节肥增效技术对玉米产量的影响

2023-07-06刘巧芝

中国农业文摘·农业工程 2023年4期

刘巧芝

摘要：【目的】验证节肥增效技术对玉米产量的影响。【方法】在大田试验中，共设置6个处理，分别为处理A（施入全量化肥）、处理B（施入85%的化肥+15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂）、处理C（施入70%的化肥+15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂）、处理D（施入15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂）、处理E（不施入任何肥料）、处理F（施入85%的化肥），并研究不同处理玉米株高、地上干物质积累量、农艺性状、产量及经济效益。【结果】在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时，玉米株高、地上干物质积累、成熟期农艺性状、产量均与全量施入化肥时差异不显著，但是其经济效益高于全量施入化肥时，具备良好的节肥增效效果。【结论】可利用微生物与作物的共济作用，减少化肥的施入量，发展绿色农业、可持续性环境友好型农业。

关键词：节肥增效技术；玉米；产量；影响

玉米是我国种植面积最大的粮食作物，化学肥料的施入可有效提升玉米产量，但过量施肥会造成严重的养分浪费，破坏土壤结构，降低土壤有机质含量等，反而会极大影响玉米产量及品质[1]。目前我国肥料利用效率远远低于世界平均水平，同时土壤可持续耕作能力并不理想[2]。近年来，随着我国农业技术水平的不断提升，节肥增效技术越来越受到人们的重视[3]。节肥增效技术即在减少化肥使用量的同时提升农作物产量，以减轻种植户负担，推动农业经济发展。添加微生物菌劑是常见的一种节肥增效技术，兼具高效、环保、安全等特点，可有效提升养分利用效率，提升玉米簇生增产能力、改进耕地质量、实现农田的可持续耕作，是当前我国农业生产的一个研究热点[4-5]。多黏类芽孢杆菌是一种对植物根际具有促生和防病作用的细菌，大量存在于土壤和植物根系中，能够起到促进植物生长、增加作物抗逆性和防治土传病害的作用，且对植物和动物无致病性，还能产生如细胞分裂素、生长素、挥发性气体等物质，可促进植物的生长，诱导植物产生系统抗性，对根腐病有较好的防效[6]。笔者通过开展玉米大田试验，探讨节肥增效技术对玉米产量的影响，同时寻求更为科学高效的玉米肥料配方。

1 材料与方法

1.1 试验地点概况

试验于2020年及2021年在山东省菏泽市进行。试验地点土层深厚、地面平整，排灌便利，0-10cm土壤容重为1.29g/m3，10-20cm土壤容重为1.34g/m3，20-30cm土壤容重为1.41g/m3，30cm以下土壤容重为1.39g/m3。土壤pH值为8.1，耕作层有机质含量约为15.82g/kg，速效钾含量约为259.74mg/kg，全氮含量约为0.88g/kg，全磷含量约为1.13g/kg，速效磷含量为13.49mg/kg。

1.2 试验材料

供试玉米品种为由敦煌种业先锋良种有限公司提供的先玉335品种。

供试肥料：磷酸二铵由云南三环中化化肥有限公司提供，其总养分含量≥64%，N、P2O5、K2O含量比为18∶46∶0；尿素由鲁西化工集团股份有限公司提供，其总氮含量≥46.2%。

多黏类芽孢杆菌由兰州交通大学微生物实验室提供，其含量为10CFU亿/g。

1.3 试验设计

本试验共设计6个处理，具体如下。

处理A：施入全量化肥，即施入当地高产栽培方式的最佳施肥量，因当地土壤含钾量较高，故无需施入钾肥；

处理B：施入85%的化肥+15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂；

处理C：施入70%的化肥+15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂；

处理D：施入15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂；

处理E：不施入任何肥料；

处理F：施入85%的化肥。

上述6个处理分别重复3次，共设置18个小区，对各个小区随机区组设计，单个小区长为10m，宽为4.5m，面积为45㎡。在小区内，玉米种植行距为40cm，株距为30cm，其种植密度为75 000株/hm2；在玉米种植过程中采取覆膜带状种植方式。

肥料施用方式：在播种前，采用多黏类芽孢杆菌菌剂对玉米种子拌种处理，于阴凉、避光位置放置30min（使多黏类芽孢杆菌菌剂充分黏附于种子表面），接着即可播种。处理A及处理E采用无菌水拌种处理。化肥施肥量为：处理A施入890kg/hm2 尿素以及489kg/hm2 磷酸二铵；其余各处理按照比例减少化肥的施入量。磷酸二铵作为基肥一次性施入，对于尿素，其基肥、大喇叭口期、开花期的施入量比例为3∶4∶3。在玉米苗期，于田间灌水900m3/hm2、拔节期灌水1100m3/hm2、开花期灌水1250m3/hm2、灌浆期灌水750m3/hm2。

1.4 测量指标

采用常规方式测量玉米在各个生育期的株高以及地上植物量；在玉米成熟期测量其穗长、穗粗、穗粒数、百粒重等。在收获后测量玉米产量。

干物质积累量测定方法：在玉米成熟后，分别在每个小区挑选5株代表性植株，取其地上部分，取叶、苞叶、雄穗、穗轴、籽粒，置入烘箱内，于105℃杀青30min，接着置于80℃烘箱内烘干直至恒重并称重[4]。

1.5 数据分析

采用Excel 2010及SPSS 19.0对所获取数据进行分析及处理。

2 结果与分析

2.1 节肥增效技术对玉米株高的影响

节肥增效技术对玉米不同生长时期株高的影响见表1。

从表1中可以看出，各个处理对玉米不同生育期株高的影响存在一定差异。在玉米整个生育期，处理A与处理B均差异不显著。在玉米苗期，处理A及处理B育苗株高明显高于处理C、处理D、处理E、处理F，其由大到小依次为A、B、C、F、D、E；在玉米拔节期，处理C及处理D、处理F差异不显著，但明显低于处理A及处理B，处理E玉米株高为最低；在玉米大喇叭口期，处理A、处理B、处理C、处理D、处理F差异不显著，明显高于处理E；在玉米开花期，处理A、处理B、处理C三者间差异不显著，明显高于处理D及处理E；在玉米灌浆期、乳熟期、成熟期，各处理玉米株高依次为处理A＞处理B＞处理C＞处理F＞处理D＞处理E。由此可以看出，节肥增效技术的应用会对玉米株高造成严重影响，在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时，玉米不同生育期株高与全量施入化肥时差异不显著，减肥30%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时，仅施入15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂以及不施入任何肥料时玉米株高均明显低于全量施入化肥处理。

2.2 节肥增效技术对玉米地上干物质积累的影响

节肥增效技术对玉米地上干物质积累的影响见表2。从表2中可以看出，节肥增效技术的应用会对玉米各个生育期干物质积累量造成显著影响。在玉米苗期，处理A与处理B干物质积累量差异不显著，为最高，处理E干物质积累量与其余5个处理均差异显著，为最低；在玉米拔节期、大喇叭口期以及开花期，各处理玉米干物质积累量由高到低依次为处理A、处理B、处理C、处理F、处理D、处理E。到了玉米乳熟期以及成熟期，处理A与处理B干物质积累量差异不显著，为最高，其余依次为处理C、处理F、处理D、处理E。由此可以看出，节肥增效技术的应用会对不同生育期玉米干物质积累量造成严重影响。在玉米成熟期，在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时，玉米干物质积累量与全量施入化肥时差异不显著，其余处理玉米干物质积累量均低于全量施入化肥处理。

2.3 节肥增效技术对玉米成熟期农艺性状的影响

节肥增效技术对玉米成熟期农艺性状的影响见表3。从表3中可以看出，节肥增效技术的应用对玉米株高存在显著性影响，其中处理A与处理B玉米株高差异不显著，依次高于处理C、处理F、处理D及处理E；节肥增效技术的应用对玉米茎粗影响显著，处理A与处理B二者差異不显著，明显高于处理C、处理F、处理D及处理E；节肥增效技术的应用与玉米叶片数影响不显著；节肥增效技术的应用对玉米穗位数影响显著，其中处理A、处理B、处理C、处理F四者间差异不显著，明显高于处理D及处理E，处理D及处理E二者间差异不显著；不同处理玉米地上植物差异显著，其中处理A、处理B、处理C、处理F四者间差异不显著，但是高于处理D及处理E。由此可以看出，减肥增效技术的应用会对玉米成熟期农艺性状造成严重影响，在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时，玉米成熟期各农艺性状与全量施入化肥时差异不显著。

2.4 节肥增效技术的应用对玉米产量构成的影响

节肥增效技术对玉米产量构成的影响见表4。从表4中可以看出，节肥增效技术的应用对玉米穗重影响显著，其中处理A与处理B穗重为最高，二者差异不显著，其余依次为处理C、处理F、处理D、处理E；处理A、处理B、处理C、处理F四者玉米穗位重差异不显著，明显高于处理D以及处理E；处理A、处理B、处理C、处理D、处理F四者玉米穗长不存在显著差异，明显高于处理E；不同处理玉米穗粗存在显著性差异，其中处理A穗粗最大，达到了6.41cm，处理B与处理C、处理F玉米穗粗差异不显著，处理D与处理E玉米穗粗差异不显著；不同处理玉米穗行数存在显著性差异，其中处理A与处理B二者玉米穗行数差异不显著，达到了19行，处理C与处理D、处理F玉米穗行数差异不显著，处理E玉米穗行数最小，仅17.12行；不同处理玉米行粒数存在显著差异，以处理A及处理B玉米行粒数最高，达到了40行以上，处理C与处理D、处理F三者行粒数差异不显著，为38行，处理E玉米行粒数最低；不同处理玉米百粒重存在显著差异，其中处理A与处理B百粒重为最大，二者差异不显著，达到了42g，其余依次为处理C、处理F、处理D以及处理E。由此可以看出，节肥增效技术的应用会对玉米产量构成严重影响，在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时，玉米各产量构成指标与全量施入化肥时差异不显著，其余处理玉米干物质积累量均依次低于全量施入化肥处理。

2.5 节肥增效技术对玉米产量及经济效益的影响

节肥增效技术对玉米产量及经济效益的影响见表5。从表5中可以看出，不同处理玉米产量存在显著性差异，其中以处理A和处理B玉米产量为最高，二者差异不显著，达到了9900kg/hm2，其余依次为处理C（7976.91kg/hm2）、处理D（5888.85kg/hm2）和处理E（4724.71kg/hm2）。不同处理玉米所获取经济效益各不相同，依次为处理B（11 897.27元/hm2）、处理A（11 614.49a元/hm2）、处理C（9393.62元/hm2）、处理D（8608.28元/hm2）、处理E（7087.07元/hm2）。由此可以看出，在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时，玉米产量与全量施入化肥差异不显著，但是其最终所获取经济效益高于全量施入化肥处理，可提升经济效益284.78元/hm2。

从上文可以看出，在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时玉米株高、地上干物质积累、成熟期农艺性状、产量均与全量施入化肥时差异不显著，但是其经济效益高于全量施入化肥时，具备良好的节肥增效效果。

3 讨论

玉米具备良好的高产以及稳产特性，因而是全世界范围内重要的饲料生产原料以及工业生产原料。近年来，随着人们对玉米产品需求量的不断增加，提升玉米产量已成为人们种植玉米的终极目标，目前最为常见的提升玉米产量措施是加大化肥的施入量[7]。但是随着化肥施入量的持续增加，其负面效应日渐凸显。

微生物菌剂作为一种功能主体，对农作物以及土壤环境均具备有利影响。在农作物种植中添加微生物菌剂可促进作物生长，提升作物的抗病性能[8]。其中，促生作用主要是给予微生物的解磷、解钾以及固氮等各种作物，同时微生物所分泌的次生代谢产物对作物的生长以及发育也具备良好的促进作用[9]。

从上文可以看出，将多年类芽孢杆菌应用于玉米种植产业，具备良好的节肥增效作用，这与陈敏洁等[10]发现的多黏类芽孢杆菌对生菜的促生作用相一致。这可能是由于多黏类芽孢杆菌的应用可有效提高玉米苗期叶绿素的含量，增强玉米的光合作用，导致其物质积累量增加，从而达到增产量的效果[6]。同时，多黏类芽孢杆菌可分泌大量的过氧化氢酶、过氧化物酶，这些物质是抗氧化酶系统的重要成员，对于植物体内活性氧代谢意义重大，随着其活性升高玉米抗逆性将显著增强，从而达到减轻病害的目的[11]。另外，多黏类芽孢杆菌对植物根际具备一定的促进作用，可有效抑制玉米根腐病病菌的繁殖，促进玉米根系的生长以及发育，加快玉米后期干物质的积累，进而达到增产的目的[12]。

4 结论

在减肥15%、增施15kg/hm2多黏类芽孢杆菌菌剂时玉米株高、地上干物质积累、成熟期农艺性状、产量均与全量施入化肥时差异不显著，但是其经济效益高于全量施入化肥时，具备良好的节肥增效效果，值得大力推广。可利用微生物与作物的共济作用，减少化肥的施入量，发展绿色农业、可持续性环境友好型农业。

参考文献

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