陳書強,魏中華,謝樹鵬,杜曉東,李 想,楊麗敏,趙海新,蔡永盛,薛菁芳,周 通
(1 黑龍江省農業(yè)科學院 水稻研究所//農業(yè)部寒地粳稻冷害科學觀測實驗站,黑龍江 佳木斯 154026;2 黑龍江省農業(yè)科學院 綏化分院,黑龍江 綏化 152052;3 黑龍江省農業(yè)機械工程研究院佳木斯農業(yè)機械化研究所,黑龍江 佳木斯 154004)
水稻是世界三大主要糧食作物之一, 也是我國最重要的糧食作物, 我國是世界上最大的水稻生產國,總產位居世界第一[1],種植面積約占我國糧食作物的30%,稻谷產量約為我國糧食總產的40%,全國約2/3 的人口以水稻為主食[2],因此水稻生產在我國國民經濟發(fā)展中占據極其重要的地位,對農業(yè)生產具有舉足輕重的影響。然而在農業(yè)生產中化肥和農藥的大量施用容易造成土壤退化、農作物品質下降、生態(tài)環(huán)境惡化等問題,對我國食品及環(huán)境安全構成嚴重的威脅。 生物菌肥因其環(huán)境友好、資源節(jié)約、綠色安全等特點受到廣泛關注, 在安全優(yōu)質農產品生產和生態(tài)環(huán)境中的地位不斷提高, 在我國農業(yè)發(fā)展中的地位尤為突出[3]。 近年來,生物菌肥已經廣泛應用到了各種作物栽培之中,在改善土壤結構[4]、提高養(yǎng)分供應能力[5]、刺激作物生長[6-8]、降解有害物質[9]和增加作物抗逆能力[10]上具有顯著效用。因此,本研究以龍粳31 和綏粳18 為材料,以常規(guī)施肥處理為對照,分析了4 種生物菌肥處理對水稻生長發(fā)育、 產量構成因素及產量的影響及節(jié)氮效果, 有利于合理地應用生物菌肥,實現(xiàn)水稻節(jié)氮增產的目的,推動水稻向優(yōu)質、高效和高產的方向發(fā)展。
龍粳31(L)、綏粳18(S)。
用4 種在生產中用量較大或試驗階段效果較好的生物菌劑(肥),A1(奕源生物菌劑)、A2(普綠通植物免疫增產蛋白)、A3(中強匯豐摻混肥)、A4(萬豐達摻混肥),設1 個對照A5(CK)。 生物菌劑(肥)情況具體如表1:
表1 生物菌劑(肥)含量使用時期方法
水稻于4 月7 日浸種,4 月16 日播種, 采用大棚旱育苗移栽的種植方式,育中壯苗,插秧時葉齡3.5 葉左右,秧齡30~35 d。 5 月22 日移栽,插秧規(guī)格行株距為30 cm×13.3 cm,插植穴數為25穴/m2左右,每穴基本苗為5 苗左右,每個處理3次重復,處理間用塑料隔板隔開,相同處理的2 個品種種植在同一小區(qū),共計15 個小區(qū),每個小區(qū)可以單獨灌溉。 A1、A2 處理根據說明進行噴施。各處理不同時期肥料使用情況如表2:
表2 肥料各時期具體施肥量 單位:kg/hm2
表3 生物菌肥對水稻分蘗動態(tài)的影響 單位:個/穴
采用Microsoft Office Excel2003 和dps7.05軟件進行數據整理及統(tǒng)計分析。
分蘗是水稻一個重要生育特性, 也是水稻健壯的標志[11]。 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[12]。 由表3所示,7 月19 日水稻分蘗數達到最高。 分蘗前期,水稻剛開始分蘗,各處理差別不明顯。 龍粳31(L)和綏粳18(S)兩個品種A1、A2 處理緩苗要好于其它3 個處理; 分蘗中期各處理間分蘗數量差異不大,分蘗高峰時A5(CK)處理的莖數略高于其它處理,各處理的成穗數變化不大。由水稻莖蘗數分析可以看出,生物菌肥促進水稻緩苗。
葉面積指數(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。如表4 所示,葉面積指數龍粳31 (L)A1 最高,A4 最小,A4 與A5(CK)差異不大;綏粳18(S)A1 處理葉面積指數最高,A4 和A5(CK)最??;龍粳31(L)和綏粳18(S)兩個品種在生物產量、 莖鞘重和穗重方面各生物菌肥處理均高于對照; 兩個品種在總穎花數方面A5(CK)處理高于各生物菌肥處理。
如表5 所示,龍粳31(L)和綏粳18(S)兩個品種在生物產量上各處理間差異不大; 在莖鞘重和穗重方面A5(CK)處理低于其它生物菌肥處理;葉面積指數上龍粳31 (L)A2 處理最高,A3 處理最小,A3 處理與A5(CK)處理差異不大。 綏粳18(S)A1 處理葉面積指數最高,A3 處理和A5(CK)處理最?。辉诳倢嵙捣矫纨埦?1(L)各處理間差異不大,綏粳18(S)A5(CK)處理低于其它生物菌肥處理;籽粒產量龍粳31(L)A4 處理最高,A5(CK)處理最低,較對照增產2.8%。 綏粳18(S)A4處理最高,A5(CK)處理最低,較對照增產6.8%。
從表6 可以看出,龍粳31(L)和綏粳18(S)兩個品種株高上A5 (CK) 略高于其它生物菌肥處理; 經濟系數方面兩個品種各生物菌肥處理均高于A5(CK)處理,兩個品種A1 處理經濟系數均最高, 且龍粳31 的經濟系數高于綏粳18 的經濟系數;各生物菌肥處理間穗長、實粒數差異不大;結實率和千粒重方面兩個品種均表現(xiàn)為A1 處理最高,A5(CK)處理最低。
表4 生物菌肥對水稻抽穗期葉面積指數、干物質及生物產量的影響
表5 生物菌肥對水稻成熟期葉面積指數、干物質及產量的影響
表6 生物菌肥對水稻株高及產量性狀的影響
圖1 生物菌肥對兩個品種實測產量的影響
如圖1 所示,龍粳31(L)和綏粳18(S)兩個品種A4 處理產量最高,A5(CK)處理產量最低。 龍粳31(L)A4 處理產量為8 628.5 kg/hm2,A5(CK)處理產量為8 403.2 kg/hm2, 增產幅度為2.7%,A1、A2 和A3 處理產量跟A5(CK)處理相比都略有增產。 綏粳18 (S)A4 處理產量為7 935.1 kg/hm2,A5(CK)處理產量為7 802.5 kg/hm2,增產幅度為1.7%,A1、A2 和A3 處理產量跟A5 (CK)處理相比都略有增產,但幅度不大。
①分蘗前期兩個品種A1、A2 處理緩苗要好于其它3 個處理; 分蘗中期各處理間分蘗數量差異不大,分蘗高峰時A5(CK)處理的莖數略高于其它處理。 抽穗期葉面積指數兩品種均為A1 處理最高;成熟期葉面積指數上龍粳31(L)A2 處理最高,綏粳18(S)A1 處理葉面積指數最高。
②在抽穗期生物產量、 莖鞘重和穗重方面各生物菌肥處理均高于對照, 成熟期莖鞘重和穗重方面各生物菌肥處理均高于A5(CK)處理;A1 處理經濟系數最高,A1 處理的結實率和千粒重兩個品種均表現(xiàn)最高, 各處理間穗長、 穗粒數差異不大;在總實粒數方面綏粳18(S)各生物菌肥處理均高于A5(CK)處理;兩品種A4 處理籽粒產量均最高,分別較對照增產2.8%、6.8%。
③實測產量上,A1 處理(奕源生物菌劑)節(jié)肥最多(比對照減氮肥18.6%),產量與對照相當。A4處理(萬豐達摻混肥)產量最高,節(jié)肥量低于A1處理(比對照減氮肥10.5%),A1(奕源生物菌劑)和A4(萬豐達摻混肥)處理可以適當推廣。
生物菌肥對水稻生產發(fā)育及產量的影響已有諸多報道,一般認為,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(fā)育、增加分蘗、提高成穗率、進而提高產量[13]。王成璦[14]的研究表明,生物菌肥能增加單位面積穗數、單穗穎花數量、混合千粒重。魯杰[15]的研究表明,施用施倍得生物有機菌肥可以減少氮肥量176.7 kg/hm2(256.83%),并能獲得與化學肥料相同的增產比率, 同時還縮短水稻生育期2~11 d,降低植株高度6~8 cm,增強抗倒伏能力,保證安全成熟,并能提高水稻飽滿千粒重、混合千粒重和成熟率。 崔曾杰[16]的研究認為增施生物菌肥處理水稻生長發(fā)育及產量均優(yōu)于正常施肥處理。從本試驗結果來看,生物菌肥處理的分蘗數、葉面積指數等方面要高于常規(guī)施肥處理;在產量構成因素方面, 結實率和千粒重要優(yōu)于常規(guī)施肥處理,產量略高于常規(guī)施肥處理,這與前人的研究結果相一致。 這可能與生物菌肥處理改善了土壤環(huán)境, 使水稻根系活力增強, 養(yǎng)分供應能力提高,籽粒的灌漿更為充實有關[17]。通過對生物菌肥和常規(guī)施肥的比較研究, 總結不同生物菌肥對水稻生長發(fā)育及產量相關性狀的影響及節(jié)氮效果,找到了產量不減前提下節(jié)約氮肥17%以上的生物菌肥(奕源生物菌),節(jié)氮18.6%,產量與對照相當;若要保持產量穩(wěn)定性或適當提高產量,可選用節(jié)氮較少的萬豐達摻混肥。 說明施用生物菌肥有可能達到常規(guī)施肥的產量效果, 而且還可以節(jié)省氮肥的施用量。 但對于生物菌肥的種類、用量、施用方法與時期,仍需進一步試驗與研究。