9系生物刺激素對玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

賈丹丹，何 耀，袁 宸

(上海化工研究院有限公司 上海 200062)

生物刺激素，又叫生物刺激劑，其概念最早是在1974年由西班牙格萊希姆礦業(yè)公司提出的[1]，2012年后才在會(huì)議論壇中多次出現(xiàn)。歐洲生物刺激素聯(lián)盟將生物刺激素定義為一種包含某些成分和微生物的物質(zhì)，這些成分和微生物在施用于植物或植物根際時(shí)，對植物的自然生長起到刺激作用，包括加強(qiáng)有益物質(zhì)的吸收、營養(yǎng)功效、非生物脅迫抗力及提高作物品質(zhì)，而與營養(yǎng)成分無關(guān)[2]。生物刺激素目前分為腐殖酸類、復(fù)雜有機(jī)材料、有益化學(xué)元素、無機(jī)鹽、海藻提取物、甲殼素和殼聚糖衍生物、抗蒸騰劑、游離氨基酸和其他含氮物質(zhì)等[3]。

研究表明，生物刺激素產(chǎn)品可調(diào)控玉米生長發(fā)育，促進(jìn)玉米的果實(shí)發(fā)育，應(yīng)武等[4]研究了不同生物刺激素對鮮食玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，結(jié)果表明生物刺激素對鮮食玉米的主要經(jīng)濟(jì)性狀及其產(chǎn)量、品質(zhì)均有較好的改善作用。應(yīng)用生物刺激素產(chǎn)品可以提高農(nóng)作物對肥料或土壤中有效養(yǎng)分的吸收利用率，謝曉偉[5]通過研究化肥配施腐殖酸對玉米養(yǎng)分的吸收和利用，證明減施化肥、增施腐殖酸處理不僅能提高玉米產(chǎn)量，還可提高玉米養(yǎng)分的積累量，并利于氮素向籽粒的轉(zhuǎn)移；陳明昌等[6]的研究表明，土壤中施加L-色氨酸和L-蛋氨酸后，玉米對各養(yǎng)分的吸收明顯增加。此外，生物刺激素產(chǎn)品還可以調(diào)控農(nóng)作物生長發(fā)育，激活農(nóng)作物的新陳代謝，提升作物的抗逆性[7]，劉曉靜等[8]將水溶性硅肥應(yīng)用于玉米上，結(jié)果表明增施硅肥可以增強(qiáng)玉米抗逆性和抗倒伏的能力。生物刺激素還可平衡土壤酸堿度并改良土壤結(jié)構(gòu)[9]，有效促進(jìn)土壤中難溶性養(yǎng)分及潛在養(yǎng)分的分解釋放，將其轉(zhuǎn)化為可吸收狀態(tài)供作物吸收利用[10]。

玉米是所有主食中營養(yǎng)價(jià)值最高的糧食作物之一，也是世界上最重要的食糧之一，同時(shí)是種植面積最大的作物之一，玉米生產(chǎn)的安全性不言而喻。9系生物刺激素是以氨基酸和腐殖酸為基礎(chǔ)生物刺激原料，補(bǔ)充一定量的中微量元素，融合多項(xiàng)增效和穩(wěn)定技術(shù)形成的復(fù)合生物刺激素產(chǎn)品，綠色安全。為探索9系生物刺激素在玉米上的應(yīng)用效果，開展了試驗(yàn)研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2020年7—9月在江蘇省鹽城市金椹農(nóng)場溫室大棚內(nèi)開展，試驗(yàn)地區(qū)為溫帶季風(fēng)型氣候，試驗(yàn)期間溫度和光照均適宜玉米生長。設(shè)施大棚內(nèi)用水量可人為進(jìn)行控制，試驗(yàn)條件可控。試驗(yàn)地土壤基本理化性狀：w(全氮)為0.15%，w(全磷)為0.22%，w(全鉀)為1.60%，w(有效磷)為73.39 mg/kg，w(速效鉀)為282.05 mg/kg，w(堿解氮)為104.9 mg/kg，w(有機(jī)質(zhì))為2.68%，土壤pH為5.97，可溶性鹽濃度(EC值)為324 μS/cm。

1.2 試驗(yàn)材料

供試玉米品種為京郊1號。

供試藥劑為9系復(fù)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試制品)，w(游離氨基酸)≥10%，w(Fe+Zn+Mn+B)≥2%。

供試肥料為玉米專用肥，N-P2O5-K2O為24-6-10，從市場采購。

1.3 試驗(yàn)方法

供試藥劑添加方法：玉米生長全程共使用2次藥劑，每次96 g。第1次供試藥劑于玉米拔節(jié)期稀釋200倍噴灑于根部；第2次在第1次噴灑30 d后進(jìn)行，稀釋500倍噴灑于玉米葉片。

供試肥料添加方法：播種期，施加底肥500 kg/hm2，后期不追加其他肥料。

試驗(yàn)小區(qū)規(guī)劃方法：試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，處理1(對照田)單施玉米專用肥，處理2(試驗(yàn)田)在施用玉米專用肥的基礎(chǔ)上噴灑9系生物刺激素2次。每個(gè)處理重復(fù)4次，共8個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為16 m2。

田間管理方法：2個(gè)處理中玉米用肥情況保持一致；處理2除了噴灑9系生物刺激素外，不再添加其他生產(chǎn)助劑；其他田間管理采用常規(guī)高產(chǎn)田間管理模式。

1.4 檢測指標(biāo)

玉米經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：在玉米完熟期進(jìn)行收獲、測產(chǎn)。每個(gè)處理隨機(jī)收集10棵成熟果穗，測量其穗長、穗粗和禿尖長度，對玉米穗的穗粒、穗行進(jìn)行計(jì)數(shù)，稱量單穗鮮重，用鹽酸水解-銅還原直接滴定法測定玉米粒中的可溶性糖含量；在收獲的同時(shí)每個(gè)處理取20株玉米，測量株高、莖粗。

氮磷鉀吸收量的測定：每個(gè)處理取3株玉米，將其根、莖葉、穗分離，于65 ℃烘干后進(jìn)行粉碎處理，測定各部位氮、磷、鉀的吸收量。氮元素采用凱氏定氮法進(jìn)行測定，磷元素采用比色法進(jìn)行測定，鉀元素采用ICP-AES法進(jìn)行測定。

土壤分析：玉米收獲后，采用“S”形取樣法，用取土器在每個(gè)處理取15～20個(gè)點(diǎn)的土樣合成1份土樣，自然風(fēng)干處理，測定土壤基本理化性質(zhì)。氮元素采用凱氏定氮法進(jìn)行測定，磷元素采用比色法進(jìn)行測定，鉀元素采用ICP-AES法進(jìn)行測定，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化法進(jìn)行測定，pH用酸堿度測量儀進(jìn)行測定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴灑9系生物刺激素對玉米主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

噴灑9系生物刺激素對玉米主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響見表1。

由表1可知：噴灑9系生物刺激素的玉米與對照田的相比，株高降低了27.69%，莖粗增加了5.84%，穗粒數(shù)增加了38.74%，穗行數(shù)增加了5.47%，禿尖降低了57.54%，穗粗增加了9.22%，穗長增加了2.11%，單穗鮮重增加了26.06%。

表1 噴灑9系生物刺激素對玉米主要經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2 噴灑9系生物刺激素對玉米不同部位氮磷鉀吸收量的影響

噴灑9系生物刺激素對玉米不同部位氮磷鉀吸收量的影響見表2。

表2 噴灑9系生物刺激素對玉米不同部位氮磷鉀吸收量的影響

由表2可知：噴灑9系生物刺激素的玉米與對照田的相比，磷、鉀的吸收量分別提高了21.30%、3.45%，氮的吸收量減少了18.29%；噴灑9系生物刺激素的玉米植株，玉米穗對氮、磷的吸收量較大，莖葉對鉀的吸收量較大，分別占總吸收量的52.76%、43.98%、37.59%；對照田的莖葉對氮、磷、鉀的吸收量均較大，分別占總吸收量的47.31%、49.29%、60.89%。

玉米穗是玉米的主產(chǎn)物，噴灑9系生物刺激素的玉米穗對氮、磷、鉀的吸收量均高于對照田的。其中，噴灑9系生物刺激素的玉米穗對氮、磷、鉀的吸收量占總吸收量的百分比與對照田的相比，分別提高了13.78%、6.05%、5.72%。

2.3 噴灑9系生物刺激素對玉米可溶性糖含量的影響

噴灑9系生物刺激素對玉米可溶性糖含量的影響見表3。

表3 噴灑9系生物刺激素對玉米可溶性糖含量的影響

由表3可知，噴灑9系生物刺激素的玉米與對照田的相比，可溶性糖含量提高了0.14%。

2.4 噴灑9系生物刺激素對玉米產(chǎn)量的影響

噴灑9系生物刺激素對玉米產(chǎn)量的影響見表4。

表4 噴灑9系生物刺激素對玉米產(chǎn)量的影響

由表4可知，噴灑9系生物刺激素的玉米產(chǎn)量與對照田的相比，增產(chǎn)率達(dá)26.01%。

2.5 噴灑9系生物刺激素對土壤的影響

噴灑9系生物刺激素對土壤的影響見表5。

表5 噴灑9系生物刺激素對土壤的影響

由表5可知，試驗(yàn)田的土壤與對照田的相比，土壤中的全氮、有效磷、速效鉀、堿解氮、有機(jī)質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別降低了6.67%、3.35%、6.26%、22.32%、13.91%，土壤的pH升高了0.43。

3 結(jié)論

3.1 9系生物刺激素對玉米有較好的提質(zhì)增產(chǎn)作用

噴灑9系生物刺激素的玉米植株長勢更矮，莖稈更加粗壯，噴灑1次生物刺激素后的玉米幼苗與對照田的相比，根系更發(fā)達(dá)，漫灌倒伏率更低；結(jié)出的玉米穗的穗長、穗粗、穗粒數(shù)和穗行數(shù)均有不同程度的提升，且單穗更重，最終反映為產(chǎn)量增加；玉米的可溶性糖含量更高。綜合來看，除基礎(chǔ)肥料外，噴灑9系生物刺激素不僅對玉米有矮壯作用，防止玉米倒伏，而且可以提升玉米穗的品質(zhì)，提高玉米的產(chǎn)量。

3.2 9系生物刺激素可以促進(jìn)玉米植株對土壤中養(yǎng)分的吸收

研究表明，噴灑9系生物刺激素的玉米植株與對照田的相比，對磷和鉀的吸收量總體增加，其中根系對磷和鉀的吸收量增加，玉米穗對氮、磷、鉀的吸收量均增加。

4 結(jié)語

大量科學(xué)研究以及實(shí)踐應(yīng)用表明，生物刺激素能有效提高肥料及農(nóng)藥的利用率、彌補(bǔ)中微量元素缺失短板、改良和修復(fù)土壤、促進(jìn)作物生長、提高作物對生物和非生物脅迫的抗性、增產(chǎn)提質(zhì)[11]。

施用肥料是作物獲得高產(chǎn)的保證，提高肥料利用率是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究中的熱點(diǎn)。生物刺激素旨在降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)和提高肥料利用效率，符合當(dāng)前肥料產(chǎn)品發(fā)展趨勢。研究表明，生物刺激素對玉米的增產(chǎn)作用明顯，推測原因在于生物刺激素的施用促進(jìn)了玉米根系的生長，從而提高了玉米植株對肥料營養(yǎng)的吸收。

此外，在研究中發(fā)現(xiàn)，施加生物刺激素的土壤養(yǎng)分含量和土壤pH均有不同程度的變化。常規(guī)肥料施進(jìn)土壤中的養(yǎng)分，一部分被植物體吸收，一部分揮發(fā)或淋溶流失，其余部分成為難溶物殘留在土壤中。噴灑9系生物刺激素后，土壤中的氮、磷、鉀含量均有所降低，而植物體內(nèi)吸收量增加，推測9系生物刺激素能夠有效促進(jìn)土壤中養(yǎng)分形態(tài)的轉(zhuǎn)化，同時(shí)加強(qiáng)玉米對營養(yǎng)元素的吸收能力。本試驗(yàn)的主要目的在于考察9系生物刺激素對玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)的提升作用，關(guān)于土壤中氮、磷、鉀元素的變化與作物吸收量的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，9系生物刺激素對玉米的主要經(jīng)濟(jì)性狀和產(chǎn)量均有較好的提升作用，能夠增加玉米種植收益。