水稻愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料的研究與應(yīng)用

唐毓杰， 王暉， 劉海濤， 瞿德民

(1.湖南原生生物科技股份有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410001； 2.瀏陽市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 土壤肥料工作站，湖南 瀏陽 410300)

多年來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化學(xué)肥料用量不斷增加，有機(jī)肥料用量越來越少，而農(nóng)作物對(duì)化學(xué)肥料的利用率僅僅在30%左右，約70%的化學(xué)肥料沉積固定在土壤中或隨雨水流失于江河中而不被農(nóng)作物吸收和利用，造成土壤板結(jié)、環(huán)境污染、江河和地下水富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低，肥力下降，土壤中有益微生物的生存空間變小、數(shù)量減少，農(nóng)作物抗病、抗寒、抗旱能力減弱，病蟲害發(fā)生越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)作物品質(zhì)下降、產(chǎn)量降低[1-2]。復(fù)合微生物肥料在農(nóng)作物上的推廣應(yīng)用，可提高化學(xué)肥料的有效利用率[3]。近年來，復(fù)合微生物肥料迅速崛起，使我國(guó)肥料行業(yè)進(jìn)入一個(gè)嶄新時(shí)代。復(fù)合微生物肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用表明，在提高化學(xué)肥料利用率、疏松土壤、減少江河水污染、培肥地力、減少病蟲害的發(fā)生、增強(qiáng)作物抗逆性等方面都有良好的效果[4-5]。為此，充分利用畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化處理技術(shù)，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和科技含量，研發(fā)出愛思Si/TE(活性螯合硅/微量元素)復(fù)合微生物肥料，在水稻上進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，并取得良好的應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料的制備

1.1.1 原材料及制備

將豬糞、油菜籽枯餅、花生秸稈(粉)、發(fā)酵菌劑按質(zhì)量比70∶10∶15∶5充分混勻。調(diào)節(jié)物料含水量達(dá)55%。輸送帶送入AIZ自動(dòng)化-智能生物酵解系統(tǒng)，在中控臺(tái)按鍵W55、T64.5、O2和U、Odor 等，其他按原設(shè)定不變，然后按Enter鍵確定。開機(jī)連續(xù)酵解7 d后，出料陳化腐熟，風(fēng)干，待腐熟物料含水量少于30%時(shí)，進(jìn)行檢測(cè)待用。

1.1.2 產(chǎn)品生產(chǎn)

將上述充分腐熟待用的物料粉碎過80目(0.177 mm)篩，按圖1工藝流程生產(chǎn)愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料(粉劑)。

圖1 樣品生產(chǎn)的工藝流程

1.1.3 產(chǎn)品質(zhì)量

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物肥料和食用菌菌種質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心檢測(cè)表明，愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料含有效活菌數(shù)6.0×108g-1，有機(jī)質(zhì)(以烘干基計(jì))41.6%，pH 6.8，糞大腸菌群數(shù)0 g-1，蛔蟲卵死亡率100%。限量指標(biāo)含量：Pb 1.3 mg·kg-1，As 0.8 mg·kg-1，Hg 0.02 mg·kg-1，Cr 0.6 mg·kg-1，Cd 0.01 mg·kg-1。產(chǎn)品質(zhì)量符合NY/T 798—2015《復(fù)合微生物肥料》標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料的應(yīng)用

1.2.1 供試材料

田間試驗(yàn)在瀏陽市永安鎮(zhèn)坪頭村河邊組于均羅戶的責(zé)任田中進(jìn)行，地理坐標(biāo)113.299 75°E、28.237 36°N。土壤為潮砂泥土，試驗(yàn)前取土樣化驗(yàn)，有機(jī)質(zhì)含量36.8 g·kg-1，堿解氮192 mg·kg-1，有效磷10.8 mg·kg-1，速效鉀165 mg·kg-1，pH 6.1。試驗(yàn)田前茬為水稻。

供試水稻品種為株兩優(yōu)189。供試愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料由湖南原生生物科技股份有限公司研發(fā)。

1.2.2 處理設(shè)計(jì)

田間試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理：處理①，常規(guī)施肥減氮10%+愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料，即結(jié)合翻耕整地施愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料225 kg·hm-2、40%(N 20%，P2O510%，K2O 10%)吾山牌配方肥375 kg·hm-2，追肥施尿素118.5 kg·hm-2和氯化鉀75 kg·hm-2；處理②，常規(guī)施肥減氮10%+滅活后愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料基質(zhì)(對(duì)照1)，即結(jié)合翻耕整地用滅活后供試愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料225 kg·hm-2、40%吾山牌配方肥375 kg·hm-2，追肥施尿素118.5 kg·hm-2和氯化鉀75 kg·hm-2；處理③，常規(guī)施肥(對(duì)照2)，即化肥按當(dāng)?shù)赝扑]方法施用40%吾山牌配方肥375 kg·hm-2作基肥，施用尿素150 kg·hm-2和氯化鉀75 kg·hm-2作追肥；處理④，不施肥空白對(duì)照(對(duì)照3)。處理③折施N 144.5 kg·hm-2，P2O537.5 kg·hm-2，K2O 82.5 kg·hm-2；處理①和處理②折施N 129.5 kg·hm-2，P2O537.5 kg·hm-2，K2O 82.5 kg·hm-2，較常規(guī)施肥減氮量10%左右。

小區(qū)面積30 m2，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，四周設(shè)置2.5 m寬保護(hù)行。供試早稻2019年3月21日播種，4月16日整田，4月17—18日小區(qū)作埂覆膜，4月19日按試驗(yàn)方案施用基肥，試驗(yàn)田小區(qū)其他管理(如灌溉、中耕除草和防治病蟲等)與大田管理相同。

1.2.3 調(diào)查項(xiàng)目

7月22日調(diào)查有效穗、取樣作室內(nèi)考種，7月23日收獲。各小區(qū)單收、單曬、單獨(dú)稱重計(jì)產(chǎn)。試驗(yàn)前、后取土樣分析土壤養(yǎng)分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)土壤理化性狀的影響

試驗(yàn)前、后對(duì)土壤進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果(表1)表明，試驗(yàn)后處理①土壤pH、有機(jī)質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀含量分別為6.0、38.2 g·kg-1、194 mg·kg-1、13.2 mg·kg-1和172 mg·kg-1，較試驗(yàn)前土壤pH下降0.1個(gè)單位，有機(jī)質(zhì)、水解氮、有效磷、速效鉀含量分別提高1.4 g·kg-1、2 mg·kg-1、2.4 mg·kg-1和7 mg·kg-1；較試驗(yàn)后處理③(常規(guī)施肥)土壤pH提高0.1個(gè)單位，有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀含量分別提高0.6 g·kg-1、1.3 mg·kg-1和7 mg·kg-1。

表1 不同施肥處理對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響

2.2 對(duì)水稻生長(zhǎng)的影響

田間試驗(yàn)的觀測(cè)記載(表2)發(fā)現(xiàn)，供試水稻處理①、處理②、處理③的分蘗期、始穗期、成熟期一致，均較處理④早3 d返青、早4 d分蘗、遲3 d始穗、遲4 d成熟。施肥處理后期生長(zhǎng)穩(wěn)健不早衰，有利于水稻產(chǎn)量的形成。

表2 不同施肥處理對(duì)水稻生育期的影響

2.3 對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)性狀的影響

表3看出，處理①株高89.9 cm、有效穗289.5萬·hm-2、每穗實(shí)粒數(shù)103.6粒、理論產(chǎn)量7 649 kg·hm-2，分別較處理②高0.1 cm、增6.0萬·hm-2、多1.8粒、增產(chǎn)290 kg·hm-2，較處理③高0.7 cm、增9.0萬·hm-2、多4.8粒、增產(chǎn)582 kg·hm-2，較處理④高4.7 cm、增69.0萬·hm-2、多15.4粒、增產(chǎn)2 573 kg·hm-2。

表3 不同施肥處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)性狀和理論產(chǎn)量的影響

2.4 對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

水稻施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料的處理①產(chǎn)量為7 203 kg·hm-2，較處理②、處理③、處理④分別增產(chǎn)366、466、2 301 kg·hm-2，增產(chǎn)率分別為5.4%、6.9%和46.9%(表4)。經(jīng)F檢驗(yàn)，處理①與處理②、處理③、處理④的產(chǎn)量差異極顯著；處理②、處理③間差異不顯著，但均較處理④增產(chǎn)極顯著。

2.5 對(duì)水稻生產(chǎn)效益的影響

按市場(chǎng)稻谷價(jià)格2.7元·kg-1計(jì)，產(chǎn)值處理①最高，為19 448元·hm-2，較處理②、處理③、處理④分別增加產(chǎn)值988、1 258和6 213元·hm-2(表4)。

本試驗(yàn)方案實(shí)際操作中，除肥料投入差異外，其他田間管理均保持一致，各處理投入差異體現(xiàn)在用肥成本上。從表4可知，處理①、處理②、處理③肥料投入分別為1 685、1 572、1 500元·hm-2，處理①較處理③增加投入185元·hm-2，純收入增加1 073元·hm-2，處理②較處理③增加投入72元·hm-2，純收入增加198元·hm-2。

表4 不同施肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量、效益及稻米有效鎘含量的影響

2.6 對(duì)稻米鎘含量的影響

表4表明，用供試的復(fù)合微生物肥料與當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥相結(jié)合，能明顯降低稻米中的Cd含量，處理①比處理④稻米的Cd含量降低64.2%，比處理③降低43.3%。

3 小結(jié)

施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料有利稻田土壤有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分含量的提升。試驗(yàn)結(jié)束，水稻施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料225 kg·hm-2處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量比試驗(yàn)前基礎(chǔ)值提高1.4 g·kg-1，比常規(guī)施肥對(duì)照提高0.6 g·kg-1；水解氮比試驗(yàn)前基礎(chǔ)值提高2 mg·kg-1，與常規(guī)施肥對(duì)照相同；土壤有效磷含量比試驗(yàn)前基礎(chǔ)值提高2.4 mg·kg-1，比常規(guī)施肥提高1.3 mg·kg-1；土壤速效鉀含量比基礎(chǔ)值和常規(guī)施肥提高7 mg·kg-1。

施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料有利于改善水稻經(jīng)濟(jì)性狀。水稻施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料處理比常規(guī)施肥對(duì)照有效穗增加9.0萬·hm-2，每穗實(shí)粒數(shù)增加4.8粒，結(jié)實(shí)率提高0.5百分點(diǎn)。

施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料水稻增產(chǎn)效果極顯著。水稻施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料處理產(chǎn)量為7 203 kg·hm-2，較常規(guī)施肥增產(chǎn)6.9%。經(jīng)F檢驗(yàn)，水稻施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料處理比常規(guī)施肥增產(chǎn)極顯著。施用滅活后愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料基質(zhì)與常規(guī)施肥產(chǎn)量差異不顯著，但均極顯著高于空白對(duì)照。

施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料水稻增收效果明顯。試驗(yàn)結(jié)果生產(chǎn)效益統(tǒng)計(jì)，水稻施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料處理較常規(guī)施肥增加肥料成本185元·hm-2，增加純收入1 073元·hm-2；施用滅活后愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料基質(zhì)較常規(guī)施肥增加肥料成本72元·hm-2，增加純收入198元·hm-2。

施用愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料能降低稻米中的鎘含量。愛思Si/TE復(fù)合微生物肥料含多種微生物，利于活化、疏松土壤，提供良好微生態(tài)環(huán)境，改土培肥，鈍化、固化若干重金屬，有效降低重金屬的生物移動(dòng)性，極大地削減植物體內(nèi)重金屬Cd的含量。同時(shí)，土壤中有益微生物數(shù)量的增加，對(duì)土傳真菌性病害及根結(jié)線蟲也有一定的抑制作用，從而減少化學(xué)農(nóng)藥使用量，提高農(nóng)作物的品質(zhì)、產(chǎn)量以及抗重茬的能力[6-10]。