化肥減量配施微生物菌肥對膜下滴灌紅花生長發育及產量的影響

摘 要：【目的】研究化肥減量配施微生物菌肥對膜下滴灌紅花生長發育及產量的影響。

【方法】2020～2021年在新疆塔城地區裕民縣設置2年定位施肥試驗，采用裂區試驗設計，設6個處理：（1）對照CK：不施肥；（2）CF：復合肥20 kg/667m2；（3）OF：微生物菌肥20 kg/667m2；（4）CF+25M：化肥15 kg/667m2（化肥減量25%）+微生物菌肥5 kg/667m2；（5）CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥減量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2；（6）CF+50M：化肥10 kg/667m2（化肥減量50%）+微生物菌肥10 kg/667m2。研究不同施肥處理對紅花農藝性狀、干物質積累與分配和產量形成的影響。

【結果】處理CF+25M和CF+37.5M有利于紅花的生長發育，可以顯著增加紅花株高、分枝數、葉片數和葉綠素含量等，并能促進紅花干物質積累，調節干物質分配，協調改善紅花產量構成因素，從而增加紅花花絲和籽粒產量。其中以CF+37.5M處理下紅花綜合性狀表現最優，其單株果球數、千粒重、花絲產量和籽粒產量分別比CF處理顯著提高了87.85%、12.29%、11.42%和15.78%，同時株高、根長和葉綠素含量亦均達到最高水平。

【結論】化肥減量配施微生物菌肥CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥減量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2最優，能有效降低化肥施用量，促進紅花生長發育，從而提高肥料利用率。

關鍵詞：紅花；化肥減量；微生物菌肥；干物質積累；生長；產量

中圖分類號：S567 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2024）04-0781-10

0 引 言

【研究意義】土壤中的常量營養元素氮、磷、鉀等通常不能滿足作物生長的需求，需要施用含氮、磷、鉀的化肥來補足，但不合理施肥將影響作物生長［1-3］。1979年至2017年新疆的化肥施用量由10.7×104 t增至250.74×104 t，肥料的施用量及各種肥料的配比將影響作物的產量與品質［4-5］。微生物菌肥主要來源于植物或動物，為土壤提供植物營養和

土壤有機質并改善土壤的理化性質。近幾年隨著膜下滴灌水肥一體化技術的迅速發展，作物水肥利用效率得到提高［4-8］。因此，結合膜下滴灌水肥一體化技術，研究化肥配施微生物菌肥對制定紅花化肥減量增效施肥方案有實際意義。【前人研究進展】化肥減量配施微生物菌肥能夠增加作物產量、促進作物養分吸收和提高肥料利用效率等［9-10］。趙婧文等［11］研究發現，結合膜下滴灌水肥一體化技術，化肥減量配施微生物菌肥能有效提高棉花單株成鈴數、單鈴重及產量。候麗麗等［12］分析發現，常規化肥減量25%和減量50%配施微生物菌肥能促進小麥增產，從而提高化肥的利用率。Ibukunoluwa等［13］試驗發現，增施微生物菌肥可促進甘藍生長，提高其產量和土壤有機質、氮、磷、鉀等養分含量。李菊等［14］研究發現，化肥減量30%配施適量的微生物菌肥能促進松花菜（有機花菜）養分吸收及合理分配，進而提高肥料利用率。熊廷浩等［15］和田滿梔等［16］研究發現，化肥減量配施微生物菌肥可促進作物的養分積累和生長，提高作物產量。【本研究切入點】紅花生產中化肥施用不合理仍是限制其生長的因素之一。需要研究無機肥配施微生物菌肥對紅花生長發育及產量的影響。【擬解決的關鍵問題】在新疆塔城地區裕民縣設置肥料配施微生物菌肥田間試驗，供試紅花品種為18068，采用不同配施比例，分析化肥減量配施微生物菌肥對紅花生長發育和產量形成的調控效應，為紅花生產水肥管理及提高化肥利用率提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗于2020～2021年在新疆塔城地區裕民縣霍斯哈巴克鄉進行（82°12′～83°30′E，45°24′～46°3′N）。該地區屬于溫帶大陸性干旱氣候，晝夜溫差大，日照時間長，年平均氣溫6.7℃，年平均降水量280 mm，年均日照時數3 122.6 h。

供試紅花品種為18068（由新疆農業科學院經濟作物研究所提供）。地膜采用普通聚乙烯地膜覆蓋。運用輸液管模擬滴頭灌水，保證每個區均精確控制灌水量與施肥量。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

采用裂區試驗設計，設6個處理：（1）對照CK：不施肥；（2）CF：化肥（總養分≥60%，N-P2O5-K2O=15-35-10）20 kg/667m2；（3）OF：微生物菌肥20 kg/667m2；（4）CF+25M：化肥15 kg/667m2（化肥減量25%）+微生物菌肥5 kg/667m2；（5）CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥減量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2；（6）CF+50M：化肥10 kg/667m2（化肥減量50%）+微生物菌肥10 kg/667m2。復合肥為中化化肥有限公司生產，微生物菌肥為南京軒凱生物科技有限公司生產（含氮磷鉀≥5%，45%食品級可溶性有機質）。于紅花伸長期、現蕾期和花期分別追施水溶肥（N-P2O5-K2O）：30-10-10+TE（有機質）2 kg/667m2、10-30-20+TE 2 kg/667m2、5-10-40+TE 2 kg/667m2。小區面積5 m×7.5 m，處理間無走道，重復間走道1 m，行距30 cm，株距11 cm，保苗2×104株/667m2，共17個小區，3次重復，小區總面積630 m2。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 農藝性狀

于紅花伸長期、分枝期、現蕾期和開花期，每個小區分別采集5株具有代表性植株，測定不同處理下株高、莖粗、根長、葉片數和分枝數等指標。

1.2.2.2 干物質積累量

于紅花伸長期、分枝期、現蕾期和開花期，每個小區分別取5株具有代表性植株，洗凈，用濾紙吸干，剪去植株的根部，將植株的莖、葉、花蕾分開，放入105℃烘箱中殺青30 min，80℃烘干，稱干重。

1.2.2.3 花絲、籽粒產量和品質

于紅花成熟期各處理選取5株考種，測量單株果球數、每果粒數和千粒重。于紅花開花時分別采摘各處理花絲，晾干后記錄產量。于籽粒成熟后分別收獲各處理籽粒，曬干揚凈后記錄產量。

1.3 數據處理

采用Excel 2010和R語言進行數據整理與分析，采用最小顯著性差異LSD法進行顯著性測驗。

2 結果與分析

2.1 化肥減量配施微生物菌肥對紅花主要農藝性狀的影響

研究表明，化肥減量配施微生物菌肥對紅花農藝性狀均有顯著影響，隨著微生物菌肥施用量的增加紅花主要農藝性狀均呈先升后降的趨勢，并且所有處理的紅花主要農藝性狀均高于CK。隨著生育進程的推進，不同施肥處理的紅花農藝性狀生長整體呈“慢-快-慢”的趨勢，各處理間農藝性狀差異顯著。開花期后，不同施肥處理間紅花株高、莖粗和根長差異較小，但CF+37.5M處理下紅花株高和根長達到最高水平，分別比CF處理增加了5.87%和6.91%，CF和CF+37.5M處理下紅花莖粗無顯著差異。CF+25M和CF+37.5M處理下紅花葉片數和分枝數與CF處理具有顯著差異，CF+25M處理下紅花葉片數和分枝數分別比CF處理增加了44.87%和41.50%，CF+37.5M處理下紅花葉片數和分枝數分別比CF處理增加了55.67%和45.00%。化肥減量配施微生物菌肥對紅花農藝性狀的生長具有顯著的調控作用，CF+25M和CF+37.5M處理可顯著增加紅花的葉片數和分枝數。表1

2.2 化肥減量配施微生物菌肥對紅花生育進程的影響

2.2.1 紅花葉綠素含量變化

研究表明，施肥對紅花葉綠素含量的影響較小，隨著生育進程的推進，不同施肥處理下的葉綠素含量均呈持續增長的趨勢，于開花期達到最高水平，并且所有施肥處理葉綠素含量均高于CK和CF+50M。隨著生育進程的推進，不同施肥處理間紅花葉綠素含量均無顯著差異，但在開花期CF+25M和CF+37.5M處理下葉綠素含量均高于其他處理，并與CF處理差異較小。化肥適當減量配施微生物菌肥對紅花光合能力的影響較小，但化肥過量配施微生物菌肥會抑制紅花的光合作用。圖1

2.2.2 紅花總干物質積累量和積累速率變化

研究表明，化肥減量配施微生物菌肥對紅花干物質積累量和速率均有顯著影響，隨著微生物菌肥施用量的增加，紅花干物質積累量和速率均呈持續增長的趨勢，于現蕾期增長速度加快，至開花期達到最高水平，并且所有施肥處理的紅花干物質積累量和速率均高于CK，施肥可顯著促進紅花干物質積累。播種期至現蕾期不同施肥處理間紅花干物質積累量無顯著差異，但在現蕾期至開花期紅花干物質積累量在不同施肥處理下迅速增加，并表現出顯著差異。開花期紅花干物質積累量表現為CF+50Mgt;CF+37.5Mgt;CF+25Mgt;OFgt;CF，其中CF+25M、CF+37.5M和CF+50M處理下紅花干物質積累量比CF處理顯著提高了11.3%以上。隨著生育進程的推進，紅花干物質積累速率和積累量具有相似的變化趨勢，其在開花期表現為CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;CFgt;OF，但2021年CF+50M處理下紅花干物質積累速率在現蕾期至開花期期間表現為下降趨勢。化肥適當減量配施微生物菌肥可顯著促進紅花干物質積累，但化肥過量配施微生物菌肥反而抑制紅花干物質積累。圖2

2.2.3 紅花地上和地下部分干物質積累分配

研究表明，施肥對紅花地上部分和地下部分干物質分配比例有一定的影響，不同施肥處理下紅花干物質積累以地上部分為主，地上部分干物質積累量占總積累量的90%以上，并且所有施肥處理下紅花地上部分干物質分配比例均大于CK。隨著生育進程的推進，伸長期和分枝期不同處理下紅花干物質分配比例無顯著差異。現蕾期至開花期紅花植株生長逐漸成熟，地上和地下部分干物質分配比例趨于穩定，不同化肥減量配施微生物菌肥處理下，紅花地上部分干物質分配比例均高于CF處理，分配比例表現為CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;OF和CF。化肥適當減量配施微生物菌肥可促進紅花光合產物向地上部分輸送，但化肥過量配施微生物菌肥則抑制紅花地下部分生長而影響植株的生長和產量形成。圖3

2.3 化肥減量配施微生物菌肥對紅花產量及其構成因素的影響

研究表明，化肥減量配施微生物菌肥對紅花產量及其構成因素均有顯著影響，隨著微生物菌肥施用量的增加紅花產量及其構成因素均呈先升后降的趨勢，并且所有施肥處理紅花產量及其構成因素均高于CK。不同施肥處理間，紅花單株果球數和千粒重均表現為CF+25M和CF+37.5Mgt;CF、OF和CF+50M，其中CF+25M和CF+37.5M處理下紅花單株果球數較CF處理分別增加了59.67%和87.85%，CF+25M和CF+37.5M處理下紅花千粒重較CF處理分別增加了12.82%和12.29%；每果粒數表現為CF+25Mgt;OFgt;CF、CF+37.5M和CF+50M，其中CF+25M處理下紅花每果粒數較CF處理增加了29.64%。不同施肥處理間，花絲和籽粒產量均無顯著差異，但兩者均表現為CF+37.5Mgt;CF+25Mgt;OFgt;CF和CF+50M，其中CF+25M處理下紅花花絲和籽粒產量分別比CF處理增加了7.21%和6.47%。CF+37.5M處理下紅花花絲和籽粒產量分別比CF處理增加了11.42%和15.78%。適宜的化肥施用量配施微生物菌肥可顯著增加紅花的單株果球數、每果粒數和千粒重，從而增加紅花花絲和籽粒產量，其中以CF+25M和CF+37.5M處理下紅花產量及其構成因素表現最優，而CF+50M處理下產量與CF處理沒有顯著差異，并沒有起到顯著增產的作用。圖4

2.4 化肥減量配施微生物菌肥條件下紅花產量及構成因素的相關性

研究表明，不同施肥處理下紅花花絲產量與單株果球數顯著正相關，籽粒產量與單株果球數、每果粒數和千粒重均呈顯著正相關。花絲產量與單株果球數、千粒重和籽粒產量均呈顯著正相關，但經過校正后，僅與單株果球數呈顯著正相關；籽粒產量與單株果球數、每果粒數、千粒重和花絲產量均呈顯著正相關，經過校正后，與單株果球數和千粒重均極呈顯著正相關，與每果粒數顯著正相關，產量構成因素對籽粒產量的影響大小為單株果球數gt;千粒重gt;每果粒數。在紅花生產中促進紅花單株果球數、千粒重和每果粒數的形成，有利于產量提高。圖5

3 討 論

3.1 化肥減量配施微生物菌肥對紅花農藝性狀的影響

在紅花的栽培過程中仍存在化肥施用過量、微生物菌肥配比不合理等現象［17］。葉祝弘［18］研究發現，化肥減量配施微生物菌肥能提高水稻株高、單位面積有效穗數、每穗粒數、結實率及產量。侯麗麗等［12］研究發現，不同類型微生物菌肥與化肥配施有利于小麥株高和葉面積指數的生長，化肥減量50%配施微生物菌肥可顯著提高小麥分蘗能力。陳云梅等［19］試驗發現，商品微生物菌肥替代20%化肥能有效增加玉米的株高、莖粗和穗位高，促進玉米生長，提高玉米產量。盧合全等［20］分析發現，化肥減量30%配施微生物菌肥顯著提高棉田土壤肥力、棉花干物質積累量和葉綠素含量等，從改善棉花生長發育，保證高產穩產。試驗研究發現，不同施肥處理下紅花株高、莖粗和根長之間顯著差異較小，

但在CF+37.5M處理下紅花株高、莖粗和根長均高于其它處理。CF+25M和CF+37.5M處理對紅花生長均有顯著的促進作用，相較于單施化肥均能增加紅花葉片數和分枝數40%以上，化肥減量配施微生物菌肥有利于促進紅花植株及葉片的生長。此外，CF+25M和CF+37.5M處理還有利于提升紅花葉片的葉綠素含量，可使紅花在整個生育時期獲得相對穩定且較高的葉綠素含量。適當的化肥減量配施微生物菌肥有利于促進紅花的生長發育，CF+37.5M處理能夠顯著增加紅花株高、莖粗、根長、分枝數、葉片數和葉綠素含量，研究結果與前人結論基本一致。

3.2 化肥減量配施微生物菌肥對紅花干物質積累的影響

在作物栽培過程中，干物質積累和分配直接影響著作物的產量形成，合理施肥不但有利于干物質積累與分配，還能提高作物產量［21-22］。化肥減量25%配施微生物菌肥可以促進春玉米的干物質積累，改善土壤環境，提高玉米產量［23］。熊廷浩等［15］研究發現，化肥減量25%配施微生物菌肥可顯著提高油菜單株角果數、干物質積累量和養分積累量，從而提高油菜產量。馮克云等［23］試驗發現，化肥減量配施微生物菌肥較單施化肥能顯著提高棉花單株鈴數，并增加棉花營養器官和生殖器官干物質積累量，保證棉花生長發育后期干物質的積累，從而提高單鈴重和籽棉產量。試驗研究發現，紅花干物質積累量和速率均隨著微生物菌肥施用量增加而呈現持續增長的趨勢，化肥減量配施微生物菌肥可以促進紅花干物質形成和積累。紅花干物質積累量和積累速率在生育前期均無顯著差異，于現蕾期趨于穩定后，兩者均表現為CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;OFgt;CF，但2021年CF+50M處理開花期干物質積累速率卻顯著低于現蕾期，化肥減量配施可顯著增加紅花干物質積累量和速率，但微生物菌肥配比過高反而可能抑制干物質的積累。此外，化肥減量配施微生物菌肥影響紅花地上部分和地下部分的干物質分配比例。不同化肥減量配施微生物菌肥處理下，開花期紅花地上部分干物質分配比例均高于CF處理，分配比例表現為CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;OF和CF。適當的化肥減量配施微生物菌肥可顯著提高紅花的干物質積累，并促進干物質向地上部分轉運，以調節紅花產量的形成，其中以CF+25M和CF+37.5M處理下紅花干物質積累及分配比例表現最優，但微生物菌肥配比過高反而抑制紅花干物質形成和積累，此研究結果與前人結論基本一致。

3.3 化肥減量配施微生物菌肥對紅花產量影響

微生物菌肥的合理施用是作物增產的有效途徑，微生物菌肥替代部分化肥能有效協調有機與無機養分的供應，滿足作物生長對養分的需求，并能提高作物產量［24］。徐令旗等［24］研究發現，化肥配施微生物菌肥能夠有效提高旱直播水稻分蘗，增加穗數，促進葉和莖鞘物質輸出和轉化，從而提高旱直播水稻產量。何浩等［25］研究發現，氮肥減量10%配施微生物菌肥較常規化肥處理顯著增加了穗粗和穗粒數，有效改善玉米穗部性狀和產量構成，促進玉米生長和增產增效。王寧等［26］研究發現，化肥減量40%配施微生物菌肥能顯著提高棉花鈴數、單株干重、籽棉和皮棉產量。試驗研究發現，紅花花絲產量與單株果球數顯著正相關，籽粒產量與單株果球數、千粒重和每果粒數均顯著正相關，其中單株果球數與籽粒產量相關性最高。CF+25M和CF+37.5M處理相比CF處理均顯著提高紅花單株果球數、每果粒數和千粒重，其中CF+25M處理下單株果球數、每果粒數和千粒重顯著增加了59.67%、29.64%和12.82%，CF+37.5M處理下單株果球數和千粒重顯著增加了87.85%和12.29%。

4 結 論

適當化肥減量配施微生物菌肥能夠調控紅花不同生育時期的生長發育，并影響紅花干物質積累與分配。協調產量與產量構成因子的關系，顯著提高紅花的產量，但是微生物菌肥施用量過高，反而會抑制紅花的生長和產量形成。CF+25M：化肥15 kg/667m2（化肥減量25%）+微生物菌肥5 kg/667m2和CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥減量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2處理均顯著促進紅花的生長和產量形成，其中以CF+37.5M處理下紅花綜合表現最優，其不僅能顯著增加紅花株高、分枝數、葉綠素含量、單株果球數和千粒重等指標，而且還能促進紅花干物質積累以及調節干物質分配比例，從而顯著提高紅花產量。

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