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              公司新聞

              生物菌肥對鹽堿地水稻生長發育及產量的影響

              2015-11-27 瀏覽次數:0
                     鹽堿土是地球上廣泛分布的一種重要土地資源。鹽堿地分布在全世界各大洲干旱地區,約有9.55hm2,我國鹽堿地資源總額約為9913×104hm2,主要分布在華北,東北,西北內陸地區及長江以北沿海地帶[1]。鹽堿土是鹽土和堿土以及各種鹽化和堿化土的總稱,鹽土是指含有大量可溶性鹽類,含鹽量一般可達0.6%~1.0%甚至更高,能夠導致大多數植物不能正常生長的土壤;堿土是指pH大于9.0,代換性鈉離子占陽離子代換量超過了20%的土壤;鹽土與堿土實際上是混合存在的,所以習慣上稱為鹽堿土,鹽堿土鹽分多,堿性強,會使土壤腐殖質遭到淋失,土壤結構受到破壞,表現為干時硬,濕時黏,透水、透氣不良,嚴重的會造成作物中毒、萎蔫甚至爛根死亡,影響農作物的產量。松嫩平原鹽堿地土壤鹽分含量高、堿性強、理化性質惡劣、肥力低下、對植物危害大,是這類土壤在農業利用上的主要限制因素。
              生物菌肥是將某些有益微生物經大量人工培養制成的生物肥料,又稱菌劑、接種劑、微生物肥料。其原理是利用微生物的生命活動來增加土壤中的氮素或有效磷、鉀的含量,或將土壤中一些作物不能直接利用的物質,轉換成可被吸收利用的營養物質,或提高作物生產刺激物質,或抑制植物病原菌的活動,從而提高土壤肥力,改善作物的營養條件,提高作物產量[5]。
              通過施用微生物肥,能夠提高肥料的利用率,降低水稻生產的化肥用量,緩解化肥特別是氮肥過量施用帶來的環境壓力,且因其無毒無污染,對實現水稻生產可持續發展具有重要意義。張富民[6]等人實驗表明生物肥包含固氮菌、解磷菌和解鉀菌,是一種復合微生物肥料,施入土壤中能給作物提供全面氮、磷、鉀,同時能分解土壤中礦物質給作物提供多種微量元素如鈣、鎂、硫、硼、鋅、錳、鉬等。林代炎[7]等人研究表明:生物肥處理的水稻吸氮量比滅菌生物肥處理的增加56.4mg/盆,比不施肥處理的增加424.0mg/盆,分別達到顯著和極顯著水平;生物菌肥中的微生物能夠利用肥料的氮素養分進行繁殖,提高對肥料氮的吸附量,從而減少肥料氮的損失并提高肥料氮的回收率;含固氮微生物的生物肥料能提高水稻的氮素供應水平,減少水稻對肥料氮的需求。王守紅[8]等人對應用生態肥的土樣進行室內培養研究,試驗檢測堿解氮、速效磷、速效鉀的釋放結果可得知,應用生態肥可以可以是肥效長而穩,提高土壤的供肥強度。國內外的微生物肥料研究與應用都是從豆科植物上使用根瘤菌接種劑開始的,起初只有花生和大豆根瘤菌劑,1989年以來各類相關菌肥的文獻上以固氮菌類、解鉀菌類、解磷菌類和復合菌類為主,而菌跟菌類,抗生菌類和光合細菌類少,也有個別關于促進植物生長的根際細菌(PGPR)的報道[9]。近年來,生物菌肥已經廣泛的應用到了各種作物栽培之中,對水稻、大豆、桃樹、楊樹等作物有明顯促進作物生長、提高土壤肥力的作用[10-14]。但是應用到鹽堿地作物種植中的研究很少[15-16],未見到生物菌肥應用在松嫩平原鹽堿地水稻栽培中。本試驗在水稻不同施肥時期增施生物菌肥,研究生物菌肥對松嫩平原鹽堿地水稻生長發育的影響。
               
              1材料與方法
              1.1 試驗材料
              試驗用水稻品種為長白9。生物菌肥選用的是湖南農大哥科技開發有限公司生產的“農大哥復合生物肥”,它是將自然界存在的有益菌種,繁殖成大量菌株,以草炭為載體而制成的特定生物制品,有效活菌數≥2/克。
              1.2 試驗設計
              試驗于2011年在吉林省大安市叉干鎮進行,土壤類型為蘇打鹽漬土,土壤全氮含量997 mg·kg-1、土壤速效N含量64.4 mg·kg-1、土壤速效磷含量3.67 mg·kg-1、土壤速效鉀含量110.2 mg·kg-1,土壤有機質含量2.04%,土壤pH值為8.9。
              試驗設置5個處理(如表1):處理A底肥增施生物菌肥,處理B分蘗期追肥增施生物菌肥,處理C拔節孕穗期追肥增施生物菌肥,處理D全生育期增施生物菌肥,CK正常施肥。每個處理1000m2,三次重復,隨機區組排列。418日播種,525日插秧,插秧密度為30cm×16.5cm,每穴插4株苗,田間管理按正常進行。
              表1 施肥時期和施肥量(單位:kg/hm2)
              處理
              底肥
              分蘗期追肥
              拔節孕穗期追肥
              5月14日
              6月10日
              6月30日
               
              菌肥
              菌肥
              菌肥
              CK
              160
              90
              90
              0
              115
              0
              23
              48
              0
              A
              160
              90
              90
              30
              115
              0
              23
              48
              0
              B
              160
              90
              90
              0
              115
              30
              23
              48
              0
              C
              160
              90
              90
              0
              115
              0
              23
              48
              30
              D
              160
              90
              90
              30
              115
              30
              23
              48
              30
              1.3 測定項目及方法
              1.3.1 水稻莖蘗數的測定
                  水稻緩苗后,選長勢均勻的植株3點,每點1m2掛牌標記,于分蘗前期、分蘗中期、分蘗后期、抽穗期、灌漿期調查水稻莖蘗數和有效穗數。
              1.3.2 水稻葉面積指數與生物量的測定
              水稻緩苗后,選長勢均勻的植株3點,每點1m2掛牌標記,于分蘗期、孕穗期、開花期、灌漿期、成熟期調查葉面積指數,并將植株分成莖、葉、葉鞘、穗,置于105℃烘箱中殺青30min,再于75℃烘干至恒重,分別稱其干重。
              1.3.3 水稻產量的測定  
              收獲時每小區取5點(采用點狀取樣法中的五點取樣法),每點取1m2水稻帶回實驗室內考種測產。
              1.4  數據處理和統計
              所得數據用ExcelDPS分析統計。
               
              2 結果與分析
              2.1生物菌肥對水稻莖蘗數的影響
              分蘗是水稻一個重要生育特性,也是水稻健壯的標志[17]。分蘗數的增加可以擴大水稻光合作用的葉面積,有利于稻株生物量的積累[18]。由圖1可知,抽穗期時,水稻莖蘗數達到最高。分蘗前期,水稻剛開始分蘗,各處理差別不明顯。分蘗中期,水稻分蘗旺盛,水稻莖蘗數由大到小依次為,A>D>B>C>CK,處理A、D、BCK間的差異達顯著水平(p<0.05)。水稻分蘗后期,莖蘗數繼續增多,處理A最大,比CK19.3%,差異達極顯著水平(p<0.01),處理D其次,比CK17.3%,差異達顯著水平(p<0.05)。抽穗期,處理A>D>B,比CK16.7%、15.7%、12.2%,與CK之間差異達極顯著水平(p<0.05)。灌漿期,水稻有效穗數較抽穗期莖蘗數減少,因為無效分蘗部分死亡,處理A最大,比CK13.8%,差異達極顯著水平(p<0.01),處理D其次,與CK間差異達顯著水平(p<0.05)。由水稻莖蘗數分析可以看出,生物菌肥促進水稻分蘗,在分蘗期以及分蘗期之前增施生物菌肥的處理,莖蘗數均大于CK,差異顯著。
              生物菌肥對水稻葉面積指數的影響
              葉面積(LAI)是光合作用的基礎,適宜的葉面積指數對產量形成至關重要。由圖2可知,從返青期到抽穗期,各處理LAI迅速上升,抽穗期達到最大值,之后緩慢下降。從各個處理LAI變化看,增施生物菌肥處理的葉面積指數均比對照大。返青期時,LAI差別不明顯。分蘗期時,處理D 最大,比CK29.5%,葉面積指數由大到小依次為,D>A>B>C>CK。孕穗期,處理D最大,其次是處理A,分別比CK20.8%、16.7%,與CK之間的差異達極顯著水平(p<0.01)。當水稻抽穗期時,LAI達到最大,處理D最大,比CK23.5%,其次是A,比CK10.1%,處理D、B、ACK間差異達到極顯著水平(p<0.01)。灌漿期時,LAI較抽穗期時下降,增施生物菌肥處理的葉面積指數均比CK大,處理間差異顯著,處理D、B、A CK差異達極顯著水平(p<0.01),處理CCK間差異達顯著水平(p<0.05)。


              2.3生物菌肥對水稻氮素吸收總量的影響
              氮素是植物最重要的結構物質,是蛋白質、酶、葉綠素、氨基酸等的組成元素。氮在植物體內以多種形態存在,分別承擔著不同的生理功能,在光合作用、呼吸代謝及礦質元素的吸收等重要生理代謝和生長過程中發揮著重要作用[19-22],而這些生理代謝的最終表現形式是作物形態和產量。水稻成熟期含氮量測定,結果如圖1。增施生物菌肥處理的水稻植株氮素吸收總量均比CK高,處理D的吸收總量最多,其次是處理A,分別比CK23.0%、21.1%,處理DCK之間和處理ACK之間差異均達到極顯著水平(p<0.05)。
              2.4
              生物菌肥對水稻產量及產量構成因素的影響
              水稻產量及產量構成因素調查列于表3??梢钥闯?,試驗各處理每平方米穗數最低的是處理CK,為415.78/m2,最多的是處理A,比CK10.7%,差異達到顯著水平(p<0.05),處理D、B、C分別比CK10.6%、10.4%、2.9%。每穗總粒數最少的CK,最多的為處理C,比CK5.4%,其次是處理D,比CK5.2%,D、CCK之間的差異達到顯著水平(p<0.05)。結實率與千粒重差異不明顯。
              水稻產量主要由單位面積穗數、每穗粒數、結實率和千粒重4個因素組成,調查結果表明,增施生物菌肥處理的產量明顯比對照高,全生育期增施生物菌肥的產量最高,比CK12.5%,其次是底肥增施生物菌肥的處理,比CK12.4%,兩者差異不顯著,處理D、ACK間差異達極顯著水平(p<0.01)。
              3 生物菌肥對水稻產量及產量構成因素的影響
              處理
              穗粒數  (粒/穗)
              結實率  (%)
              穗數   (穗/m2)
              千粒重  (g)
              產量(kg/hm2)
              CK
              90.52b
              83.97
              415.78b
              25.02
              7907.93cB
              A
              92.65ab
              84.21
              460.33a
              24.69
              8868.16abA
              B
              92.30ab
              84.15
              458.86a
              24.58
              8760.97abA
              C
              95.39a
              84.27
              427.67ab
              24.11
              8289.50bcAB
              D
              95.23a
              84.28
              459.72a
              24.11
              8894.14aA
                     
              3 討論與結論
              松嫩平原鹽堿地大多屬于蘇打鹽堿地,對水稻生長有抑制作用,水稻插秧至分蘗期的抑制作用主要表現是莖葉變褐色、生長遲緩、分蘗減少或無分蘗,嚴重的死苗毀田[23]。生物菌肥具有固氮、解磷、活化土壤、培肥地力、提高肥料利用率等功效,能顯著促進水稻根系發育、增加分蘗、提高成穗率、進而提高產量[24]。
              試驗結果表明,生物菌肥能夠促進水稻分蘗,在底肥、分蘗期追肥、全生育期追肥時增施生物菌肥處理的莖蘗數明顯高于對照,而在拔節孕穗期追肥時增施生物菌肥的處理莖蘗數與對照差異不明顯。生物菌肥能夠提高葉面積指數,促進光合作用產物的增加,有利于干物質的積累。生物菌肥對水稻氮肥利用率有提高作用。從產量構成因素上分析,生物菌肥能夠提高毎穗粒數,有效穗數,從而提高產量。全生育期增施生物菌肥的產量最高,其次是底肥時期增施生物菌肥,分別比對照高12.5%、12.4%,與對照的產量差異極顯著。由試驗結果可知,在全生育期增施生物菌肥對鹽堿地水稻生長發育促進作用最明顯。
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