摘 要 為給玉米生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)減量施肥和提高效率提供科學(xué)依據(jù)，探討了有機(jī)肥料替代常規(guī)化肥并配合生物菌劑施用對玉米生長發(fā)育的影響。試驗(yàn)設(shè)置了6個(gè)處理組，即P1為不施肥（空白對照組）、P2為常規(guī)施肥組、P3為有機(jī)肥替代組、P4為有機(jī)肥替代（滅活組）、P5為有機(jī)肥替代配合生物菌劑組、P6為有機(jī)肥替代（滅活）配合生物菌劑組，通過盆栽試驗(yàn)研究了不同施肥方式對玉米主要生物學(xué)性狀的影響。結(jié)果顯示：1）與常規(guī)施肥相比，有機(jī)肥替代配合生物菌劑施用顯著提升了玉米的株高、地上部和地下部的生物鮮重與干重，但對莖粗、主根長度和根系數(shù)量沒有明顯的促進(jìn)作用。2）試驗(yàn)各處理玉米葉片中的葉綠素含量隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，呈先上升后下降的趨勢，在苗期和抽穗期均無顯著差異，但在拔節(jié)期部分處理間葉綠素含量存在顯著性差異。3）有機(jī)肥替減配施生物菌劑對玉米生長發(fā)育的影響，主要表現(xiàn)在促進(jìn)株高生長、顯著提高地上與地下部分生物鮮重和干重。

關(guān)鍵詞 有機(jī)肥；生物菌劑；玉米；生長發(fā)育；重慶市萬州區(qū)

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.15.005

為了提高糧食總產(chǎn)，長期以來存在過量使用化肥的問題[1]。由此帶來一系列負(fù)面影響：耕地質(zhì)量下降、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)變差、病蟲危害加劇、生態(tài)環(huán)境惡化等，已經(jīng)嚴(yán)重威脅著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)安全。為此，2015年原農(nóng)業(yè)部印發(fā)《到2020年化肥使用零增長行動(dòng)方案》，是主管部門從頂層設(shè)計(jì)積極探索產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥的重要舉措?；蕼p施主要包括推進(jìn)精準(zhǔn)施肥、調(diào)整化肥使用結(jié)構(gòu)、改進(jìn)施肥方式和有機(jī)肥替代4個(gè)方面，尤其是有機(jī)肥替代能改良土壤結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)酸堿度、增加土壤微生物群落、提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，是改良土壤、培肥地力，解決土壤酸化、板結(jié)問題的有效途徑。此外，微生物菌劑在農(nóng)業(yè)上的作用備受重視并被廣泛應(yīng)用。大量研究表明，微生物菌劑可通過微生物的生命活動(dòng)增加土壤微生物多樣性、改善土壤微生物環(huán)境、增加土壤養(yǎng)分、分泌植物激素、促進(jìn)作物生長、提高植物酶活性和增強(qiáng)植物抗逆性[2-4]。

玉米是我國主要糧食作物之一，其增產(chǎn)潛力大、產(chǎn)量高，對保障國家糧食安全具有重大意義。但玉米栽培需要高水肥供應(yīng)，此前我國化肥用量快速遞增時(shí)期，有31.8%增量源于玉米生產(chǎn)[5]。玉米有機(jī)肥替代對促進(jìn)化肥減施潛力巨大。此前，眾多學(xué)者的研究集中于有機(jī)肥對土壤理化性質(zhì)和肥力改善、作物產(chǎn)量和品質(zhì)提升等方面，且集中于經(jīng)濟(jì)作物，糧食作物偏少，有機(jī)肥與生物菌劑配施對作物生長發(fā)育的影響研究還不夠深入。因此，開展有機(jī)肥與生物菌肥配施對玉米生長發(fā)育的影響研究，為玉米生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展提供相關(guān)技術(shù)支撐，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 "材料與方法

1.1 "試驗(yàn)材料

1）供試玉米品種。三峽玉23號(hào)，審定編號(hào)為渝審玉20210018，由重慶三峽農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育。

2）供試土壤。取樣于三峽庫區(qū)中高山丘陵耕地，基礎(chǔ)養(yǎng)分狀況見表1。

3）供試化肥。①尿素（N含量為46%），生產(chǎn)商為達(dá)州玖源新材料有限公司；②過磷酸鈣（P2O5含量為16%），生產(chǎn)商為湖北三寧化工股份有限公司；③撒可富復(fù)合肥[m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）=15∶15∶15]，生產(chǎn)商為中國—阿拉伯化肥有限公司。

4）供試有機(jī)肥。科特寶貝生物有機(jī)肥，生產(chǎn)商為重慶諾道邦農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，肥料中N、P2O5、K2O、有機(jī)質(zhì)、水分含量分別為2.12%、0.25%、0.58%、53%、0.15%。

5）供試微生物菌劑。由重慶三峽學(xué)院生物與食品工程學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室用多粘芽孢桿菌FJ、膠凍樣芽孢桿菌JK、巨大芽孢桿菌YGJ3培養(yǎng)配制，經(jīng)檢測微生物菌劑中有效活菌數(shù)≥109 cfu·mL-1，其中固氮類多粘類芽孢桿菌（Paenibacillus polymyxa）≥4.3×108 cfu·g-1，固氮能力為（340.42±22.4） mg·L-1；解磷巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）≥2.6×108 cfu·g-1，解磷能力為（209.04±4.22） mg·L-1；解鉀膠凍樣芽孢桿菌（B. mucilaginosus）≥3.2×108 cfu·g-1，解鉀能力為（15.57±0.12） mg·L-1。

1.2 "試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022年3月28日在重慶三峽學(xué)院開展，采用盆栽試驗(yàn)，設(shè)6個(gè)處理。其中，P1為不施肥（空白對照），P2為常規(guī)施肥，P3為有機(jī)肥替減，P4為有機(jī)肥替減（滅活），P5為有機(jī)肥替減配施生物菌劑，P6為有機(jī)肥替減（滅活）配施生物菌劑。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，每處理種植4盆，每盆定植4株。除施肥以外，其他栽培管理?xiàng)l件一致。

本試驗(yàn)P2處理肥料用量，按大田種植密度3 335株/667 m2，參照當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)施肥方式化肥用量（尿素25 kg/667 m2、過磷酸鈣50 kg/667 m2、復(fù)合肥20 kg/667 m2）計(jì)算每盆化肥施用量；有機(jī)肥替減處理，有機(jī)肥用量按200 kg/667 m2替減常規(guī)施肥部分尿素用量，其余過磷酸鈣、復(fù)合肥與常規(guī)施肥一致；微生物菌劑用量為每5 g有機(jī)肥配比1 mL菌劑配制，配制后有效活菌數(shù)≥0.8×108 cfu·g-1。

各處理復(fù)合肥、過磷酸鈣、有機(jī)肥及配施的微生物菌劑作底肥一次性使用。尿素做追肥使用，其中P2處理在3葉1心做第1次追肥，施肥量8.7 kg/667 m2，拔節(jié)后第2次追肥，施肥量為16.3 kg/667 m2；P3～P6處理，均在拔節(jié)后一次性施用，施肥量為16.3 kg/667 m2。

1.3 "調(diào)查項(xiàng)目及方法

從4葉1心開始，各處理每4 d調(diào)查1次玉米植株生物學(xué)性狀、相對葉綠素含量，并于5葉1心和7葉1心時(shí)測量每株主根長、根條數(shù)、地上部分生物鮮重、地下部分生物鮮重、地上部分生物干重、地下部分生物干重。各調(diào)查項(xiàng)目均隨機(jī)測量5株，求平均值。

1）玉米株高。拉直植株，用直尺測量植株基部至葉片最高處距離。2）莖粗。使用游標(biāo)卡尺測量植株基部第3節(jié)間中部直徑。3）主根長。將玉米植株主根拉直，測量根基部至根尖長度。4）鮮重。將玉米植株從盆栽土壤中移出，洗凈泥土，用吸水紙擦干植株表面水分，從植株基部剪開，用1%天平分別稱量地上、地下部重量。5）干重。將地上部分、地下部分分類置于電熱恒溫烘箱中，先105 ℃殺青0.5 h，然后70 ℃烘至恒重后，用1%天平分別稱量干重。6）相對葉綠素含量（SPAD值）。使用手持式葉綠素測定儀（CCM-200 plus）分期對同一標(biāo)記葉片進(jìn)行活體測定，避開葉脈部分測定20次取均值。

1.4 "數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel 2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS 26.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，Duncan法進(jìn)行差異顯著性比較分析。

2 "結(jié)果與分析

2.1 "不同處理對玉米株高的影響

由表2和圖1可知，不同時(shí)期各處理株高均極顯著高于P1（CK），隨生育進(jìn)程推進(jìn)，株高增長速度也快于P1（CK）；與常規(guī)施肥P2相比，有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理苗期株高差異不顯著，但隨生育進(jìn)程推進(jìn)，有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理株高均顯著或極顯著高于常規(guī)施肥處理。

2.2 "不同處理對玉米莖粗的影響

從圖2中可以看出，大喇叭口期與抽雄期，各處理玉米莖粗均顯著高于空白對照，但各施肥處理間，玉米莖粗差異不顯著。

2.3 "不同處理對玉米主根長及根條數(shù)的影響

從圖3中可知，苗期玉米主根長各處理間存在一定差異，隨生育進(jìn)程推進(jìn)，各處理間玉米主根長差異不顯著。由圖4可得，5葉1心及7葉1心時(shí)，各處理根系數(shù)量均顯著高于空白對照，除空白對照外，其余各處理間根系數(shù)量差異不顯著。

2.4 "不同處理對生物鮮重及生物干重的影響

由圖5可以看出，5葉1心測量結(jié)果顯示：各處理地上部分生物鮮重均顯著高于空白對照，且P3、P6處理地上部分生物鮮重還顯著高于常規(guī)施肥P2處理；7葉1心測量結(jié)果表明：有機(jī)肥替減、有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理地上部分生物鮮重均顯著高于常規(guī)施肥處理和空白對照。有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理地下部分鮮重均顯著高于常規(guī)施肥處理和空白對照（見圖6）。

從圖7可得，5葉1心測量結(jié)果顯示：各處理地上部分生物干重均顯著高于空白對照，且P3、P6處理地上部分生物鮮重還顯著高于常規(guī)施肥P2處理；7葉1心測量結(jié)果同樣表明：有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理地上部分生物干重均顯著高于常規(guī)施肥處理和空白對照。

從圖8中可知，5葉1心測量結(jié)果顯示：各處理地下部分生物干重均顯著高于空白對照，除P4處理與常規(guī)施肥差異不顯著外，P3、P5和P6處理地下部分生物干重顯著高于常規(guī)施肥處理；7葉1心測量結(jié)果表明：有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理地下部分生物干重均顯著高于常規(guī)施肥處理。

2.5 "不同處理對玉米葉綠素含量的影響

從圖9中可以看出，隨玉米生育進(jìn)程推進(jìn)，相對葉綠素含量總體上呈先增加后減少的變化趨勢，到抽雄期玉米葉綠素含量有所降低。從表3得知，各測定時(shí)期，各處理葉綠素含量均極顯著高于空白對照。

3 "結(jié)論與討論

關(guān)于有機(jī)肥對作物農(nóng)藝性狀的影響，方成等研究顯示，與空白對照相比，減量施用化肥配施有機(jī)肥與施用全化肥都顯著增加了玉米株高與莖粗，而施用全化肥莖粗則比減量配施有機(jī)肥顯著增加[6]。張寅研究表明，有機(jī)肥與微生物菌劑配施處理與化肥處理相比，無論在拔節(jié)期、開花期及成熟期，玉米株高均顯著增加[3]。王加鳳等研究結(jié)果顯示，有機(jī)肥對水稻株高無明顯促進(jìn)作用[7]。丁曉娟等試驗(yàn)結(jié)果表明不同濃度有機(jī)肥對水稻株高有顯著影響，且隨有機(jī)肥施加量增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢[8]。何浩等通過不同有機(jī)肥替代率對玉米生長發(fā)育的影響研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)肥替代組與常規(guī)施肥組相比，玉米莖粗在苗期、拔節(jié)期時(shí)無顯著影響，成熟期達(dá)到顯著水平[9]。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，各處理苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期株高均極顯著高于空白對照，且隨生育進(jìn)程推進(jìn)，株高增長速度也快于空白對照；與常規(guī)施肥相比，有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理苗期株高差異不顯著，但隨生育進(jìn)程推進(jìn)，有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理株高均顯著或極顯著高于常規(guī)施肥處理，但有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理間株高差異不顯著，與方成、張寅和丁曉娟等結(jié)果基本一致。與常規(guī)施肥相比，有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理大喇叭口期與抽雄期莖粗差異不顯著，與何浩研究結(jié)果一致。

作物根系是植物吸收水分及地下養(yǎng)分的重要器官，合理的耕作措施及肥水管理對作物根系生長發(fā)育有重要促進(jìn)作用，并影響作物對土壤當(dāng)中水分、養(yǎng)分的吸收和利用，進(jìn)而影響作物光合作用和干物質(zhì)積累。王玉瓏等研究表明，綠肥還田可顯著影響玉米根系相關(guān)生物性狀，且綠肥使用達(dá)到一定程度時(shí)玉米根長、根條數(shù)會(huì)有不同程度的增加[10]。梁堯等研究發(fā)現(xiàn)，隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)春玉米根系干質(zhì)量、根長表現(xiàn)為先升后降的變化趨勢，在吐絲期達(dá)到最高，在拔節(jié)期較常規(guī)施肥，施用有機(jī)肥料無顯著增加[11]。本研究表明，各施肥處理與空白對照相比，可顯著提高根長和生根數(shù)量，但有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑各處理與常規(guī)施肥相比，拔節(jié)期玉米根長、根系數(shù)量無顯著變化，與梁堯等結(jié)果一致。但與常規(guī)施肥相比，可顯著增加地下部分生物鮮重及干重，說明有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑對玉米根系的生長發(fā)育均有明顯的促進(jìn)作用。

柴汕研究表明，不同比例有機(jī)肥替減化肥處理與等量化肥相比，不同生育時(shí)期均可增加玉米生物積累量，且呈現(xiàn)出先升后降的趨勢[12]。吳迪等研究顯示，無機(jī)肥配施有機(jī)肥可顯著提高玉米干物質(zhì)積累[13]。本研究表明，與常規(guī)施肥相比，有機(jī)肥替減及有機(jī)肥替減配施生物菌劑均可顯著提高地上部分生物鮮重和干重，與柴汕、吳迪等研究結(jié)果一致。

光合作用強(qiáng)弱是影響玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，而葉綠素含量又是影響光合作用的重要因素。蘇琳琳通過不施肥處理、不同復(fù)方肥處理、有機(jī)肥處理、微生物菌劑配施活土劑處理等施肥方式研究玉米不同生育時(shí)期葉綠素含量的變化規(guī)律，結(jié)果表明：施用有機(jī)肥與不施肥處理相比可顯著增加玉米葉綠素a及總?cè)~綠素含量，且葉綠素含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢[14]。王磊等通過分析不同氮肥用量下不同生育時(shí)期玉米葉綠素含量變化規(guī)律發(fā)現(xiàn)，隨著施用氮肥量增多葉綠素含量也隨之增多，且隨著生育進(jìn)程遞進(jìn)，缺氮情況下葉綠素含量隨之減少，而施用適量氮時(shí)，葉綠素含量隨生育進(jìn)程而增加，氮肥嚴(yán)重過量時(shí)，葉綠素含量則先增多后減少[15]。本研究表明，各處理玉米葉綠素含量總體呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，與前人研究結(jié)果一致。且苗期、拔節(jié)期、大喇叭口期、抽雄期葉綠素含量均以常規(guī)施肥處理為最高，但與常規(guī)施肥相比，有機(jī)肥替減、有機(jī)肥替減配施生物菌劑葉綠素含量差異未達(dá)顯著水平。

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（責(zé)任編輯：敬廷桃）

收稿日期：2024-04-09

作者簡介：趙文（1997—），在讀碩士，主要從事作物栽培技術(shù)研究。E-mail：1925622308@qq.com。

*為通信作者，E-mail：cqyuzj0549@xina.com。