烏音嘎 ，春 花 ，吳 瀾 ，烏 恩

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 草原與資源環(huán)境學(xué)院,內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤質(zhì)量與養(yǎng)分資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,內(nèi)蒙古呼和浩特 010011；2.扎蘭屯市氣象局,內(nèi)蒙古扎蘭屯 162650）

根據(jù)我國(guó)第2次土壤普查資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)鹽堿地面積約3 513萬(wàn)hm2[1],相當(dāng)于耕地面積的1/3,主要分布在華北、西北、東北的干旱和半干旱地區(qū)[2]。由于氣候干旱、不合理灌溉和過(guò)量施肥等原因,土地次生鹽漬化越來(lái)越嚴(yán)重[3-5]。在我國(guó)耕地資源極度緊張的背景下,作為耕地后備資源,鹽堿地的開發(fā)利用對(duì)緩解人地矛盾、保障糧食安全及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要意義。

復(fù)合微生物肥料是由特定微生物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)復(fù)合而成,能提供、保持或改善植物營(yíng)養(yǎng),提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量或改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的活體微生物制品[6]。有研究指出,在鹽堿化土壤上施用復(fù)合微生物肥料可以有效地阻止土壤中的鹽分對(duì)農(nóng)作物幼苗的危害[7]。李玉文等[7]在大慶鹽堿地-蘇打堿化草甸鹽土和蘇打鹽化草甸堿土為主的土壤上,以楊樹和紫丁香為研究對(duì)象,進(jìn)行了應(yīng)用復(fù)合微生物肥料配合植樹造林的鹽堿地改良試驗(yàn),結(jié)果表明,復(fù)合微生物肥料可以有效增加水解氮含量和有機(jī)質(zhì)含量、有效補(bǔ)充被植物吸收的土壤氮元素,在一定程度上緩解了植物對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的消耗,能夠顯著降低植物體內(nèi)丙二醛含量,提高植物抗逆性。紀(jì)薇薇等[8]在遼寧省鹽堿地利用研究所試驗(yàn)基地的濱海鹽漬土上種植水稻,研究了復(fù)合微生物肥料對(duì)水稻的生長(zhǎng)效果,結(jié)果表明,復(fù)合微生物肥料提高了水稻結(jié)實(shí)率,并能夠提供營(yíng)養(yǎng)元素、激素類物質(zhì)和各種酶等,促進(jìn)了土壤和肥料中養(yǎng)分物質(zhì)的有效化和根系對(duì)養(yǎng)分的吸收,增加了水稻產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。

玉米是內(nèi)蒙古土默川地區(qū)種植的主要作物,因長(zhǎng)期使用化肥和采用地下水灌溉及氣候干旱而導(dǎo)致的土壤次生鹽堿化,已成為限制玉米增產(chǎn)的重要瓶頸,因此需要探索既能改善土壤環(huán)境又能增加作物產(chǎn)量的水肥管理措施。本試驗(yàn)在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)海流圖科技園區(qū)牧草試驗(yàn)基地的堿土上進(jìn)行了玉米種植配合施用復(fù)合微生物肥料的研究,旨在探討復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米的增產(chǎn)效應(yīng)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地設(shè)在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)海流圖科技園區(qū)牧草試驗(yàn)基地,位于內(nèi)蒙古呼和浩特市土默特左旗北什軸鄉(xiāng)海流村境內(nèi),地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°22′30"、北緯40°41′30"。該地區(qū)屬于中溫帶大陸性氣候,年平均氣溫為5.8℃,年平均降水量為417.5 mm,年平均蒸發(fā)量為1 800 mm。試驗(yàn)樣地土壤主要以沙壤和輕壤為主,是典型的大青山洪積扇和土默川平原之間的過(guò)渡帶[9]。試驗(yàn)地土壤有機(jī)質(zhì)含量較低,pH值和堿化度相對(duì)較高,屬于堿土,基本理化性狀見表1。

表1 試驗(yàn)地土壤理化性狀

1.2 供試材料

供試玉米：伊單52；供試肥料：復(fù)合微生物肥［總養(yǎng)分（N+P2O5+K2O）=8.0%、有效活菌數(shù)≥0.2×108個(gè)/g、有機(jī)質(zhì)≥20%,江陰市聯(lián)業(yè)生物科技有限公司制造］；磷酸二銨（總養(yǎng)分≥64.0%、N∶P2O5∶K2O=18∶46∶0）,尿素（總氮≥46.6%）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)置對(duì)照、當(dāng)?shù)亓?xí)慣施肥和3個(gè)復(fù)合微生物肥料的用量處理（表2）,4次重復(fù),共計(jì)20個(gè)小區(qū)。每個(gè)處理小區(qū)面積10 m×5 m=50 m2。施肥方法：復(fù)合微生物肥料和磷酸二銨作為基肥采用表層施肥后耕層混合,尿素用于追肥。播種量30 kg/hm2,播深4 cm,株距25 cm,行距50 cm,每個(gè)小區(qū)之間設(shè)置1 m寬田埂。2017年5月9日播種并施基肥,5月10日第1次漫灌,6月10日第2次漫灌,追肥于6月24日進(jìn)行,采用人工挖掘約8 cm深穴追施尿素并覆土。鋤地分為2次,分別于6月24日和7月13日,采用人工除草。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

出苗率/%=（定苗數(shù)/播種穴數(shù)）×100,6月16日記錄各處理小區(qū)的苗數(shù)；葉片SPAD值：6月16日每小區(qū)隨機(jī)選取10株玉米,用SPAD儀測(cè)量葉片SPAD值,取10株的平均值；苗高：6月16日每小區(qū)隨機(jī)選取10株玉米,用卷尺測(cè)量株高,取10株的平均值；株高：7月13日每小區(qū)隨機(jī)選取10株玉米,用卷尺測(cè)量株高,取10株的平均值；苗粗：6月16日每小區(qū)隨機(jī)選取10株玉米,用游標(biāo)卡尺測(cè)量玉米植株地上第3節(jié)中部較寬處,取10株的平均值；莖粗：7月13日每小區(qū)隨機(jī)選取10株玉米,用游標(biāo)卡尺測(cè)量玉米植株地上第3節(jié)中部較寬處,取10株的平均值；株數(shù)：6月16日記錄株數(shù)；穗長(zhǎng)：10月7日每小區(qū)隨機(jī)選取10株玉米,用卷尺測(cè)量穗長(zhǎng),取10株的平均值；百粒重：10月7日每小區(qū)隨機(jī)選取10株的穗,分別脫粒,105℃烘干后每穗隨機(jī)取100粒稱重,取10株的平均值；穗粒重：10月7日每小區(qū)隨機(jī)選取10株的穗,分別脫粒,105℃烘干后稱重,取10株的平均值；籽粒產(chǎn)量=［穗數(shù)×（10株穗粒重/10）］/50 m2×104hm2；地上部生物量：10月7日每小區(qū)隨機(jī)割取10株玉米后,將其置于電子秤上稱鮮重,地上部生物量=［株數(shù)×（10株地上部生物量/10）］/50 m2×104。

1.5 數(shù)據(jù)處理方法

采用SAS 9.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和差異顯著性檢驗(yàn),采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)的效應(yīng)

不同施肥處理下玉米苗期生長(zhǎng)的變化見表3,出苗率、葉片SPAD值、苗高和苗粗在不同施肥處理間有顯著差異。處理1、2和3的出苗率顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高24.45%,52.84%,56.82%；處理1、2和3的出苗率顯著高于處理4,比處理4高16.40%,42.96%,46.67%；處理4的出苗率與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理1、2和3的葉片SPAD值顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高14.68%,19.88%,16.96%,處理1、2和3的葉片SPAD值與處理4無(wú)顯著差異,處理4的葉片SPAD值與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理2和處理3的苗高顯著高于處理4,分別比處理4高25.00%,12.48%,處理2和處理3的苗高顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高33.23%,19.87%,處理1的苗高與處理4無(wú)顯著差異,處理4的苗高與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理2和3的苗粗顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高40.65%,36.59%,處理2和處理3的苗粗顯著高于處理4,分別比處理4高19.31%,36.59%,處理1和處理4的苗粗顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高于16.26%,17.89%,處理4與處理1的苗粗無(wú)顯著差異。說(shuō)明復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米的出苗率、葉片SPAD值、苗高及苗粗都有顯著的效應(yīng)。

表3 不同施肥處理對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)特性的影響

2.2 復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米營(yíng)養(yǎng)期生長(zhǎng)的效應(yīng)

不同施肥處理對(duì)玉米營(yíng)養(yǎng)期生長(zhǎng)指標(biāo)的影響見表4,玉米株數(shù)、株高和莖粗在不同施肥處理間有顯著差異。處理2和處理3的株數(shù)顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高41.91%,68.62%；處理2和處理3的株數(shù)顯著高于處理4,比處理4高36.84%,62.59%；處理4的株數(shù)與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理2的株高顯著高于處理4和對(duì)照,分別提高16.51%,21.90%；處理1的株高與處理3無(wú)顯著差異；處理4的株高與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理2和處理3的莖粗顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高30.43%,26.36%；處理1與處理4無(wú)顯著差異；處理4與對(duì)照無(wú)顯著差異。說(shuō)明復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米植株的生長(zhǎng)及壯大都有顯著效應(yīng)。

表4 不同施肥處理對(duì)玉米營(yíng)養(yǎng)期生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.3 復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米產(chǎn)量性狀的效應(yīng)

不同施肥處理對(duì)玉米產(chǎn)量性狀的影響見表5,穗長(zhǎng)、百粒重、穗粒重、籽粒產(chǎn)量和地上部生物量在不同處理間有顯著差異。處理2的穗長(zhǎng)顯著高于對(duì)照,比對(duì)照高30.43%；處理1、處理2和處理3的穗長(zhǎng)與處理4無(wú)顯著差異；處理4的穗長(zhǎng)與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理2和處理3的百粒重顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高24.74%,26.42%；處理1、處理2和處理3的百粒重與處理4無(wú)顯著差異；處理4的百粒重與對(duì)照無(wú)顯著差異。處理2和處理3的穗粒重顯著高于對(duì)照,比對(duì)照高38.89%,67.74%；處理3的穗粒重顯著高于處理4,比處理4高30.92%,處理1和處理2的穗粒重與處理4無(wú)顯著差異；處理4的穗粒重顯著高于對(duì)照,比對(duì)照高28.12%。處理2、處理3和處理4的籽粒產(chǎn)量顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高115.52%,201.36%,80.06%；處理3的籽粒產(chǎn)量顯著高于處理4,比處理4高67.37%；處理1和處理2的籽粒產(chǎn)量與處理4無(wú)顯著差異。處理2、處理3和處理4的地上部生物量顯著高于對(duì)照,分別比對(duì)照高83.02%,136.48%,82.60%；處理3的地上部生物量顯著高于處理4,比處理4高29.66%；處理1和處理2的地上部生物量與處理4無(wú)顯著差異。說(shuō)明復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米的穗長(zhǎng)、百粒重、穗粒重、籽粒產(chǎn)量和地上部生物量都有顯著效應(yīng),但處理2和處理3的效應(yīng)點(diǎn)有所不同,處理2能有效促進(jìn)穗的生長(zhǎng),而處理3最有利于提高穗粒重。

表5 不同施肥處理對(duì)玉米產(chǎn)量性狀的影響

2.4 玉米籽粒產(chǎn)量性狀與其他指標(biāo)之間的相關(guān)性

玉米產(chǎn)量性狀與其他指標(biāo)之間的相關(guān)性見表6,籽粒產(chǎn)量與地上部生物量、出苗率、株數(shù)、百粒重和穗粒重均存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；地上部生物量與出苗率、苗粗、株數(shù)、莖粗、百粒重和穗粒重均存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；出苗率與苗粗、株數(shù)、株高、莖粗、穗長(zhǎng)、百粒重和穗粒重均存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；葉片SPAD值與苗粗、株高、莖粗、穗長(zhǎng)和百粒重均存在顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；苗高與苗粗存在顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；苗粗與株高、莖粗、穗長(zhǎng)和百粒重均存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；株數(shù)與百粒重和穗粒重存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；株高與莖粗、穗長(zhǎng)和百粒重均存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；莖粗與穗長(zhǎng)和百粒重均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；穗長(zhǎng)與百粒重存在顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著；百粒重與穗粒重存在顯著正相關(guān)關(guān)系,與其余指標(biāo)之間的相關(guān)性不顯著。

3 討論

3.1 復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)的效應(yīng)

本試驗(yàn)中,施750～1 500 kg/hm2復(fù)合微生物肥料都能促進(jìn)出苗率、葉片SPAD值、苗高和苗粗,但習(xí)慣施肥沒有這種效應(yīng)。這可能是復(fù)合微生物肥料為堿土玉米創(chuàng)造了良好的生長(zhǎng)環(huán)境,并有利于抓苗。復(fù)合微生物肥料處理的葉片SPAD值都高于對(duì)照,這可能是復(fù)合微生物肥料促進(jìn)了玉米根部吸收有效養(yǎng)分,如氮素養(yǎng)分,以提高其葉綠素合成,增加葉片葉綠素含量。從苗高和苗粗的田間觀察和測(cè)定數(shù)據(jù)可以看出,復(fù)合微生物肥料施入土壤后,能以其生命活動(dòng)促使玉米得到特定的肥料效應(yīng),并協(xié)助玉米吸收營(yíng)養(yǎng),從而使玉米生長(zhǎng)茁壯,又促進(jìn)玉米苗期的生長(zhǎng)。從苗高和苗粗等形狀來(lái)看,復(fù)合微生物肥料效果對(duì)苗期生長(zhǎng)中體現(xiàn)的比較好。這與孫國(guó)波[10]的研究結(jié)果相似,孫國(guó)波[10]應(yīng)用新型微生物肥料的夏季玉米田間試驗(yàn)中,底施復(fù)合微生物肥料A 750 kg/hm2的玉米幼苗株高比空白對(duì)照（不施肥）增加0.08 cm,底施復(fù)合微生物肥料A 750 kg/hm2和底施復(fù)合微生物肥料B 750 kg/hm2處理的玉米株高分別比空白對(duì)照（不施肥）高0.09 cm和0.13 cm。說(shuō)明施用新型微生物肥料可明顯改善玉米幼苗質(zhì)量,為玉米植株的健康生長(zhǎng)及最終實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外,可能通過(guò)微生物的生理活動(dòng)改變土壤中的鹽堿成分,進(jìn)而降低鹽堿濃度和鹽堿量[11]。利用真菌修復(fù)鹽堿土壤的研究[12]認(rèn)為,在鹽堿土壤中如果叢枝菌根真菌大量分布,可以增強(qiáng)鹽堿植物的生長(zhǎng)、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收、提高光合作用和抗氧化。

表6 玉米籽粒產(chǎn)量與其他指標(biāo)之間的相關(guān)性

3.2 復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米營(yíng)養(yǎng)期生長(zhǎng)的效應(yīng)

株高和莖粗是衡量玉米長(zhǎng)勢(shì)壯弱的主要指標(biāo)之一[13-14]。在營(yíng)養(yǎng)期中,施用復(fù)合微生物肥料后的玉米植株又高又粗。而株高和莖粗的測(cè)定數(shù)據(jù)顯示,施750 kg/hm2和1 500 kg/hm2的復(fù)合微生物肥料的株高顯著高于對(duì)照。但施750 kg/hm2的復(fù)合微生物肥料的莖粗與對(duì)照相比,無(wú)顯著差異。通過(guò)不同施肥處理對(duì)玉米營(yíng)養(yǎng)期生長(zhǎng)指標(biāo)的影響可以看出,玉米株數(shù)、株高和莖粗在不同施肥處理間有顯著差異。說(shuō)明復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米的植株生長(zhǎng)及壯大都有顯著的效應(yīng)。

3.3 復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米產(chǎn)量性狀的效應(yīng)

本試驗(yàn)中,施1 500 kg/hm2復(fù)合微生物肥料的產(chǎn)量性狀指標(biāo)都高于習(xí)慣施肥和對(duì)照,施1 500 kg/hm2復(fù)合微生物肥料對(duì)玉米的增產(chǎn)效果明顯,說(shuō)明復(fù)合微生物肥料具有緩釋作用,肥力持久的特性,因而提高了百粒重和穗粒重等產(chǎn)量因子,最終籽粒產(chǎn)量得到提高。這與陳長(zhǎng)江[15]的玉米復(fù)合微生物肥料試驗(yàn)研究結(jié)果相似,不同處理的產(chǎn)量順序從大到小為：底施復(fù)合微生物肥料750 kg/hm2＞底施常規(guī)復(fù)合肥600 kg/hm2＞底施復(fù)合微生物肥料基質(zhì)750 kg/hm2＞空白對(duì)照（不施肥）。也與徐禮譜等[16]的白菜復(fù)合微生物肥料試驗(yàn)研究結(jié)果相似,施用適宜濃度范圍內(nèi)的復(fù)合微生物肥料溶液能夠顯著促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)發(fā)育,不僅能達(dá)到早產(chǎn)、豐產(chǎn)的目的,還能提高產(chǎn)品品質(zhì)。有研究認(rèn)為,施用復(fù)合微生物肥料后直接增加根系分泌物,促進(jìn)了微生物生長(zhǎng),有利微生物的活動(dòng),同時(shí)可能增加了土壤養(yǎng)分有效性,也為微生物提供了良好的營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)環(huán)境[17-20]。

3.4 玉米產(chǎn)量性狀與其他指標(biāo)之間的相關(guān)性

復(fù)合微生物肥料提高了玉米的株數(shù)、穗粒重、地上部生物量以及籽粒產(chǎn)量。籽粒產(chǎn)量與地上部生物量、株數(shù)和穗粒重存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明施用復(fù)合微生物肥料通過(guò)提高玉米株數(shù)和穗粒重來(lái)提高玉米籽粒產(chǎn)量。地上部生物量與出苗率、苗粗、株數(shù)、莖粗、百粒重和穗粒重均存在顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,說(shuō)明復(fù)合微生物肥料通過(guò)出苗率和株數(shù)來(lái)提高地上部生物量。本研究中,施1 500 kg/hm2復(fù)合微生物肥料玉米的諸多農(nóng)藝性狀指標(biāo)顯著高于習(xí)慣施肥。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)海流圖科技園區(qū)的堿土上施用復(fù)合微生物肥料與化肥的比較試驗(yàn),探討了其對(duì)玉米的增產(chǎn)效應(yīng)。得到如下結(jié)論：施1 500 kg/hm2復(fù)合微生物肥料比習(xí)慣施肥顯著提高出苗率、株數(shù)、穗粒重、籽粒產(chǎn)量和地上部生物量,提高幅度分別達(dá)到了46.67%,62.59%,30.92%,67.37%,29.66%,而對(duì)株高和莖粗沒有提升效應(yīng)；相對(duì)于不施肥,對(duì)籽粒產(chǎn)量和地上部生物量的提高幅度分別達(dá)到了201.36%,136.48%。施1 125 kg/hm2復(fù)合微生物肥料比習(xí)慣施肥顯著提高出苗率、苗高、株數(shù)和株高,提高幅度分別達(dá)到了42.96%,25.00%,36.84%,16.51%,而對(duì)莖粗、籽粒產(chǎn)量和地上部生物量沒有提升效應(yīng)。相對(duì)于不施肥,對(duì)籽粒產(chǎn)量和地上部生物量的提高幅度分別達(dá)到了115.52%,83.02%。施750 kg/hm2復(fù)合微生物肥料比習(xí)慣施肥只提高出苗率,提高幅度為16.40%,對(duì)籽粒產(chǎn)量和地上部生物量沒有提升效應(yīng)；由此可知,本試驗(yàn)地堿土上施1 500 kg/hm2復(fù)合微生物肥料時(shí),對(duì)玉米的增產(chǎn)效應(yīng)超過(guò)習(xí)慣施肥,值得做進(jìn)一步較大面積的比較試驗(yàn),以確定是否有生產(chǎn)上的推廣價(jià)值。