木霉菌配合肥料施用對玉米產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

吳旭東, 劉慶葉, 孫菲菲, 陳莉莉, 郭 榮, 王克春, 殷宏寶, 王東升, 李偉明*

(1.南京市蔬菜科學研究所, 江蘇 南京 210042; 2.南京市六合區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 江蘇 南京 210095； 3.南京市六合區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所, 江蘇 南京 210095； 4.南京駿圣生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司, 江蘇 南京 210095)

玉米(ZeamaysL.)原產(chǎn)于中美洲和南美洲，是世界重要糧食作物之一，廣泛分布于中國、美國、巴西等國家[1-2]。玉米在我國糧食生產(chǎn)安全中發(fā)揮著不可忽視的作用，關(guān)乎我國的民生問題，研究玉米種植技術(shù)對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義[3-5]。肥料是作物增產(chǎn)提質(zhì)的重要保障，目前玉米的施肥方式粗放，肥料利用率低，不僅不利于作物生長，還會對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。過量施用復合肥易造成耕地土壤板結(jié)、次生鹽漬化問題頻現(xiàn)，不利于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。木霉菌是一種廣泛用于植物病害生物防治和改善作物生長的絲狀真菌，能夠增加作物產(chǎn)量和品質(zhì)，還能改良土壤[6]。有研究表明，肥料配施木霉菌在一定條件可促進茄果類、瓜類的生長發(fā)育，同等施氮條件下，配施木霉菌后較常規(guī)施肥顯著提高作物生長指標、產(chǎn)量及品質(zhì)[7]。鄧建玲等[8]研究表明，木霉菌劑對黃瓜苗期的生長促進作用比有機肥明顯，二者混合施用比單一施用有機肥效果好，而且可降低有機肥施用量；木霉菌菌劑可增加黃瓜結(jié)果數(shù)，當與基肥灌根和葉面追肥協(xié)同使用時又可促進黃瓜果實單重和產(chǎn)量明顯增加。目前木霉菌的應用多見于茄果類、瓜類作物上報道，但將其應用于玉米生產(chǎn)上的研究較少。鑒于此，研究木霉菌、生物有機肥與普通復合肥(化學肥料)復配對鮮食糯玉米的生長性狀、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，旨在為玉米生產(chǎn)中木霉菌的科學應用及肥料的合理施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設(shè)在江蘇省南京市江寧區(qū)橫溪鎮(zhèn)蔬菜花卉科學研究所內(nèi)，園區(qū)總面積68 hm2，其中，大棚面積6.8 hm2，溫室5 hm2。供試土壤為黃棕壤，基礎(chǔ)養(yǎng)分含量：有機質(zhì)44.32 g/kg，堿解氮108.06 mg/kg，有效磷37 mg/kg，速效鉀89 mg/kg，土壤pH 6.33。

1.2 材料

玉米品種為鮮玉糯4號，是海南省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所育成的國審品種(國審玉2015035)。生物有機肥由江陰市聯(lián)業(yè)生物科技有限公司生產(chǎn)，總養(yǎng)分≥8%。普通有機肥由南通惠農(nóng)生物有機肥有限公司提供，總養(yǎng)分≥5%，有機質(zhì)≥45%。復合肥(化學肥料)為安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，N+P2O5+K2O≥45%，3種養(yǎng)分等量。木霉菌生物有機肥由江蘇谷榮茂生物科技有限公司提供，總養(yǎng)分≥8%。

1.3 方法

1.3.1 試驗設(shè)計 以施肥種類和肥料用量為試驗因子，共設(shè)6個處理(表1)。T1(CK)：不施肥；T2(常規(guī)施肥)：基肥為普通有機肥500 kg/667m2+復合肥30 kg/667m2，追肥1次，為復合肥30 kg/667m2；T3(減施40%復合肥)：基肥為普通有機肥500 kg/667m2+復合肥18 kg/667m2，追肥1次，為復合肥18 kg/667m2；T4(減施40%復合肥+生物有機肥等養(yǎng)分替代復合肥)：基肥為普通有機肥500 kg/667m2+復合肥18 kg/667m2+生物有機肥67.5 kg/667m2，追肥1次，為復合肥18 kg/667m2；T5(常規(guī)施肥+木霉菌)：基肥為接種木霉菌的有機肥312 kg/667m2+復合肥30 kg/667m2，追肥1次，為復合肥18 kg/667m2；T6(減施40%復合肥+木霉菌)：基肥為接種木霉菌的有機肥312 kg/667m2+復合肥18 kg/667m2，追肥1次，為復合肥18 kg/667m2。每個處理3次重復，小區(qū)長4 m，寬2 m，面積為8 m2，間隔40 cm。采用完全隨機區(qū)組排列。

表1 各處理肥料組合及用量

1.3.2 測定指標 2019年8月定植，至11月鮮食糯玉米成熟，分3次采收，并統(tǒng)計產(chǎn)量、穗數(shù)。在玉米拔節(jié)期測定玉米株高、莖粗、葉綠素，成熟采收后選取樣品及時測定可溶性糖、可溶性蛋白和維生素C含量。可溶性糖含量用費林試劑滴定法測定[9]，可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍法測定[10]，維生素C含量用2,6-二氯靛酚滴定法測定[11]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并作圖。SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)分析，差異顯著性采用單因素方差分析評價，多重比較采用最小顯著極差法(LSD)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理玉米的株高、莖粗及葉綠素含量

由圖1可知不同施肥處理玉米的株高、莖粗及葉綠素含量的變化。

2.1.1 株高 不同處理間，鮮食糯玉米的株高表現(xiàn)為T2(110.7 cm)> T6(110.3 cm)>T5(108.7 cm)> T4(101.3 cm)> T3(96.0 cm)>T1(80.3 cm)。T2和T6與T5、T4的差異不顯著，與T1、T3差異顯著；T1顯著低于所有施肥處理。表明，常規(guī)施肥(T2)對增加玉米株高的效果最好，但與減施40%復合肥+木霉菌(T6)、減施40%復合肥+生物有機肥等養(yǎng)分替代(T4)、常規(guī)施肥+木霉菌(T5)處理間差異并不顯著；不施肥的處理(T1)較其他處理株高明顯降低，說明施用復合肥對前期植株的生長有良好促進作用，施用木霉菌對玉米株高增加也有促進作用，減施40%復合肥處理對玉米株高的促進作用低于常規(guī)施肥及減施40%復合肥+木霉菌處理，差異達顯著水平。

2.1.2 莖粗 不同處理間，鮮食糯玉米的植株莖粗表現(xiàn)為：T5(31.0 mm)>T6(30.0 mm)=T2(30.0 mm)>T4(26.3 mm)> T3(26.0 mm)>T1(21.7 mm)。T5莖粗顯著大于T4、T3和T1，與T6和T2差異不顯著；T6和T2顯著大于T4和T1；T4與T3無顯著性差異，但均顯著大于T1。表明，施用木霉菌可增加玉米莖粗，減施40%復合肥+生物有機肥等養(yǎng)分替代的處理莖粗與常規(guī)施肥處理相當。

2.1.3 葉綠素含量 不同處理間，鮮食糯玉米葉片的葉綠素含量(SPAD)表現(xiàn)為T5(39.0)>T6(38.7)>T4(36.7)>T2(36.0)>T3(34.7)>T1(32.7)。T6和T5葉片葉綠素含量差異不顯著，但均顯著高于其余處理；T4與T2間、T3與T2之間差異不顯著，但均顯著高于T1。表明，施用木霉菌可有效提高玉米葉片葉綠素含量，即使在復合肥減施40%后施用木霉菌仍有明顯效果。

2.2 不同施肥處理玉米的品質(zhì)

由表2可知不同施肥處理玉米籽粒的可溶性蛋白、可溶性糖和Vc含量的變化。

2.2.1 可溶性蛋白含量 可溶性蛋白含量T5>T6>T4>T2>T3>T1。T5顯著高于其余處理，除T4與T2間無顯著差異外，其余處理間差異顯著。表明，施用木霉菌可有效增加玉米籽粒中可溶性蛋白含量，減施40%復合肥+生物有機肥等養(yǎng)分替代的處理(T4)與常規(guī)施肥處理(T2)玉米籽粒中可溶性蛋白的含量無顯著差異，減施40%復合肥(T3)與不施用任何肥料(T1)的玉米籽粒可溶性蛋白含量明顯低于其余處理。

2.2.2 可溶性糖含量 可溶性糖含量T5>T6>T4> T3>T2>T1。T6與T5、T3與T2間無顯著差異，T6和T5與T1、T2、T3、T4間、T3及T2與T1、T4間差異達顯著水平。表明，施用木霉菌可顯著提高玉米籽粒可溶性糖含量，對提升口感有明顯效果，減施40%復合肥+生物有機肥等養(yǎng)分替代處理(T4)的玉米籽粒可溶性糖含量較常規(guī)施肥處理(T2)顯著增加，減施40%復合肥處理(T3)較常規(guī)施肥處理有所增加，可見復合肥的施用對提高玉米籽粒中可溶性糖含量的作用有限。

2.2.3 Vc含量 Vc含量T6>T5>T4> T2>T3>T1。T6與T5間，T4、T3及T2間無顯著差異；T6及T5與T1、T2、T3、T4間，T1與T4、T3、T2間差異達顯著水平。表明，施用木霉菌可顯著提高玉米籽粒中Vc含量，對玉米營養(yǎng)價值的提升有明顯效果，即使在復合肥減施40%后施用木霉菌仍有明顯效果。而減施40%復合肥+生物有機肥等養(yǎng)分替代的處理(T4)與常規(guī)施肥處理(T2)及減施40%復合肥處理(T3)玉米籽粒Vc含量無顯著差異。

表2 不同施肥處理鮮食糯玉米的可溶性蛋白、可溶性糖及維C含量

2.3 不同施肥處理玉米的產(chǎn)量及產(chǎn)值

由表3可知不同施肥處理玉米的穗數(shù)、產(chǎn)量及產(chǎn)值的變化。

2.3.1 穗數(shù) 不同處理間，鮮食糯玉米的穗數(shù)表現(xiàn)為T6>T5>T4>T2>T3>T1。T6、T5、T4間，T5、T4、T2間的差異不顯著，但均顯著高于T3和T1；T3與T1間無顯著差異。減施40%復合肥+木霉菌處理(T6)玉米的穗數(shù)顯著增加，但與常規(guī)施肥+木霉菌處理(T5)及減施40%復合肥+生物有機肥等養(yǎng)分替代處理(T4)相比，差異不顯著，減施40%復合肥(T3)與不施用任何肥料(T1)的玉米穗數(shù)明顯降低，表明施用木霉菌可以有效增加玉米穗數(shù)。

2.3.2 產(chǎn)量 不同處理間，鮮食糯玉米的產(chǎn)量表現(xiàn)為T5>T6>T4>T2>T3>T1。T6與T5間差異不顯著，但均顯著高于其余處理；T4與T2無顯著差異，且均顯著高于T1、T3；T1產(chǎn)量最低，顯著低于所有肥料處理。表明，施用木霉菌可以有效提高玉米產(chǎn)量，即使在復合肥減施40%后施用木霉菌仍有明顯效果。

2.3.3 經(jīng)濟效益 不同處理鮮食糯玉米產(chǎn)值T5>T6> T4> T2>T3>T1。T5產(chǎn)值最高，達4 784.6元/667m2，但肥料投入也相應增加。從新增純收益看，T6> T5>T4> T2>T3，且各處理間差異達顯著水平，T6新增純收益最高，為598.1元/667m2。故減施40%復合肥+木霉菌的施肥處理(T6)對玉米經(jīng)濟效益的增加較其他施肥處理效果顯著，增收效果明顯。

表3 不同施肥處理鮮食糯玉米的產(chǎn)量及產(chǎn)值

3 結(jié)論與討論

大量研究表明，適當減施化肥配施生物菌劑肥料能夠促進花椰菜、甘藍、番茄及大蒜等作物的生長發(fā)育，改善其品質(zhì)，并提高產(chǎn)量和肥料利用率[12-16]。牛聰聰?shù)萚17]研究顯示，木霉菌劑可以顯著增強土壤微生物活性，改善作物根系的土壤環(huán)境，減少50%氮肥投入量，配合施用木霉菌劑，可以顯著增加甜瓜果實可溶性糖含量、Vc含量及香氣物質(zhì)含量，且硝酸鹽含量最低。李勝奇[18]研究認為，將木霉菌劑在萊蕪大蒜上應用示范后，每667 m2產(chǎn)量比不施用菌劑的對照提高16.99%，一級蒜頭占有率提高20.25%，根腐病發(fā)病率降低 85.60%，增產(chǎn)防病效果顯著。試驗研究6個施肥處理(不施肥料、常規(guī)施肥、減施40%復合肥、減施40%復合肥+生物有機肥、常規(guī)施肥+木霉菌和減施40%復合肥+木霉菌)對鮮食糯玉米生長、產(chǎn)量與品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，施用木霉菌可以有效提高玉米生長指標及產(chǎn)量，改善鮮食糯玉米品質(zhì)，在考察的生長、產(chǎn)量及品質(zhì)指標中，均以施用木霉菌的2個處理組合(常規(guī)施肥+木霉菌和減施40%復合肥+木霉菌)表現(xiàn)最佳，其中，常規(guī)施肥+木霉菌處理的鮮食糯玉米產(chǎn)量最高，達1 196.2 kg/667m2，略高于減施40%復合肥+木霉菌處理(1 193.7 kg/667m2)，但差異不顯著。在減施40%復合肥的條件下施用木霉菌，由于肥料費用減少，其在不施肥處理基礎(chǔ)上的新增純收益(598.1元/667m2)高于常規(guī)施肥+木霉菌處理(536.4元/667m2)，甚至是常規(guī)施肥處理(386.6元/667m2)的1.55倍，增效明顯。

玉米生長需肥量大，因此玉米生產(chǎn)過程中盲目施肥的現(xiàn)象普遍存在，導致投入成本高，造成玉米生產(chǎn)高產(chǎn)不高效，增產(chǎn)不增收[19]。農(nóng)民習慣施肥帶有很大程度的盲目性，表現(xiàn)在部分地區(qū)偏施肥現(xiàn)象嚴重，氮、磷用量偏高，不僅肥料利用率低，還會對環(huán)境造成嚴重破壞，不利于農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展。研究表明，在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上減少40%復合肥用量，配合施用木霉菌，對鮮食糯玉米增產(chǎn)增效明顯。因此，建議在玉米生產(chǎn)中，適當減少復合肥用量，配施木霉菌，在有效利用肥料的同時增產(chǎn)提質(zhì)，形成生態(tài)和經(jīng)濟的良好循環(huán)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。