微藻生物肥在水稻上的应用效果研究

梁 青 赵 璐 王文哲

（日照职业技术学院，山东 日照 276826）

我国作为一个农业大国，为了满足人们日益增长的物质需求，实现农产品的增产增收，过去较长时期内人们主要通过大量单一应用化学肥料。然而，这一举措在促进农产品增产增收的同时也带来了土壤肥力下降，甚至产生了农业环境污染等系列问题。随着人们生活水平的显著提升，人们对农产品的产量、质量提出了更高要求，这就要求研发新型作物肥料。对于农作物产量和品质而言，土壤质量对其有直接性的影响。土壤微生物中，微藻作为其中的关键组成部分，在土壤结构改善和肥力提升方面有重要的促进作用，可促进农作物的保质、保量生长。微藻生物肥作为一种农业环境友好型微生物肥料，主要由光合绿藻和固氮蓝藻2部分组成，是在自然提取方式下，通过生物工程培养的活性细胞的自身代谢活动和持续裂变繁殖，为植物生长提供营养元素，属于新型作物肥料。微藻生物肥的主要成分是活性细胞，又被称为细胞肥。藻细胞可产生藻多糖、叶酸及核酸等，在生物酶的作用下，可解固氮、固碳及磷钾等，将土壤阳离子矿物质元素的活性予以提升，从而利于光合产物的积累与转化，以促进植物次生代谢，提高农作物产量和品质。因此，2021年3月，在湖南省岳阳市平江县瓮江镇双潭村展开了水稻试验，将微藻生物肥应用其中，探究其应用效果。

1.材料与方法

1.1 试验地及材料

试验地为湖南省岳阳市平江县瓮江镇双潭村，试验地的土壤为砂底灰泥田，中等肥力，耕层厚度为18cm。种植水稻时，采用的水稻品种为T两优明占，是生育期为141d的中籼两系杂交稻，相较于Ⅱ优明86生育期多1d。T两优明占具有高产量、优米质的特点。同时，在抗稻瘟病方面中等水平，采用的肥料则是由日照职业技术学院应用微藻团队自主研制的微藻生物肥。

1.2 研究方法

在试验过程中，共设计了如下6种处理方法，如表1所示。在试验中，采用小区简比法，顺次排列，不设重复，每种处理方法下的处理面积均为133.6 m2。

表1 试验设计方法

1.3 栽培管理

在对水稻进行栽培管理的过程中，包括育秧管理、秧田、大田管理。其中，育秧管理又包括手工、机械插秧管理2个方面。在手工插秧管理中，于2021年6月3日湿润秧并播种，于6月30日进行移栽。在机械插秧管理中，于6月10日采用机械进行插秧并播种，6月30日机插，用种量为22.5kg/hm2。无论是手工插秧，还是机械插秧，其密植的规格均为16cm×30cm。在管理秧田时，一叶包心期施尿素30kg/hm2，而移栽前7d左右施尿素75kg/hm2。在这一阶段，于出苗前稀释尿素并进行均匀施肥，然后应用15L/hm2的微藻生物肥。在管理大田时，按照5:5的磷钾肥基肥、蘖肥，4:4:2的氮肥基肥、蘖肥、穗肥以及150kg/hm2的N和105kg/hm2的K2O与60 kg/hm2的P2O5进行常规施肥。在这一阶段，于插秧后随水泼浇到大田中，应用微藻生物肥的量为6000mL/hm2。

2.结果与分析

2.1 不同处理法下的水稻生育期情况

比较不同处理法下的水稻生育期，相较于CK1和CK2分别为129d、132d的总生育期，处理方法1、2、3的总生育期均为128d，处理方法4、5、6的总生育期均为131d。可见，水稻在生育期方面基本相同，并不存在明显的差异。

2.2 不同处理法下的水稻经济性状情况

相较于CK1和CK2不施用微藻生物肥的经济性状各指标，应用微藻生物肥的水稻，其穗长为0.2～1.9cm，株高为0.4～1.2cm。其中，穗长最短且株高最高的是处理法3和处理法6下的水稻。同时，无论是手工插秧，还是机械插秧，秧田、大田都应用微藻生物肥进行处理的水稻，其在穗粒数和结实率方面也都是最高的。从理论产量的角度来说，在手工插秧下，处理法3的理论产量最高，然后依次是处理法1、处理法3、CK1。而在机械插秧下，处理法6的理论产量最高，然后依次是处理法5、处理法4、CK2。因此，微藻生物肥应用于水稻中，可提高生物菌活性，提高肥料利用率，并通过活化土壤，提高水稻干物质积累量，增加了穗粒数和结实率，以实现增产。不同处理法下的水稻经济性状情况如表2所示，不同处理法下穗长和株高情况如图1所示。

表2 不同处理法下的水稻经济性状情况

图1 不同处理法下穗长和株高情况

2.3 不同处理法下的水稻经济效益情况

相较于CK1和CK2不施用微藻生物肥的经济效益情况，6种处理方法下的水稻产量都在一定程度上有所增加。其中，水稻产量增加最多的是处理法3，相较于CK1实现增产达824.9kg/hm2，增收达2268.2元/hm2，产投比为3.6∶1。而处理法1下具有最大的产投比。不同处理法下的水稻经济效益情况如表3所示。

表3 不同处理法下的水稻经济效益情况

3.结论与讨论

为推进我国生态农业发展，也为促进我国农业的健康可持续发展，开发农业环境友好型的新型肥料成为重点研究课题。生物肥料是以环境友好、高效且微量为特点的最佳替代化学肥料的一类含有有益微生物的制品，主要是通过微生物的生命活动，转化水质、土壤中的物质，通过吸收环境中的营养促使农作物生长，发挥增产、增效的作用。微藻属于自养生物，具有结构简单、个体微小及高光和利用度等特点。目前，地球上约有3万余种微藻，已知的微藻主要包括蓝藻门等原核生物、硅藻门等真核生物。微藻肥料具有固氮、固碳等生物特性，含有生物活性物质及微量元素。在农药、化学化肥减量的农业生态发展背景下，微藻生物肥具有更为广泛的应用前景。目前，对于微藻生物肥在水稻中的应用效果还鲜有研究，通过研究分析，不仅能为微藻生物肥的合理应用提供依据，而且能为推进生态农业发展提供支持。

研究显示，手工插秧和机械插秧中应用微藻生物肥都能够促使水稻种植实现增产增收。其中，增产率为0.1%～9.8%，增收范围为34.1元/hm2～2268.2元/hm2。相较于机械插秧方式，采用手工插秧方式具有更高的增产效果。在穗粒数方面，人工插秧方式下可达182粒。在增产及增幅方面，在人工插秧方式下且秧田、大田都应用微藻生物肥，可获得最大的增产率，增产和增幅分别为824.9kg/hm2、9.8%。在产投比方面，应用微藻生物肥时，最大的产投比是处理方法1，即人工插秧方式下仅在秧田施肥。即选择手工插秧时，为实现降本增效，可在秧田施微藻生物肥；选择机械插秧方式时，为实现增产增效，应在秧田期和大田期都施微藻生物肥。微藻作为生物肥料，主要具有以下5中优势。1）含有丰富的营养元素及微量元素，如类胡萝卜素、维生素、植物激素及抗真菌物质和氨基酸等。2）可通过降低钾、磷及氮等的释放速度，以防养分流失，满足作物生长需求。3）生物质能直接用于土壤接种，具有较快的繁殖速度且能规模化培养，不会污染土壤和水质。4）可通过城市污水、废水获得微藻生物，制成肥料，具有低成本的优势。5）可将被破坏的盐碱地及荒漠化土壤等予以修复。正是由于微藻生物肥具有上述优势，微藻生物肥应用于水稻中，之所以能够实现增产增效的作用，主要在于微藻能够合成并分泌赤霉素、生长素及细胞分裂素等多种促生长物质，以起到调节水稻发育、代谢及生长的作用。在促进种子萌发、幼苗生长方面或提高作物产量和品质方面，微藻都可发挥重要作用。

在手工插秧或机械插秧下，都可将微藻生物肥应用于水稻栽培中，以实现增产增效。在手工插秧下，微藻生物肥应用于秧田和大田水稻中的增产率最大。因此，微藻生物肥应用于水稻是值得应用和大力推广的，未来可进一步加大示范和推广力度。此外，在实际应用微藻生物肥的过程中，应注意不可与化学农药、除草剂及杀虫剂等同时使用。