不同配比生物腐植酸型肥料對(duì)京西稻生長(zhǎng)影響的研究

任忠秀 李松松 秦衍雷

北京嘉博文生物科技有限公司 北京 100015

京西稻米也稱京西貢米，是北京的名優(yōu)特產(chǎn)，是北京的一張文化名片，主產(chǎn)于北京市西部海淀區(qū)上莊鎮(zhèn)，2009年被列入海淀區(qū)文化遺產(chǎn)項(xiàng)目。但近年來，京西稻的品牌發(fā)展因受困于水、土資源，已難拾昔日輝煌。當(dāng)前，京西稻產(chǎn)地土壤出現(xiàn)堿化、有機(jī)質(zhì)逐年下降、富營(yíng)養(yǎng)化等系列問題。而腐植酸是土壤中的重要組成成分，是最優(yōu)質(zhì)的有機(jī)質(zhì)，對(duì)土壤理化性質(zhì)、生物活性均有重要的影響[1]。有機(jī)質(zhì)可以有效地增加土壤養(yǎng)分，改善土壤物理結(jié)構(gòu)，從而減少表層鹽分的積累；同時(shí)有機(jī)質(zhì)還可以增加有機(jī)酸而有效降低土壤pH[2，3]。曹宏武等[4]研究表明，施用腐植酸類肥料，可降低土壤堿度，同時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)含量有一定的提高，水稻增產(chǎn)率達(dá)7.4%～12.6%；高亮等[5]研究表明，在濱海鹽漬化土壤上施用腐植酸微生物菌劑，可顯著改善鹽堿地的理化性狀，增加土壤微生物數(shù)量，可使單株棗樹增產(chǎn)17.70%～20.00%；陳佳等[6]研究表明，腐植酸與復(fù)合肥配合施用可降低土壤酸堿度，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，可使棉花產(chǎn)量增加5.8%～17.7%。因此，本研究利用腐植酸類土壤投入品——生物腐植酸型土壤調(diào)理劑和根際微生物菌劑，研究其對(duì)京西稻生長(zhǎng)的影響，并探其原因，從而為保護(hù)京西稻產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 供試地點(diǎn)及作物

供試地點(diǎn)：北京市海淀區(qū)上莊鎮(zhèn)西馬坊，當(dāng)?shù)貧夂蛸Y料見表1。供試土壤的基礎(chǔ)理化指標(biāo)見表2。供試作物：水稻，品種“越富”。

表1 試驗(yàn)地氣候資料Tab.1 Climate data of experimental fi eld

表2 供試土壤的基礎(chǔ)理化指標(biāo)Tab.2 Basic physico-chemical indicators of the tested soil

1.2 供試肥料

生物腐植酸型肥料（生物腐植酸型土壤調(diào)理劑和根際微生物菌劑），由北京嘉博文生物科技有限公司提供；商品有機(jī)肥、水稻專用復(fù)合肥、硫酸銨均為市場(chǎng)購買。供試肥料的技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 供試肥料的技術(shù)指標(biāo)Tab.3 Technical indicators of the tested fertilizer

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分7個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)面積為9.5 m×6.8 m。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表4。

表4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.4 Experiment design

（1）本試驗(yàn)減少了化肥的施用量（70%的常規(guī)施肥量），7個(gè)處理均施用17.5 kg/667 m2的水稻專用復(fù)合肥和35 kg/667 m2的硫酸銨。

（2）配合施用有機(jī)肥，以研究不同比例的生物腐植酸型土壤調(diào)理劑和根際微生物菌劑對(duì)京西稻堿性土壤的改良效果。

（3）為研究其經(jīng)濟(jì)效益，以處理1施用常規(guī)商品有機(jī)肥作為對(duì)照；處理6施用同處理1等成本的生物腐植酸型土壤調(diào)理劑、根際微生物菌劑；其他小區(qū)成本均低于處理1。

施肥時(shí)間為2016年5月21日，施肥方法為將生物腐植酸型土壤調(diào)理劑、根際微生物菌劑均勻撒施到土壤表面，翻耕入土，并澆透水；水稻于2016年6月4日插秧，行距為30 cm，株距為15 cm，定植后，噴施水稻田除草劑1次，撒施硫酸銨1次。

1.4 樣品采集及測(cè)試項(xiàng)目

1.4.1 水稻植株長(zhǎng)勢(shì)、莖稈粗、分蘗數(shù)、產(chǎn)量測(cè)定

定苗后15天對(duì)不同小區(qū)水稻苗進(jìn)行對(duì)比拍照。

分蘗期：在水稻進(jìn)入分蘗期后（2016年7月29日），在每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)選擇具有代表性的水稻植株1株，對(duì)比拍照，隨機(jī)抽取同一處理下水稻莖稈10株，將其緊密排列在一起，測(cè)量10株莖稈基部的總直徑。

收獲期：隨機(jī)選擇小區(qū)中一點(diǎn)，選取連續(xù)5叢水稻，統(tǒng)計(jì)每一叢的分蘗數(shù)，并選取其中株高最高的2個(gè)分蘗，測(cè)量其稻穗長(zhǎng)度。每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取2個(gè)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)分蘗數(shù)及最高分蘗穗長(zhǎng)。

隨機(jī)選取各施肥處理小區(qū)中的一點(diǎn)，收取面積為0.5 m2內(nèi)的所有稻株，脫粒（帶有稻殼及少量穗梗）后進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

1.4.2 土壤理化性質(zhì)測(cè)定

土壤采集：試驗(yàn)后在每個(gè)小區(qū)沿對(duì)角線上選擇5個(gè)采樣點(diǎn)，采用四分法將樣品量縮減至約1 kg，帶回檢測(cè)室進(jìn)行處理。土壤pH值采用酸度計(jì)檢測(cè)，有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定，全氮含量采用催化硝化-凱氏定氮法測(cè)定，堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，有效磷含量采用Olsen法測(cè)定，速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定。

1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

利用SPSS和Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)水稻分蘗期生長(zhǎng)情況的影響

將不同處理水稻苗根清洗干凈，并使根莖分界處對(duì)齊。不同處理對(duì)水稻分蘗期長(zhǎng)勢(shì)的影響見圖1。由圖可以看出，處理1的稻苗長(zhǎng)勢(shì)最弱，株高最低，葉色顏色最淺，根系生長(zhǎng)也相對(duì)最稀疏。處理4及處理6株高相對(duì)最高，長(zhǎng)勢(shì)最旺。

圖1 不同處理對(duì)水稻分蘗期長(zhǎng)勢(shì)的影響Fig.1 Effects of different treatments on the growth of rice at tillering stage

不同處理對(duì)分蘗期水稻莖粗的影響見圖2。由圖可以看出，處理1水稻莖稈細(xì)弱，抗倒伏能力最差；處理4（0.96 cm）、處理5（0.95 cm）、處理6（0.97 cm）莖桿較為粗壯，與處理1、處理2相比差異顯著，但與處理3、處理7相比無顯著差異。

圖2 不同處理對(duì)分蘗期水稻莖粗的影響Fig.2 Effects of different treatments on the stem diameter of rice at tillering stage

2.2 不同處理對(duì)收獲期水稻分蘗情況的影響

不同處理對(duì)收獲期水稻分蘗數(shù)的影響見圖3。由圖可以看出，處理6水稻平均分蘗數(shù)最多，達(dá)23.6個(gè)/株，顯著高于處理1的18.9個(gè)/株；處理4的分蘗數(shù)次之，達(dá)到了22.4個(gè)/株，但與處理1相比差異不顯著。這表明施用生物腐植酸型土壤調(diào)理劑與根際微生物菌劑能有效促進(jìn)水稻分蘗。

不同處理對(duì)收獲期水稻穗長(zhǎng)的影響見圖4。由圖可以看出，處理5的平均穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，顯著高于處理1，處理4次之；處理6平均穗長(zhǎng)與處理1相比，平均增長(zhǎng)1.11 cm，但未達(dá)到顯著水平。這表明施用生物腐植酸型土壤調(diào)理劑與根際微生物菌劑能有效促進(jìn)水稻穗長(zhǎng)增長(zhǎng)，但需要適當(dāng)?shù)谋壤?/p>

2.3 不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響見表5。由表可知，除處理1和處理3外，其他處理土壤pH均有不同程度降低，這表明施用生物腐植酸型土壤調(diào)理劑及根際微生物菌劑均可不同程度地降低堿性土壤pH，其中處理4和處理6降幅最為明顯，均在0.3以上。改良前后處理1～處理7的土壤有機(jī)質(zhì)提升幅度分別為0.10%、0.07%、0.09%、0.13%、0.11%、0.16%、0.10%，以處理4和處理6效果較佳，施用與處理6等成本的處理1，有機(jī)質(zhì)含量增幅0.10%。這表明等量施肥量時(shí)，生物腐植酸型土壤調(diào)理劑和根際微生物菌劑配合使用在堿性地改良、土壤有機(jī)質(zhì)提升方面效果顯著。在堿性地改良與有機(jī)質(zhì)提升方面，2種產(chǎn)品的配合使用效果優(yōu)于單獨(dú)使用效果之和，實(shí)現(xiàn)了“1+1＞2”的效果。

如表5所示，除處理7外，其他處理土壤堿解氮含量均有所下降，且變化不一，這可能與有機(jī)肥料對(duì)其具有緩沖作用有關(guān)，需要進(jìn)一步研究；除處理1和處理7外，其他處理土壤有效磷含量均有所提升，且處理6增幅最大，增幅40.00 mg/kg，其次為處理5，增幅為21.00 mg/kg；除處理1外，其他處理土壤速效鉀含量均有提升，其中處理6增幅最高，為142.10 mg/kg。說明生物腐植酸型土壤調(diào)理劑與根際微生物菌劑合理搭配使用，可有效活化土壤養(yǎng)分含量。

圖3 不同處理對(duì)收獲期水稻分蘗數(shù)的影響Fig.3 Effects of different treatments on the tiller number of rice at harvest period

圖4 不同處理對(duì)收獲期水稻穗長(zhǎng)的影響Fig.4 Effects of different treatments on the ear length of rice at harvest period

表5 不同處理對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響Tab.5 Effects of different treatments on the physico-chemical properties of soil

2.4 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響

不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響見圖5。由圖可以看出，處理2～處理7與處理1相比，水稻產(chǎn)量分別減產(chǎn)10.2%、減產(chǎn)3.7%、增產(chǎn)5.1%、增產(chǎn)13.6%、增產(chǎn)23.5%、減產(chǎn)11.6%。這說明同等成本的生物腐植酸型土壤調(diào)理劑與根際微生物菌劑合理搭配使用對(duì)水稻的增產(chǎn)效果最佳，具體原因有待深入研究。

圖5 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響Fig.5 Effects of different treatments on the yield of rice

2.5 不同處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響

不同處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響見表6。由表可知，與同成本商品有機(jī)肥相比，200 kg/667 m2生物腐植酸型土壤調(diào)理劑與100 kg/667 m2生物腐植酸型根際微生物菌劑配合使用，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益最高。

表6 不同處理對(duì)水稻經(jīng)濟(jì)效益的影響Tab.6 Effects of different treatments on the economic benef i t of rice

3 結(jié)論與討論

通過對(duì)比各處理對(duì)水稻生長(zhǎng)與產(chǎn)量的影響，以及對(duì)土壤改良的效果，總結(jié)試驗(yàn)結(jié)果如下。

（1）生物腐植酸型土壤調(diào)理劑與根際微生物菌劑均可不同程度地改良土壤，以兩者配合使用的效果最佳。試驗(yàn)表明，與同成本的商品有機(jī)肥相比，200 kg/667 m2生物腐植酸型土壤調(diào)理劑與100 kg/667 m2生物腐植酸型根際微生物菌劑配合使用，對(duì)土壤pH的改良與土壤有機(jī)質(zhì)的提升效果顯著，且表現(xiàn)出了“1+1＞2”的產(chǎn)品“耦合效應(yīng)”。這是因?yàn)樯锔菜嵝屯寥勒{(diào)理劑作為一種高有機(jī)質(zhì)、高腐植酸、高活性的優(yōu)質(zhì)土壤改良產(chǎn)品，施入土壤后可快速增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，增加對(duì)土壤酸堿性的緩沖性能；同時(shí)顯著提高土壤有效養(yǎng)分，有利于水稻對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，從而促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，提高水稻產(chǎn)量。

（2）生物腐植酸型土壤調(diào)理劑及生物腐植酸型根際微生物菌劑使用后可促進(jìn)水稻分蘗、增長(zhǎng)穗長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)水稻生長(zhǎng)，對(duì)提高水稻產(chǎn)量具有一定作用。