花生上生物菌肥替代化肥减施增效技术研究

陈建生，李文金，康涛，李海东，张艳艳，张利民，马为勇

（1.泰安市农业科学研究院，山东 泰安 271000；2.宁阳县华丰镇农技推广站，山东 宁阳 271413）

花生产业作为我国传统的优势产业，因其经济效益高、贸易份额大、市场潜力广而受到政府和广大农民的重视［1］。山东省花生常年种植面积在80万hm2左右，总产320万t左右，占全国花生面积和总产量的15%和20%以上，种植水平、出口和加工能力均处于全国领先地位。

在花生种植中过量施用化肥会导致多方面负面影响。一是土壤性状恶化：农田大量施用化肥，养分不能被作物有效吸收利用，氮磷钾等易被土壤固结，形成各种化学盐分而在土壤中积累，造成土壤养分结构失调、物理性状变差，部分地块有害金属和有害病菌超标，导致土壤性状恶化［2］；二是花生品质下降：偏施某种化肥，导致作物营养失调，体内部分物质转化合成受阻，造成产品品质降低；三是环境污染：过量施用化肥，土壤水溶性养分被雨水和灌水淋溶到地下及河流中，造成地下水及河流污染，使地下水、河流、湖泊呈富营养化，导致地下水硝酸盐含量超标。因此，花生化肥减施增效技术的研究［3］势在必行。

要想实现化肥减施增效，新型肥料的替代或部分替代与水肥施用技术的改变是解决问题的关键。目前，生物菌肥在培肥地力、提高化肥利用率、抑制农作物病害发生、促进农作物秸秆腐熟利用、提高农作物品质方面已表现出不可替代的作用［4］。本试验分别以不施肥和常规施化肥为对照，设置生物菌肥与化肥不同配比处理，研究生物菌肥替代部分化肥对花生的增产效果，以期为微生物菌肥在花生生产上的推广应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2019年在泰安市农业科学研究院马庄镇科技示范基地进行。试验地为壤土，耕层土壤理化性质：有机质16.9 g／kg、碱解氮96.9 mg／kg、有效磷38.4 mg／kg和速效钾113.0 mg／kg。供试品种为山花9号。

生物菌肥采用鲁农集团生产的根多宝生物菌肥，有益活菌数10亿个／g，有机质60%。本品富含解淀粉芽孢杆菌、地衣芽孢秆菌、枯草芽孢杆菌、侧孢芽孢秆菌等几十种有益菌群，含黄腐酸钾30%、甲壳素5%、活性钙10%、海藻精10%、植物蛋白6%、金属蛋白酶0.8%、维他命组合3%、稀土2%、生长平衡因子等高能量元素及抗重茬剂、生根粉等。

常规施肥采用金正大3＋三复合肥（N－P2O5－K2O ＝15－15－15），该肥料除含有植物必需的N、P、K三大主要营养元素外，还添有聚天冬氨酸、锌、硼等微量元素。

1.2 试验设计

生物菌肥与化肥配施以施肥量为计算标准，共设7个处理：CK，不施肥；T0，常规施肥（复合肥900 kg／hm2）；T20，20%生物菌肥（180 kg／hm2）＋80%化肥（复合肥720 kg／hm2）；T40，40%生物菌肥（360 kg／hm2）＋60%化肥（复合肥540 kg／hm2）；T60，60%生物菌肥（540 kg／hm2）＋40%化肥（复合肥360 kg／hm2）；T80，80%生物菌肥（720 kg／hm2）＋20%化肥（复合肥180 kg／hm2）；T100，100%生物菌肥（900 kg／hm2）。

采用垄作覆膜穴播种植模式。随机区组排列，重复3次。小区面积13.32 m2。垄长7.4 m，垄距90 cm。每处理2垄，每垄双行。每穴两粒，666.7m2播种9 200穴。全部化肥结合耕地基施，生物菌肥起垄时沟施于垄内。避免同时施用时，生物菌肥由于化肥浓度的影响而降低其肥效［5］。田间管理采用常规办法进行。

1.3 测定项目和方法

分别于苗期、花针期、结荚期、饱果期、成熟期取有代表性的连续10穴植株进行室内考种，测定单株叶面积和干物质积累量。生物量采用烘干法测定，叶面积采用打孔称重法，叶绿素含量采用乙醇萃取法测定。荚果晒干后放入室内平衡10天，每小区实收计产。

在花生各生育期选取受光方向和生长一致的叶片于晴天9—14时测定主茎倒三叶的光合速率。光合速率测定采用英国产CIRAS－Ⅱ光合测定系统进行。

于花生各生育期用土钻分别取各样点0～20、20～40、40～60 cm土层土壤，测定其容重及氮磷钾含量，计算花生氮素利用效率及氮肥偏生产力。

氮素利用效率（kg／kg）＝作物产量／作物植株氮素积累总量；氮肥偏生产力（kg／kg）＝作物产量／施氮总量。

1.4 数据处理与分析

采用Microsoft Excel和DPS软件对数据进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对各生育期花生叶片叶绿素含量的影响

由表1可见，不同生育期花生叶片叶绿素含量均表现为：T20＞T40＞T0＞T60＞T80＞T100＞CK，且T20与其它处理差异均达显著水平，说明适量施用生物菌肥对花生叶片叶绿素含量有显著提升作用。T0与T40、T60处理差异不显著，说明生物菌肥替代化肥比例在20%～40%范围内，花生叶绿素含量较高；大于40%，叶绿素含量呈下降趋势。

表1 不同处理对花生叶片叶绿素含量的影响（mg／g）

2.2 不同处理对各生育期花生叶片光合速率的影响

由表2可见，随生育进程，各处理花生叶片光合速率呈先升高后降低的趋势。不同生育期花生叶片光合速率均表现为：T20＞T40＞T0＞T60＞T80＞T100＞CK，T20与其它处理差异达显著水平。说明适量施用生物菌肥有利于提高花生叶片光合速率。T0与T40差异不显著但与T60、T80、T100差异显著（成熟期除外），说明生物菌肥替代化肥在20%～40%区间，花生光合速率较高。

表2 不同处理对花生叶片光合速率的影响 ［μmol／（m2·s）］

2.3 不同处理对花生各生育期叶片干物质积累的影响

由表3可见，各处理花生成熟期不同器官干物质积累量均以T20处理最高，T20、T0、T40处理的根＋果针、茎秆＋叶片差异不显著，T60、T80、T100处理各器官干物质积累均显著低于T20、T0、T40处理。这说明生物菌肥替代化肥在20%～40%区间，花生光合产物的积累量较高。

表3 不同处理花生成熟期各器官干物质积累量（kg／hm2）

2.4 不同处理对荚果产量及氮素利用效率的影响

由表4可以看出，T20荚果产量最高，氮素利用效率和氮肥偏生产力均最高，与其它处理差异显著；其次为T40处理，但与T0差异未达显著水平。说明生物菌肥与化肥适量配施是一种高产高效的氮肥运筹方式，施入适量生物菌肥能促进花生对氮素的吸收。

表4 不同处理对花生产量及氮素利用效率的影响

3 小结

叶绿素是重要的含氮化合物，其含量降低是花生叶片衰老的标志之一［6］。适宜的施肥量可提高花生叶面积系数，增加叶片叶绿素含量，提高群体光合速率，为叶片同化更多光合产物提供生理基础，促进花生碳代谢［7］。生物菌肥与化肥分期配施可显著改善花生叶片的光合性能，提高叶片净光合速率［8］。本研究结果表明，生物菌肥替代化肥处理中，20%生物菌肥＋80%化肥处理的花生光合速率、干物质积累、氮素利用效率和氮肥偏生产力均最高，其次为40%生物菌肥＋60%化肥处理。说明生物菌肥可部分替代化肥，以20%～40%生物菌肥的添加比例较为适宜。施生物菌肥具有改良土壤、增加土壤肥力、促进作物生长、增加作物产量和改善作物品质［9］的作用，合理施用具有低投入、高产出、无污染的特点［10］。