛,薛菁芳,周 通

(1 黑龙江省农业科学院 水稻研究所//农业部寒地粳稻冷害科学观测实验站，黑龙江 佳木斯 154026；2 黑龙江省农业科学院 绥化分院，黑龙江 绥化 152052；3 黑龙江省农业机械工程研究院佳木斯农业机械化研究所，黑龙江 佳木斯 154004)

水稻是世界三大主要粮食作物之一， 也是我国最重要的粮食作物， 我国是世界上最大的水稻生产国，总产位居世界第一［1］，种植面积约占我国粮食作物的30%，稻谷产量约为我国粮食总产的40%，全国约2／3 的人口以水稻为主食［2］，因此水稻生产在我国国民经济发展中占据极其重要的地位，对农业生产具有举足轻重的影响。然而在农业生产中化肥和农药的大量施用容易造成土壤退化、农作物品质下降、生态环境恶化等问题，对我国食品及环境安全构成严重的威胁。 生物菌肥因其环境友好、资源节约、绿色安全等特点受到广泛关注， 在安全优质农产品生产和生态环境中的地位不断提高， 在我国农业发展中的地位尤为突出［3］。 近年来，生物菌肥已经广泛应用到了各种作物栽培之中，在改善土壤结构［4］、提高养分供应能力［5］、刺激作物生长［6-8］、降解有害物质［9］和增加作物抗逆能力［10］上具有显著效用。因此，本研究以龙粳31 和绥粳18 为材料，以常规施肥处理为对照，分析了4 种生物菌肥处理对水稻生长发育、 产量构成因素及产量的影响及节氮效果， 有利于合理地应用生物菌肥，实现水稻节氮增产的目的，推动水稻向优质、高效和高产的方向发展。

1 材料与方法

1.1 供试品种

龙粳31（L）、绥粳18（S）。

1.2 供试肥料及施用方法

用4 种在生产中用量较大或试验阶段效果较好的生物菌剂（肥），A1（奕源生物菌剂）、A2（普绿通植物免疫增产蛋白）、A3（中强汇丰掺混肥）、A4（万丰达掺混肥），设1 个对照A5（CK）。 生物菌剂（肥）情况具体如表1：

表1 生物菌剂（肥）含量使用时期方法

1.3 试验方法

水稻于4 月7 日浸种，4 月16 日播种， 采用大棚旱育苗移栽的种植方式，育中壮苗，插秧时叶龄3.5 叶左右，秧龄30～35 d。 5 月22 日移栽，插秧规格行株距为30 cm×13.3 cm，插植穴数为25穴／m2左右，每穴基本苗为5 苗左右，每个处理3次重复，处理间用塑料隔板隔开，相同处理的2 个品种种植在同一小区，共计15 个小区，每个小区可以单独灌溉。 A1、A2 处理根据说明进行喷施。各处理不同时期肥料使用情况如表2：

表2 肥料各时期具体施肥量 单位：kg/hm2

1.4 测定项目

1.5 数据处理

表3 生物菌肥对水稻分蘖动态的影响 单位：个/穴

采用Microsoft Office Excel2003 和dps7.05软件进行数据整理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 生物菌肥对水稻分蘖动态的影响

分蘖是水稻一个重要生育特性， 也是水稻健壮的标志［11］。 分蘖数的增加可以扩大水稻光合作用的叶面积，有利于稻株生物量的积累［12］。 由表3所示，7 月19 日水稻分蘖数达到最高。 分蘖前期，水稻刚开始分蘖，各处理差别不明显。 龙粳31（L）和绥粳18（S）两个品种A1、A2 处理缓苗要好于其它3 个处理； 分蘖中期各处理间分蘖数量差异不大，分蘖高峰时A5（CK）处理的茎数略高于其它处理，各处理的成穗数变化不大。由水稻茎蘖数分析可以看出，生物菌肥促进水稻缓苗。

2.2 生物菌肥对水稻抽穗期叶面积指数、干物质及生物产量的影响

叶面积指数（LAI）是光合作用的基础，适宜的叶面积指数对产量形成至关重要。如表4 所示，叶面积指数龙粳31 （L）A1 最高，A4 最小，A4 与A5（CK）差异不大；绥粳18（S）A1 处理叶面积指数最高，A4 和A5（CK）最小；龙粳31（L）和绥粳18（S）两个品种在生物产量、 茎鞘重和穗重方面各生物菌肥处理均高于对照； 两个品种在总颖花数方面A5（CK）处理高于各生物菌肥处理。

2.3 生物菌肥对水稻成熟期叶面积指数、干物质及产量的影响

如表5 所示，龙粳31（L）和绥粳18（S）两个品种在生物产量上各处理间差异不大； 在茎鞘重和穗重方面A5（CK）处理低于其它生物菌肥处理；叶面积指数上龙粳31 （L）A2 处理最高，A3 处理最小，A3 处理与A5（CK）处理差异不大。 绥粳18（S）A1 处理叶面积指数最高，A3 处理和A5（CK）处理最小；在总实粒数方面龙粳31（L）各处理间差异不大，绥粳18（S）A5（CK）处理低于其它生物菌肥处理；籽粒产量龙粳31（L）A4 处理最高，A5（CK）处理最低，较对照增产2.8%。 绥粳18（S）A4处理最高，A5（CK）处理最低，较对照增产6.8%。

2.4 生物菌肥对水稻株高及产量性状的影响

从表6 可以看出，龙粳31（L）和绥粳18（S）两个品种株高上A5 （CK） 略高于其它生物菌肥处理； 经济系数方面两个品种各生物菌肥处理均高于A5（CK）处理，两个品种A1 处理经济系数均最高， 且龙粳31 的经济系数高于绥粳18 的经济系数；各生物菌肥处理间穗长、实粒数差异不大；结实率和千粒重方面两个品种均表现为A1 处理最高，A5（CK）处理最低。

表4 生物菌肥对水稻抽穗期叶面积指数、干物质及生物产量的影响

表5 生物菌肥对水稻成熟期叶面积指数、干物质及产量的影响

表6 生物菌肥对水稻株高及产量性状的影响

2.5 生物菌肥对水稻实测产量的影响

图1 生物菌肥对两个品种实测产量的影响

如图1 所示，龙粳31（L）和绥粳18（S）两个品种A4 处理产量最高，A5（CK）处理产量最低。 龙粳31（L）A4 处理产量为8 628.5 kg／hm2，A5（CK）处理产量为8 403.2 kg／hm2， 增产幅度为2.7%，A1、A2 和A3 处理产量跟A5（CK）处理相比都略有增产。 绥粳18 （S）A4 处理产量为7 935.1 kg／hm2，A5（CK）处理产量为7 802.5 kg／hm2，增产幅度为1.7%，A1、A2 和A3 处理产量跟A5 （CK）处理相比都略有增产，但幅度不大。

3 结论与讨论

3.1 结论

①分蘖前期两个品种A1、A2 处理缓苗要好于其它3 个处理； 分蘖中期各处理间分蘖数量差异不大，分蘖高峰时A5（CK）处理的茎数略高于其它处理。 抽穗期叶面积指数两品种均为A1 处理最高；成熟期叶面积指数上龙粳31（L）A2 处理最高，绥粳18（S）A1 处理叶面积指数最高。

②在抽穗期生物产量、 茎鞘重和穗重方面各生物菌肥处理均高于对照， 成熟期茎鞘重和穗重方面各生物菌肥处理均高于A5（CK）处理；A1 处理经济系数最高，A1 处理的结实率和千粒重两个品种均表现最高， 各处理间穗长、 穗粒数差异不大；在总实粒数方面绥粳18（S）各生物菌肥处理均高于A5（CK）处理；两品种A4 处理籽粒产量均最高，分别较对照增产2.8%、6.8%。

③实测产量上，A1 处理（奕源生物菌剂）节肥最多（比对照减氮肥18.6%），产量与对照相当。A4处理（万丰达掺混肥）产量最高，节肥量低于A1处理（比对照减氮肥10.5%），A1（奕源生物菌剂）和A4（万丰达掺混肥）处理可以适当推广。

3.2 讨论

生物菌肥对水稻生产发育及产量的影响已有诸多报道，一般认为，生物菌肥具有固氮、解磷、活化土壤、培肥地力、提高肥料利用率等功效，能显著促进水稻根系发育、增加分蘖、提高成穗率、进而提高产量［13］。王成瑷［14］的研究表明，生物菌肥能增加单位面积穗数、单穗颖花数量、混合千粒重。鲁杰［15］的研究表明，施用施倍得生物有机菌肥可以减少氮肥量176.7 kg／hm2（256.83%），并能获得与化学肥料相同的增产比率， 同时还缩短水稻生育期2～11 d，降低植株高度6～8 cm，增强抗倒伏能力，保证安全成熟，并能提高水稻饱满千粒重、混合千粒重和成熟率。 崔曾杰［16］的研究认为增施生物菌肥处理水稻生长发育及产量均优于正常施肥处理。从本试验结果来看，生物菌肥处理的分蘖数、叶面积指数等方面要高于常规施肥处理；在产量构成因素方面， 结实率和千粒重要优于常规施肥处理，产量略高于常规施肥处理，这与前人的研究结果相一致。 这可能与生物菌肥处理改善了土壤环境， 使水稻根系活力增强， 养分供应能力提高，籽粒的灌浆更为充实有关［17］。通过对生物菌肥和常规施肥的比较研究， 总结不同生物菌肥对水稻生长发育及产量相关性状的影响及节氮效果，找到了产量不减前提下节约氮肥17%以上的生物菌肥（奕源生物菌），节氮18.6%，产量与对照相当；若要保持产量稳定性或适当提高产量，可选用节氮较少的万丰达掺混肥。 说明施用生物菌肥有可能达到常规施肥的产量效果， 而且还可以节省氮肥的施用量。 但对于生物菌肥的种类、用量、施用方法与时期，仍需进一步试验与研究。