9系生物刺激素对玉米产量和品质的影响

贾丹丹，何 耀，袁 宸

(上海化工研究院有限公司 上海 200062)

生物刺激素，又叫生物刺激剂，其概念最早是在1974年由西班牙格莱希姆矿业公司提出的[1]，2012年后才在会议论坛中多次出现。欧洲生物刺激素联盟将生物刺激素定义为一种包含某些成分和微生物的物质，这些成分和微生物在施用于植物或植物根际时，对植物的自然生长起到刺激作用，包括加强有益物质的吸收、营养功效、非生物胁迫抗力及提高作物品质，而与营养成分无关[2]。生物刺激素目前分为腐殖酸类、复杂有机材料、有益化学元素、无机盐、海藻提取物、甲壳素和壳聚糖衍生物、抗蒸腾剂、游离氨基酸和其他含氮物质等[3]。

研究表明，生物刺激素产品可调控玉米生长发育，促进玉米的果实发育，应武等[4]研究了不同生物刺激素对鲜食玉米产量和品质的影响，结果表明生物刺激素对鲜食玉米的主要经济性状及其产量、品质均有较好的改善作用。应用生物刺激素产品可以提高农作物对肥料或土壤中有效养分的吸收利用率，谢晓伟[5]通过研究化肥配施腐殖酸对玉米养分的吸收和利用，证明减施化肥、增施腐殖酸处理不仅能提高玉米产量，还可提高玉米养分的积累量，并利于氮素向籽粒的转移；陈明昌等[6]的研究表明，土壤中施加L-色氨酸和L-蛋氨酸后，玉米对各养分的吸收明显增加。此外，生物刺激素产品还可以调控农作物生长发育，激活农作物的新陈代谢，提升作物的抗逆性[7]，刘晓静等[8]将水溶性硅肥应用于玉米上，结果表明增施硅肥可以增强玉米抗逆性和抗倒伏的能力。生物刺激素还可平衡土壤酸碱度并改良土壤结构[9]，有效促进土壤中难溶性养分及潜在养分的分解释放，将其转化为可吸收状态供作物吸收利用[10]。

玉米是所有主食中营养价值最高的粮食作物之一，也是世界上最重要的食粮之一，同时是种植面积最大的作物之一，玉米生产的安全性不言而喻。9系生物刺激素是以氨基酸和腐殖酸为基础生物刺激原料，补充一定量的中微量元素，融合多项增效和稳定技术形成的复合生物刺激素产品，绿色安全。为探索9系生物刺激素在玉米上的应用效果，开展了试验研究。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2020年7—9月在江苏省盐城市金椹农场温室大棚内开展，试验地区为温带季风型气候，试验期间温度和光照均适宜玉米生长。设施大棚内用水量可人为进行控制，试验条件可控。试验地土壤基本理化性状：w(全氮)为0.15%，w(全磷)为0.22%，w(全钾)为1.60%，w(有效磷)为73.39 mg/kg，w(速效钾)为282.05 mg/kg，w(碱解氮)为104.9 mg/kg，w(有机质)为2.68%，土壤pH为5.97，可溶性盐浓度(EC值)为324 μS/cm。

1.2 试验材料

供试玉米品种为京郊1号。

供试药剂为9系复合生物刺激素(含氨基酸水溶肥料，上海化工研究院有限公司试制品)，w(游离氨基酸)≥10%，w(Fe+Zn+Mn+B)≥2%。

供试肥料为玉米专用肥，N-P2O5-K2O为24-6-10，从市场采购。

1.3 试验方法

供试药剂添加方法：玉米生长全程共使用2次药剂，每次96 g。第1次供试药剂于玉米拔节期稀释200倍喷洒于根部；第2次在第1次喷洒30 d后进行，稀释500倍喷洒于玉米叶片。

供试肥料添加方法：播种期，施加底肥500 kg/hm2，后期不追加其他肥料。

试验小区规划方法：试验设置2个处理，随机区组排列，处理1(对照田)单施玉米专用肥，处理2(试验田)在施用玉米专用肥的基础上喷洒9系生物刺激素2次。每个处理重复4次，共8个小区，每个小区面积为16 m2。

田间管理方法：2个处理中玉米用肥情况保持一致；处理2除了喷洒9系生物刺激素外，不再添加其他生产助剂；其他田间管理采用常规高产田间管理模式。

1.4 检测指标

玉米经济指标：在玉米完熟期进行收获、测产。每个处理随机收集10棵成熟果穗，测量其穗长、穗粗和秃尖长度，对玉米穗的穗粒、穗行进行计数，称量单穗鲜重，用盐酸水解-铜还原直接滴定法测定玉米粒中的可溶性糖含量；在收获的同时每个处理取20株玉米，测量株高、茎粗。

氮磷钾吸收量的测定：每个处理取3株玉米，将其根、茎叶、穗分离，于65 ℃烘干后进行粉碎处理，测定各部位氮、磷、钾的吸收量。氮元素采用凯氏定氮法进行测定，磷元素采用比色法进行测定，钾元素采用ICP-AES法进行测定。

土壤分析：玉米收获后，采用“S”形取样法，用取土器在每个处理取15～20个点的土样合成1份土样，自然风干处理，测定土壤基本理化性质。氮元素采用凯氏定氮法进行测定，磷元素采用比色法进行测定，钾元素采用ICP-AES法进行测定，有机质含量采用重铬酸钾氧化法进行测定，pH用酸碱度测量仪进行测定。

1.5 数据处理

采用Excel 2010进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 喷洒9系生物刺激素对玉米主要经济性状的影响

喷洒9系生物刺激素对玉米主要经济性状的影响见表1。

由表1可知：喷洒9系生物刺激素的玉米与对照田的相比，株高降低了27.69%，茎粗增加了5.84%，穗粒数增加了38.74%，穗行数增加了5.47%，秃尖降低了57.54%，穗粗增加了9.22%，穗长增加了2.11%，单穗鲜重增加了26.06%。

表1 喷洒9系生物刺激素对玉米主要经济性状的影响

2.2 喷洒9系生物刺激素对玉米不同部位氮磷钾吸收量的影响

喷洒9系生物刺激素对玉米不同部位氮磷钾吸收量的影响见表2。

表2 喷洒9系生物刺激素对玉米不同部位氮磷钾吸收量的影响

由表2可知：喷洒9系生物刺激素的玉米与对照田的相比，磷、钾的吸收量分别提高了21.30%、3.45%，氮的吸收量减少了18.29%；喷洒9系生物刺激素的玉米植株，玉米穗对氮、磷的吸收量较大，茎叶对钾的吸收量较大，分别占总吸收量的52.76%、43.98%、37.59%；对照田的茎叶对氮、磷、钾的吸收量均较大，分别占总吸收量的47.31%、49.29%、60.89%。

玉米穗是玉米的主产物，喷洒9系生物刺激素的玉米穗对氮、磷、钾的吸收量均高于对照田的。其中，喷洒9系生物刺激素的玉米穗对氮、磷、钾的吸收量占总吸收量的百分比与对照田的相比，分别提高了13.78%、6.05%、5.72%。

2.3 喷洒9系生物刺激素对玉米可溶性糖含量的影响

喷洒9系生物刺激素对玉米可溶性糖含量的影响见表3。

表3 喷洒9系生物刺激素对玉米可溶性糖含量的影响

由表3可知，喷洒9系生物刺激素的玉米与对照田的相比，可溶性糖含量提高了0.14%。

2.4 喷洒9系生物刺激素对玉米产量的影响

喷洒9系生物刺激素对玉米产量的影响见表4。

表4 喷洒9系生物刺激素对玉米产量的影响

由表4可知，喷洒9系生物刺激素的玉米产量与对照田的相比，增产率达26.01%。

2.5 喷洒9系生物刺激素对土壤的影响

喷洒9系生物刺激素对土壤的影响见表5。

表5 喷洒9系生物刺激素对土壤的影响

由表5可知，试验田的土壤与对照田的相比，土壤中的全氮、有效磷、速效钾、碱解氮、有机质的质量分数分别降低了6.67%、3.35%、6.26%、22.32%、13.91%，土壤的pH升高了0.43。

3 结论

3.1 9系生物刺激素对玉米有较好的提质增产作用

喷洒9系生物刺激素的玉米植株长势更矮，茎秆更加粗壮，喷洒1次生物刺激素后的玉米幼苗与对照田的相比，根系更发达，漫灌倒伏率更低；结出的玉米穗的穗长、穗粗、穗粒数和穗行数均有不同程度的提升，且单穗更重，最终反映为产量增加；玉米的可溶性糖含量更高。综合来看，除基础肥料外，喷洒9系生物刺激素不仅对玉米有矮壮作用，防止玉米倒伏，而且可以提升玉米穗的品质，提高玉米的产量。

3.2 9系生物刺激素可以促进玉米植株对土壤中养分的吸收

研究表明，喷洒9系生物刺激素的玉米植株与对照田的相比，对磷和钾的吸收量总体增加，其中根系对磷和钾的吸收量增加，玉米穗对氮、磷、钾的吸收量均增加。

4 结语

大量科学研究以及实践应用表明，生物刺激素能有效提高肥料及农药的利用率、弥补中微量元素缺失短板、改良和修复土壤、促进作物生长、提高作物对生物和非生物胁迫的抗性、增产提质[11]。

施用肥料是作物获得高产的保证，提高肥料利用率是农业生产研究中的热点。生物刺激素旨在降低环境污染风险和提高肥料利用效率，符合当前肥料产品发展趋势。研究表明，生物刺激素对玉米的增产作用明显，推测原因在于生物刺激素的施用促进了玉米根系的生长，从而提高了玉米植株对肥料营养的吸收。

此外，在研究中发现，施加生物刺激素的土壤养分含量和土壤pH均有不同程度的变化。常规肥料施进土壤中的养分，一部分被植物体吸收，一部分挥发或淋溶流失，其余部分成为难溶物残留在土壤中。喷洒9系生物刺激素后，土壤中的氮、磷、钾含量均有所降低，而植物体内吸收量增加，推测9系生物刺激素能够有效促进土壤中养分形态的转化，同时加强玉米对营养元素的吸收能力。本试验的主要目的在于考察9系生物刺激素对玉米的产量和品质的提升作用，关于土壤中氮、磷、钾元素的变化与作物吸收量的关系还有待进一步研究。

综上所述，9系生物刺激素对玉米的主要经济性状和产量均有较好的提升作用，能够增加玉米种植收益。