復合微生物菌劑對水稻“兩優(yōu)363”生長發(fā)育和稻田土壤養(yǎng)分的影響

張　姍

復合微生物菌劑對水稻“兩優(yōu)363”生長發(fā)育和稻田土壤養(yǎng)分的影響

張姍

（遵義市播州區(qū)馬蹄鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務中心貴州遵義563100）

為了探究復合微生物菌劑對水稻生長發(fā)育和稻田土壤養(yǎng)分的影響，本試驗以“兩優(yōu)363”為試驗材料進行田間種植試驗，CK組單一施加450 kg/hm2水稻專用肥，處理A、B、C組在水稻專用肥的基礎上分別添加3.00 kg/hm2、3.75 kg/hm2、4.50 kg/hm2復合微生物菌劑。結(jié)果表明，處理B組水稻生長發(fā)育和產(chǎn)量最佳，和CK組相比，有效穗數(shù)和每穗實粒數(shù)分別顯著提高了7.16%和7.57%，增產(chǎn)率達21.73%，處理A、C組增產(chǎn)率分別為12.12%和7.98%。同時不同處理組土壤的pH相比CK組顯著下降，而有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、速效磷含量顯著提高。由此可見，適量的微生物菌劑有利于水稻生長發(fā)育，有利于稻田土質(zhì)改善和養(yǎng)分增加。

復合微生物菌劑；“兩優(yōu)363”；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；土壤pH；土壤養(yǎng)分

水稻種植期間所需的1/3養(yǎng)分來源于土壤[1]，為保障水稻穩(wěn)產(chǎn)，稻民往往會持續(xù)施用化肥，但持續(xù)、大量施加化肥會降低土壤通透性和微生物菌群數(shù)量，并影響氮素在土壤中的轉(zhuǎn)化。此外，長期施用化肥會污染地表水，施肥不均時還會影響農(nóng)作物正常的生長發(fā)育，進而降低作物產(chǎn)量[2]。微生物菌劑是一種新型、富含活性微生物的土壤肥料[3]，不僅能提高土壤有機質(zhì)含量和微生物菌群數(shù)量，還有利于土壤養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化[4]，促進水稻生長旺盛，提高增產(chǎn)率。為進一步評價復合微生物菌劑對水稻生長發(fā)育和稻田土壤養(yǎng)分的影響，本試驗以“兩優(yōu)363”為試驗材料，在遵義市播州區(qū)馬蹄鎮(zhèn)進行復合微生物菌劑肥效試驗和土壤養(yǎng)分試驗。

1 材料與方法

1.1 試驗田概況

試驗田位于遵義市播州區(qū)馬蹄鎮(zhèn)，試驗田的土壤為壤土，土壤有機質(zhì)含量為2.8%，堿解氮、速效鉀、速效磷的含量分別為86.7 mg/kg、11.5 mg/kg、168.3 mg/kg，土壤pH=6.1。

1.2 供試材料

試驗水稻品種為“兩優(yōu)363”，復合微生物菌劑由枯草芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、放線菌組成，復合有效活菌數(shù)≥108/g。

1.3 試驗設計

試驗共設4個處理，不同處理的施肥方法參照表1。每個處理3次重復，本試驗選用隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)面積為20 m2。

表1不同處理施肥設計

組別水稻專用肥/kg/hm2復合微生物菌劑/kg/hm2 CK組450— 處理A4503.00 處理B4503.75 處理C4504.50

1.4 試驗實施

試驗水稻于2021年4月10日播種，CK組在插秧前施加底肥（450 kg/hm2水稻專用肥），各處理組在水稻專用肥基礎上混合相應劑量的復合微生物菌劑，插秧前施加底肥（450 kg/hm2水稻專用肥＋不同劑量復合微生物菌劑），田間排灌、病蟲害防治方法相同。9月27日收獲。

1.5 檢測指標

收獲前每個小區(qū)選取有代表性的成熟水稻10蔸，對其穗長和經(jīng)濟性狀等指標進行測定；出苗后的第7 d、第28 d在每個小區(qū)隨機取土，進行風干、過篩，有機質(zhì)、堿解氮等指標的測定參照張立峰等（2017）的檢測方法[5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 復合微生物菌劑對水稻“兩優(yōu)363”農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響

如表2所示，CK組單一施用水稻專用肥，水稻根系、莖稈正常生長，水稻穗長可達21.80 cm，結(jié)實率為75.20%；在水稻專用肥的基礎上施加不同劑量復合微生物菌劑，水稻生長速度明顯提升，處理A、B、C組分別比CK組穗長提高了1.61%、1.83%、1.38%，但組間差異不顯著（＞0.05）。從有效穗數(shù)指標來看，處理A、B、C組分別比CK組提高了4.07%、7.16%、2.09%，其中，處理B組和CK組的差異顯著（＜0.05），而處理A、C組和CK組無顯著差異（＞0.05）。從每穗實粒數(shù)指標來看，處理A、C組分別比CK組提高了4.58%、4.30%（＞0.05），處理B組比CK組顯著提高7.57%（＜0.05）。從結(jié)實率指標來看，處理B組結(jié)實率最高，比CK組提高了3.79%，而處理A、B組比CK組分別提高了1.73%和0.86%，但處理A、B、C組與CK組均不存在顯著差異。從千粒重指標來看，處理A、B、C組分別比CK組提高了1.44%、1.99%、1.26%，組間無顯著差異。理論產(chǎn)量是將影響水稻產(chǎn)量各指標相乘求得的數(shù)值，本試驗條件下，處理A、B組比CK組水稻理論產(chǎn)量分別顯著提高了12.32%和22.02%（＜0.05），而處理C組比CK組理論產(chǎn)量提高了8.75%，不存在顯著差異。

表2復合微生物菌劑對水稻“兩優(yōu)363”農(nóng)藝性狀的影響

組別有效穗數(shù)/萬穗/hm2穗長/cm每穗實粒數(shù)/粒結(jié)實率/%千粒重/g理論產(chǎn)量/kg/hm2 CK組325.45 b21.80 a88.45 b75.20 a27.70 a5 996.25 b 處理A338.70 a22.15 a92.50 b76.50 a28.10 a6 734.80 a 處理B348.75 a22.20 a95.15 a78.05 a28.25 a7 316.69 a 處理C332.25 a22.10 a92.25 b75.85 a28.05 a6 521.08 b

注：同列數(shù)值上標的不同字母表示存在顯著差異（＜0.05），相同字母上標為不存在顯著差異（＞0.05），下同。

如表3所示，CK組小區(qū)的平均產(chǎn)量最低，折合產(chǎn)量為每公頃5 830.00 kg，處理A、B、C組每公頃分別比CK組增產(chǎn)706.67 kg、1 266.67 kg和465.00 kg，其中處理A、B組水稻產(chǎn)量分別比CK組顯著提高了12.12%和21.73%（＜0.05），處理C組水稻產(chǎn)量比CK組提高了7.98%（＞0.05）。

表3復合微生物菌劑對水稻“兩優(yōu)363”產(chǎn)量的影響

組別小區(qū)產(chǎn)量/kg折合產(chǎn)量/kg/hm2較CK增減ⅠⅡⅢ平均增產(chǎn)/kg/hm2增幅/% CK組12.7111.0411.2311.665 830.00 b—— 處理A13.2112.3613.6513.076 536.67 a706.6712.12% 處理B13.5914.3114.6814.197 096.67 a1 266.6721.73% 處理C12.3512.4013.0212.596 295.00 b465.007.98%

2.2 復合微生物菌劑對稻田土壤養(yǎng)分的影響

如表4所示，水稻種植期間施用復合微生物菌劑對稻田土壤理化性質(zhì)具有影響。從pH指標來看，在出苗第7 d，僅施用水稻專用肥的CK組土壤pH為6.72，施加復合微生物菌劑組的土壤pH均有明顯改善，處理A、B、C組土壤pH比CK組分別降低了19.94%、21.73%和23.21%（＜0.05），在出苗的第28 d，處理A、B、C組土壤pH比CK組分別降低25.36%、28.55%和28.99%（＜0.05）。從有機質(zhì)含量指標來看，與CK組相比，處理A、B、C組出苗第7 d土壤有機質(zhì)含量分別增長了15.06%、18.65%和15.96%（＜0.05），處理A、B、C組第28 d土壤有機質(zhì)含量比CK組分別增長了29.27%、35.06%和38.11%（＜0.05）。這表明隨著復合微生物菌劑添加量的增加，土壤pH逐漸下降，有機質(zhì)含量不斷增加；且隨著水稻的生長，消耗了土壤有機質(zhì)，各處理組第28 d土壤有機質(zhì)含量較第7 d均有不同程度的下降。從堿解氮指標來看，不同處理組出苗第7 d土壤堿解氮含量較CK組的增幅為12.64%～21.49%，且CK組第28 d土壤堿解氮含量較第7 d下降幅度達22.21%，而處理組第28 d土壤堿解氮含量與CK組相比，增幅達27.63%～29.46%。從速效鉀指標來看，不同處理組出苗第7 d土壤速效鉀含量較CK組的增幅為26.31%～30.82%，第28 d較CK組的增幅為26.49%～36.34%。從速效磷指標來看，不同處理組出苗第7 d土壤速效磷含量較CK組的增幅為25.61%～42.68%，第28 d較CK組的增幅為24.60%～34.95%。不同處理組土壤堿解氮、速效鉀、速效磷三個指標與CK組均差異顯著（＜0.05）。

表4復合微生物菌劑對水稻田地土壤養(yǎng)分的影響

組別時間點pH有機質(zhì)/%堿解氮/mg/kg速效鉀/mg/kg速效磷/mg/kg CK組第7 d6.72 a4.45 b99.56 b11.29 b175.57 b 第28 d6.90 a3.28 b77.45 b9.74 b155.42b

續(xù)表4復合微生物菌劑對水稻田地土壤養(yǎng)分的影響

組別時間點pH有機質(zhì)/%堿解氮/mg/kg速效鉀/mg/kg速效磷/mg/kg 處理A第7 d5.38 b5.12 a112.14 a14.26 a220.53 a 第28 d5.15 b4.24 a98.85 a12.32 a202.36 a 處理B第7 d5.26 b5.28 a120.96 a14.77 a246.83 a 第28 d4.93 b4.43 a100.27 a13.28 a209.74 a 處理C第7 d5.16 b5.16 a116.64 a14.35 a250.51 a 第28 d4.90 b4.53 a99.54 a12.56 a193.65 a

3 小結(jié)與討論

3.1 復合微生物菌劑改善水稻農(nóng)藝性狀

微生物菌劑是一種新型、綠色、安全的農(nóng)業(yè)生物化肥[6]。微生物菌劑的施加可以促進土壤熟化，不僅能保留傳統(tǒng)化學肥料的供肥能力，還增強土壤的保肥能力，通過改善土壤理化條件和生物特性來促進農(nóng)作物生長[7]，改善成穗率、結(jié)實率、千粒重等農(nóng)藝性狀，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，有利于我國綠色農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

水稻種植所需田間肥力為中等或中下等，若其生育期內(nèi)不施加任何肥料或輔助營養(yǎng)物質(zhì)，與正常施用肥料的水稻相比，株高變低，穗長較短，水稻的結(jié)實率下降，水稻群體的生長速度均較緩慢，莖稈細弱，容易倒伏。為保障水稻正常生長和穩(wěn)產(chǎn)，稻民在水稻生長期間會施加外部輔助營養(yǎng)來促進生長。根據(jù)水稻不同時期的生長特點和稻田肥力情況，除了施好基肥外，還需要在其生長期間施加促蘗肥、攻穗肥或壯籽肥，這樣才能保障水稻植株根系正常生長和分蘗，并促進不同生長時期營養(yǎng)資源的轉(zhuǎn)換和供給[8]。與傳統(tǒng)的水稻專用肥相比，微生物菌劑在土壤定植后可以有效提高土壤內(nèi)的氮元素含量，其富含的活性有益菌群也能提高水稻田間土壤的有機質(zhì)含量，加速土壤內(nèi)的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化成水稻根系可吸收的營養(yǎng)成分[9]。

本試驗在水稻專用肥的基礎上對處理A、B、C組分別施加3.00 kg/hm2、3.75 kg/hm2、4.50 kg/hm2復合微生物菌劑，與僅施加水稻專用肥的CK組相比，試驗水稻“兩優(yōu)363”的穗長、結(jié)實率、千粒重均有提高，但這3個指標的組間差異不顯著。但從水稻產(chǎn)量來看，與CK組相比，處理A、B、C組水稻產(chǎn)量分別提高了12.12%、21.73%和7.98%，表明微生物菌劑對水稻農(nóng)藝性狀具有促進作用，并具有較好的增產(chǎn)效果。這與王青峰等（2018）的研究結(jié)果具有相似性，其研究中，與傳統(tǒng)習慣施肥（CK組）相比，稻田插秧前每公頃施用450 kg水稻專用肥＋3.75 kg微生物菌劑，水稻產(chǎn)量顯著增加500 kg/hm2（＜0.05），增幅達6.06%；從水稻農(nóng)藝性狀來看，農(nóng)用微生物菌劑組比CK組的最高苗數(shù)、有效穗數(shù)、每穗實粒數(shù)、千粒重分別增幅1.00%、1.57%、4.67%、1.2%，差異不顯著[10]。李海軍等（2016）也研究發(fā)現(xiàn)，生物菌劑處理組的水稻穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重等農(nóng)藝性狀指標均有不同程度的增加，但水稻株高和穗長無顯著變化，與常規(guī)施肥組相比，生物菌劑處理組的水稻增產(chǎn)效果明顯，增產(chǎn)率達4.44%[11]。

3.2 復合微生物菌劑促進水稻減肥增效

黃小萱等（2021）研究發(fā)現(xiàn)，水稻生育期施用微生物菌劑還有利于水稻秧苗素質(zhì)的提高，水稻的出苗、成苗、分蘗能力增強，同時在氮肥減量15%的情況下，微生物菌劑添加組的水稻增產(chǎn)率可提高9.3%[12]。由于不同稻田土壤肥力、微生物菌劑的組成、水稻品種等不同，微生物菌劑代替化肥用量效果也存在差異。葉靈芝等（2018）發(fā)現(xiàn)微生物菌劑可以減少30%的化肥施用量，而水稻產(chǎn)量與傳統(tǒng)施肥組相比提高了16.25%[13]。徐松等（2019）研究也發(fā)現(xiàn)水稻田間施用微生物菌劑可減少47.42%的化肥用量，但水稻產(chǎn)量并未減少，與傳統(tǒng)施肥組相比，微生物菌劑組的產(chǎn)量提高了8.1%，由于化肥用量的減量明顯，每畝水稻成本可降低38.80元，表明微生物菌劑能促進水稻減肥增效的實現(xiàn)[14]。

3.3 復合微生物菌劑提升水稻環(huán)境適應性

翟相英（2021）在研究中發(fā)現(xiàn)，在東北地區(qū)水稻種植過程中施用微生物菌劑，水稻幼苗的耐低溫性能增強，微生物菌劑主要通過影響植株莖粗和株高來增強水稻的耐低溫性能[15]。韓樹鑫等（2021）也研究發(fā)現(xiàn)微生物菌劑有利于增強水稻秧苗的抗逆性和抗病性，是促進寒地水稻穩(wěn)產(chǎn)的途徑之一[16]。因此長期受低溫、冷害影響的水稻稻田，可以從施加微生物菌劑角度出發(fā)來降低低溫對水稻的脅迫作用，并逐步篩選出耐低溫水稻品系，提高我國寒地水稻秧苗的整體素質(zhì)。

3.4 復合微生物菌劑對水稻產(chǎn)量的影響

本試驗中，在不同劑量的復合微生物菌劑組內(nèi)，450 kg/hm2水稻專用肥＋3.75 kg/hm2復合微生物菌劑組增產(chǎn)效果明顯，每穗實粒數(shù)、有效穗數(shù)、理論產(chǎn)量和小區(qū)折合產(chǎn)量分別比CK組顯著提高了7.57%、7.16%、22.02%、21.73%（＜0.05）。但隨著復合微生物菌劑施加量的增加，影響水稻產(chǎn)量的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重等指標數(shù)值下降。有研究發(fā)現(xiàn)，不同劑量的復合微生物菌劑對水稻農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量的影響也不同，水稻單株平均分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、產(chǎn)量隨著復合微生物菌劑施用量增加呈現(xiàn)增長后下降趨勢，其原因與試驗田土壤肥力有關，當試驗田土壤的氮、磷、鉀等元素較為充足時，復合微生物菌劑促進水稻根部營養(yǎng)富集，造成營養(yǎng)元素過于飽和，反而不利于水稻增產(chǎn)[17]。吳昊等（2022）也研究發(fā)現(xiàn)，隨著微生物菌劑施加量的增加，水稻有效粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量也呈先增長后下降趨勢[18]。因此在施用微生物菌劑的同時，要結(jié)合試驗田的土肥情況，以測土配方施肥為基礎把握微生物菌劑的最佳施用量，不僅能節(jié)約微生物菌劑成本，還能有效促進水稻增產(chǎn)。

3.5 復合微生物菌劑對稻田土壤養(yǎng)分的影響

傳統(tǒng)的水稻種植中，以施用氮磷鉀復合肥為主，對于土壤自身來說，長期的化學元素累積會破壞土壤土質(zhì)結(jié)構(gòu)，尤其是容易破壞土壤自我保護修復層。微生物菌劑是通過微生物菌群來促進土壤內(nèi)部營養(yǎng)成分的利用和循環(huán)，延長土壤脲酶活性時間[19]。在水稻生長期間，微生物菌群能通過自我繁殖提高稻田土壤微生物數(shù)量，讓稻田保持適宜的酸度，并促進土壤內(nèi)部營養(yǎng)成分的釋放，進而為水稻后期生長提供穩(wěn)定的營養(yǎng)補充，減少化學肥料的施用，促進水稻種植業(yè)的綠色、循環(huán)發(fā)展。

此外，水稻種植期間施加單一微生物菌劑或復合微生物菌劑均能增加土壤細菌數(shù)量，兩種微生物菌劑間可產(chǎn)生協(xié)同作用，土壤細菌數(shù)量可以達到較高值[20]。隨著土壤微生物菌群數(shù)量的增加，其分泌的酸、酶等活性成分增加，可以降低土壤pH[21-22]。

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10.3969/j.issn.2095-1205.2022.05.03

S511

A

2095-1205(2022)05-07-04

張姍（1992- ），女，漢族，貴州遵義人，本科，助理農(nóng)藝師，研究方向為農(nóng)業(yè)技術推廣工作。