摘要：為探索不同微生物菌劑對棉花干物質(zhì)積累及纖維品質(zhì)的影響，于2021－2022年以源棉8號(hào)為研究對象，采用隨機(jī)區(qū)組對比試驗(yàn)，以當(dāng)?shù)亓?xí)慣用肥為對照處理（CK），在對照施肥的基礎(chǔ)上每次滴施微生物菌劑（T1：菌臨天下，T2：雙澡菌露200，T3：酶力康）為試驗(yàn)處理，調(diào)查分析微生物菌劑對源棉8號(hào)地上部、地下部干物質(zhì)積累及冠層性狀、纖維品質(zhì)的影響。連續(xù)2年調(diào)查結(jié)果表明：T1處理的地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量、地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量、地上部干物質(zhì)質(zhì)量和地下部干物質(zhì)質(zhì)量均大于其他處理，整體表現(xiàn)為T1＞T3＞T2＞CK；各菌劑處理的葉面積指數(shù)、無截取散射均優(yōu)于對照；微生物菌劑對棉花的纖維品質(zhì)有一定的影響，但是處理之間差異不顯著，其中在2021年，T1處理下衣分、上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值較CK分別增加了4.5%、7.5%、3.0%、0.3%、15.8%。綜上，T1處理的微生物菌肥（菌臨天下）可增加源棉8號(hào)的干物質(zhì)積累，優(yōu)化冠層性狀，并對纖維品質(zhì)有一定的提升效果，可以在棉花生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：棉花；微生物菌肥；生長發(fā)育；產(chǎn)量；纖維品質(zhì)；干物質(zhì)

棉花Gossypium spp.作為我國主要的經(jīng)濟(jì)作物，深刻影響著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展[1]。新疆作為全國棉花主產(chǎn)區(qū)之一，其棉花產(chǎn)量直接影響全國棉花產(chǎn)量的穩(wěn)定[2-3]。2021年新疆棉花種植面積超過250萬hm2，產(chǎn)量超510萬t，占全國棉花總種植面積和產(chǎn)量的80%以上[4]。近年來，隨著微生物菌劑市場的迅速發(fā)展，各種微生物菌劑用于生產(chǎn)當(dāng)中，不但可以抑制土壤病原菌的生長、改良土壤環(huán)境、提高肥料利用率，還可以增加豐富水土營養(yǎng)，提高作物的產(chǎn)量[5-7]。王梅等[8]發(fā)現(xiàn)，施用熒光假單胞菌劑不但能提高土壤中的微生物活性，而且能促進(jìn)番茄增產(chǎn)26.40%。楊路[9]發(fā)現(xiàn)，施用微生物菌劑滴灌肥能夠顯著改良棉花的產(chǎn)量構(gòu)成因素，提高籽棉產(chǎn)量。宋以玲等[10]發(fā)現(xiàn)，復(fù)合微生物菌肥通過改良土壤理化性狀，優(yōu)化棉花根系生長環(huán)境，增強(qiáng)植物的抗逆性，從而實(shí)現(xiàn)棉花增產(chǎn)增收。盡管微生物菌肥在生產(chǎn)中大量應(yīng)用，但關(guān)于不同微生物菌劑是否能影響棉花的纖維品質(zhì)，鮮見報(bào)道。因此，筆者團(tuán)隊(duì)采用性狀優(yōu)良、適于機(jī)采的源棉8號(hào)，通過對比田間肥效的差異研究微生物菌肥對源棉8號(hào)干物質(zhì)積累、冠層性狀及纖維品質(zhì)的影響，探究微生物菌劑的多效性和價(jià)值，為微生物菌肥在棉花生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地和試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2021－2022年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所陸地棉試驗(yàn)基地（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)十六團(tuán)七連g-02條田）進(jìn)行。試驗(yàn)所在地屬于溫帶大陸性干旱氣候區(qū)。土壤類型為砂壤土。播種時(shí)每666.7 m2投入基肥50 kg（N、P2O5、K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為15%的復(fù)合肥40 kg＋含N量25%的尿素10 kg）。

供試棉花品種為源棉8號(hào)（審定編號(hào)：國審棉20220010），由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。

供試微生物菌劑為“菌臨天下”[有效菌種為枯草芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥1 200億 g－1，肥料登記證號(hào)：微生物肥（2017）準(zhǔn)字（2170）號(hào)]，由北京航天恒豐科技有限公司、新疆航天兆豐科技有限公司提供；微生物菌劑“雙澡菌露200”[有效菌種為枯草芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥200億 g^－1，肥料登記證號(hào)：微生物肥（2018）準(zhǔn)字（2792）號(hào)]；微生物菌劑“酶力康”[有效菌種為枯草芽孢桿菌，有效活菌數(shù)≥5億 mL^－1，肥料登記證號(hào)：微生物肥（2020）準(zhǔn)字（8197）號(hào)]，由市場購買。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，常規(guī)大田管理。共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。對照處理（CK）：當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥（滴施時(shí)間和666.7 m2用量分別為：6月5日，尿素3 kg，滴灌磷酸二銨2 kg；6月16日，尿素4 kg，滴灌磷酸二銨3 kg，硝酸鉀1 kg；6月25日，尿素5 kg，滴灌磷酸二銨3 kg，硝酸鉀3 kg；7月1日，尿素5 kg，滴灌磷酸二銨5 kg，硝酸鉀5 kg；7月10日，尿素5 kg，滴灌磷酸二銨4 kg，硝酸鉀4 kg；7月26日，尿素5 kg，滴灌磷酸二銨2 kg，硝酸鉀2 kg），不施用微生物菌劑。處理1（T1）：在對照施肥的基礎(chǔ)上，每次滴施微生物菌劑“菌臨天下”；處理2（T2）：在對照施肥的基礎(chǔ)上，每次滴施微生物菌劑“雙澡菌露200”；處理3（T3）：在對照施肥的基礎(chǔ)上，每次滴施微生物菌劑“酶力康”。每666.7 m2菌劑用量：“菌臨天下”和“雙澡菌露200”第1～2次滴施均為200 g，第3～6次滴施均為100 g；“酶力康”第1～2次滴施均為200 mL，第3～6次滴施均為100 mL。對照棉田和不同菌劑處理棉田共為16.6 hm2，每重復(fù)約為1.38 hm2，采用寬窄行行距（66＋10） cm的機(jī)采棉種植模式，理論密度為每666.7 m2 15 515株。除試驗(yàn)處理外，其他田間管理同常規(guī)大田。

1.3 試驗(yàn)調(diào)查

1.3.1 棉花地上部、地下部生物量測定。于吐絮期，隨機(jī)分區(qū)選取長勢均勻且連續(xù)的5株代表性棉株，每個(gè)處理共選取15株棉株，按照地上部分和地下部分分開稱鮮物質(zhì)質(zhì)量，在105 ℃下殺青30 min后，80 ℃烘干至質(zhì)量恒定，稱量各部位干物質(zhì)質(zhì)量，計(jì)算地上部干物質(zhì)質(zhì)量占整株干物質(zhì)質(zhì)量的比例。

1.3.2 冠層性狀調(diào)查。于吐絮期，隨機(jī)分區(qū)選取長勢均勻且連續(xù)的15株具有代表性棉株，每個(gè)處理共選取45株棉株，使用LAI-2000冠層儀（Li-cor＋，USA）測定其葉面積指數(shù)、無截取散射和平均傾斜角度。

1.3.3 纖維品質(zhì)測定。于收獲期，每個(gè)樣點(diǎn)選取長勢均勻且連續(xù)的15株具有代表性棉株，混合采收棉株上部、中部和下部50個(gè)棉鈴，軋花后測定衣分，然后混合取50 g皮棉樣品，由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部棉花品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心（河南安陽）采用HVI 1000大容量測試儀檢測纖維上半部平均長度、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值、長度整齊度指數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2018和R語言（R4.3.2）進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、年份與處理雙因素聯(lián)合方差分析，采用最小顯著差數(shù)法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同微生物菌劑對棉花干物質(zhì)積累的影響

對2021－2022年試驗(yàn)結(jié)果的地上部、地下部生物量進(jìn)行聯(lián)合方差分析，結(jié)果表明地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量、地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量、地下部干物質(zhì)質(zhì)量、地上部干物質(zhì)質(zhì)量在處理間存在顯著差異，但年份之間不存在顯著差異。

2.1.1 不同微生物菌劑對棉花地上部干物質(zhì)積累的影響。由表1可知，3個(gè)微生物菌劑處理對源棉8號(hào)地上部干物質(zhì)積累具有顯著影響，但處理間地上部干物質(zhì)質(zhì)量分配比例無明顯差異。2021年，微生物菌劑處理下棉花的地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量和干物質(zhì)質(zhì)量均顯著高于對照（T2除外），而T2與T3之間差異不顯著，其中T1處理下棉花的地上部鮮物質(zhì)質(zhì)量最高（224.39 g），較CK增加了65.83%，其次是T3、T2，分別較CK增加了50.27%、45.10%；地上部干物質(zhì)質(zhì)量整體表現(xiàn)為T1＞T3＞T2＞CK，T1、T2、T3分別較CK增加了42.24%、13.50%、23.57%。2022年不同處理下，源棉8號(hào)地上部干物質(zhì)積累量變化趨勢與2021年一致。

2.1.2 不同微生物菌劑對棉花地下部干物質(zhì)積累的影響。由表2可知，3個(gè)微生物菌劑處理對源棉8號(hào)地下部干物質(zhì)積累具有一定的影響，但處理間地下部干物質(zhì)質(zhì)量分配比例無明顯差異。2021年，微生物菌劑處理下棉花的地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量和干物質(zhì)質(zhì)量均高于對照，且T1處理與對照差異顯著，其他處理之間差異不顯著。其中T1處理下棉花的地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量最高（15.63 g），較對照增加了33.02%，其次是T3、T2，分別較CK增加了11.60%、11.23%。地下部干物質(zhì)質(zhì)量整體表現(xiàn)為T1＞T3＞T2＞CK，T1、T2、T3分別較CK增加了34.33%、8.38%、18.96%。2022年不同處理下，源棉8號(hào)地下部干物質(zhì)積累量變化趨勢與2021年一致，其中，T1處理的地下部鮮物質(zhì)質(zhì)量和干物質(zhì)質(zhì)量均顯著高于其他處理。

2.2 不同微生物菌對棉花冠層性狀的影響

葉面積指數(shù)、無截取散射和平均傾斜角度可直接影響植物獲取光能，進(jìn)而影響植物的生長發(fā)育。其中無截取散射過高，可能會(huì)導(dǎo)致棉花生長的光照條件變?nèi)酰夂献饔脺p慢，限制棉花的生長發(fā)育。而棉花的平均傾斜角度不理想，也可能使棉花不能很好地接收到陽光，影響其正常生長[11-14]。

由表3可知，3個(gè)微生物菌劑處理對源棉8號(hào)冠層性狀影響較大。在不同菌劑處理下，棉花的葉面積指數(shù)、無截取散射和平均傾斜角度的表現(xiàn)均優(yōu)于對照。其中，T1的葉面積指數(shù)和無截取散射，2年均較CK差異顯著。2021年和2022年T1葉面積指數(shù)分別較CK顯著提高38.86%和39.68%，無截取散射分別較CK降低45.45%和45.83%。表明微生物菌劑有利于促進(jìn)棉花的生長發(fā)育，以T1處理下棉花冠層性狀的綜合表現(xiàn)最優(yōu)，為干物質(zhì)積累打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.3 不同微生物菌劑對棉花纖維品質(zhì)的影響

由表4可知，3個(gè)微生物菌劑處理對源棉8號(hào)的纖維品質(zhì)有一定的影響，但是除衣分外，其他性狀處理之間差異不顯著，2022年微生物菌劑處理的衣分均較對照顯著提高。2年間，微生物菌劑處理的源棉8號(hào)衣分、纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)較對照均有一定的增加，T1的斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值較CK增加。其中，T1處理的各指標(biāo)增幅較大，T1處理的衣分、纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)、斷裂比強(qiáng)度、馬克隆值在2021年較CK分別增加4.5%、7.5%、3.0%、0.3%、15.8%，在2022年分別增加4.1%、5.4%、3.7%、1.9%、2.6%。

3 討論

多年來新疆棉花一直大面積連作栽培，并且生產(chǎn)過程中存在濫用農(nóng)藥、灌溉不科學(xué)、施肥過量和殘膜污染等問題，導(dǎo)致土壤鹽漬化和板結(jié)加重、微生物種群減少、養(yǎng)分失衡和肥力下降等一系列問題，嚴(yán)重影響棉花的生長發(fā)育[15-18]。已有研究表明，在連作田施用微生物菌劑能夠顯著改善土壤理化性狀、團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和土壤微生物群體，增加土壤顆粒含量，從而促進(jìn)作物的生長發(fā)育，提高作物產(chǎn)量[19-24]。

微生物菌劑可以通過調(diào)節(jié)植物生理機(jī)能，優(yōu)化植物對光照條件的適應(yīng)性，比如增加植物葉面積，改善葉面結(jié)構(gòu)，以使植物充分利用光能進(jìn)行光合作用。同時(shí)，微生物菌劑還有助于植物對養(yǎng)分的吸收，使植物能在較差的光照條件下保持較好的生長狀態(tài)[12-13]。本研究發(fā)現(xiàn)，在不同微生物菌劑處理下，源棉8號(hào)的葉面積指數(shù)、無截取散射均優(yōu)于對照，初步表明微生物菌劑有利于優(yōu)化棉花冠層性狀，以T1處理下棉花冠層性狀的綜合表現(xiàn)最優(yōu)，為干物質(zhì)積累打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

干物質(zhì)的積累是保證作物產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)。本研究發(fā)現(xiàn)，微生物菌劑能夠促進(jìn)源棉8號(hào)地上部和地下部干物質(zhì)的積累，2年間源棉8號(hào)地上部和地下部干物質(zhì)質(zhì)量整體表現(xiàn)為T1＞T3＞T2＞CK，其中T1處理下棉花的地上部干物質(zhì)質(zhì)量和2022年地下部干物質(zhì)質(zhì)量顯著高于對照和其他處理。說明微生物菌劑可能通過促進(jìn)棉花的干物質(zhì)積累，為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在纖維品質(zhì)方面，微生物菌劑處理的纖維上半部平均長度、長度整齊度指數(shù)較對照均有一定的增加，且T1處理的斷裂比強(qiáng)度和馬克隆值較對照也有所增加，但是處理之間差異不顯著。

4 結(jié)論

本研究通過連續(xù)2年對3個(gè)微生物菌劑處理下源棉8號(hào)干物質(zhì)積累、冠層性狀及纖維品質(zhì)的測定，發(fā)現(xiàn)施用微生物菌劑可以提高棉株地上部和地下部的干物質(zhì)積累，改善棉花冠層性狀，對棉纖維品質(zhì)有一定的提升作用，其中微生物菌劑“菌臨天下”的效果最為明顯。

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（責(zé)任編輯：秦凡 責(zé)任校對：楊子山）