微藻生物肥在水稻上的應用效果研究

梁 青 趙 璐 王文哲

（日照職業技術學院，山東 日照 276826）

我國作為一個農業大國，為了滿足人們日益增長的物質需求，實現農產品的增產增收，過去較長時期內人們主要通過大量單一應用化學肥料。然而，這一舉措在促進農產品增產增收的同時也帶來了土壤肥力下降，甚至產生了農業環境污染等系列問題。隨著人們生活水平的顯著提升，人們對農產品的產量、質量提出了更高要求，這就要求研發新型作物肥料。對于農作物產量和品質而言，土壤質量對其有直接性的影響。土壤微生物中，微藻作為其中的關鍵組成部分，在土壤結構改善和肥力提升方面有重要的促進作用，可促進農作物的保質、保量生長。微藻生物肥作為一種農業環境友好型微生物肥料，主要由光合綠藻和固氮藍藻2部分組成，是在自然提取方式下，通過生物工程培養的活性細胞的自身代謝活動和持續裂變繁殖，為植物生長提供營養元素，屬于新型作物肥料。微藻生物肥的主要成分是活性細胞，又被稱為細胞肥。藻細胞可產生藻多糖、葉酸及核酸等，在生物酶的作用下，可解固氮、固碳及磷鉀等，將土壤陽離子礦物質元素的活性予以提升，從而利于光合產物的積累與轉化，以促進植物次生代謝，提高農作物產量和品質。因此，2021年3月，在湖南省岳陽市平江縣甕江鎮雙潭村展開了水稻試驗，將微藻生物肥應用其中，探究其應用效果。

1.材料與方法

1.1 試驗地及材料

試驗地為湖南省岳陽市平江縣甕江鎮雙潭村，試驗地的土壤為砂底灰泥田，中等肥力，耕層厚度為18cm。種植水稻時，采用的水稻品種為T兩優明占，是生育期為141d的中秈兩系雜交稻，相較于Ⅱ優明86生育期多1d。T兩優明占具有高產量、優米質的特點。同時，在抗稻瘟病方面中等水平，采用的肥料則是由日照職業技術學院應用微藻團隊自主研制的微藻生物肥。

1.2 研究方法

在試驗過程中，共設計了如下6種處理方法，如表1所示。在試驗中，采用小區簡比法，順次排列，不設重復，每種處理方法下的處理面積均為133.6 m2。

表1 試驗設計方法

1.3 栽培管理

在對水稻進行栽培管理的過程中，包括育秧管理、秧田、大田管理。其中，育秧管理又包括手工、機械插秧管理2個方面。在手工插秧管理中，于2021年6月3日濕潤秧并播種，于6月30日進行移栽。在機械插秧管理中，于6月10日采用機械進行插秧并播種，6月30日機插，用種量為22.5kg/hm2。無論是手工插秧，還是機械插秧，其密植的規格均為16cm×30cm。在管理秧田時，一葉包心期施尿素30kg/hm2，而移栽前7d左右施尿素75kg/hm2。在這一階段，于出苗前稀釋尿素并進行均勻施肥，然后應用15L/hm2的微藻生物肥。在管理大田時，按照5:5的磷鉀肥基肥、蘗肥，4:4:2的氮肥基肥、蘗肥、穗肥以及150kg/hm2的N和105kg/hm2的K2O與60 kg/hm2的P2O5進行常規施肥。在這一階段，于插秧后隨水潑澆到大田中，應用微藻生物肥的量為6000mL/hm2。

2.結果與分析

2.1 不同處理法下的水稻生育期情況

比較不同處理法下的水稻生育期，相較于CK1和CK2分別為129d、132d的總生育期，處理方法1、2、3的總生育期均為128d，處理方法4、5、6的總生育期均為131d?？梢?，水稻在生育期方面基本相同，并不存在明顯的差異。

2.2 不同處理法下的水稻經濟性狀情況

相較于CK1和CK2不施用微藻生物肥的經濟性狀各指標，應用微藻生物肥的水稻，其穗長為0.2～1.9cm，株高為0.4～1.2cm。其中，穗長最短且株高最高的是處理法3和處理法6下的水稻。同時，無論是手工插秧，還是機械插秧，秧田、大田都應用微藻生物肥進行處理的水稻，其在穗粒數和結實率方面也都是最高的。從理論產量的角度來說，在手工插秧下，處理法3的理論產量最高，然后依次是處理法1、處理法3、CK1。而在機械插秧下，處理法6的理論產量最高，然后依次是處理法5、處理法4、CK2。因此，微藻生物肥應用于水稻中，可提高生物菌活性，提高肥料利用率，并通過活化土壤，提高水稻干物質積累量，增加了穗粒數和結實率，以實現增產。不同處理法下的水稻經濟性狀情況如表2所示，不同處理法下穗長和株高情況如圖1所示。

表2 不同處理法下的水稻經濟性狀情況

圖1 不同處理法下穗長和株高情況

2.3 不同處理法下的水稻經濟效益情況

相較于CK1和CK2不施用微藻生物肥的經濟效益情況，6種處理方法下的水稻產量都在一定程度上有所增加。其中，水稻產量增加最多的是處理法3，相較于CK1實現增產達824.9kg/hm2，增收達2268.2元/hm2，產投比為3.6∶1。而處理法1下具有最大的產投比。不同處理法下的水稻經濟效益情況如表3所示。

表3 不同處理法下的水稻經濟效益情況

3.結論與討論

為推進我國生態農業發展，也為促進我國農業的健康可持續發展，開發農業環境友好型的新型肥料成為重點研究課題。生物肥料是以環境友好、高效且微量為特點的最佳替代化學肥料的一類含有有益微生物的制品，主要是通過微生物的生命活動，轉化水質、土壤中的物質，通過吸收環境中的營養促使農作物生長，發揮增產、增效的作用。微藻屬于自養生物，具有結構簡單、個體微小及高光和利用度等特點。目前，地球上約有3萬余種微藻，已知的微藻主要包括藍藻門等原核生物、硅藻門等真核生物。微藻肥料具有固氮、固碳等生物特性，含有生物活性物質及微量元素。在農藥、化學化肥減量的農業生態發展背景下，微藻生物肥具有更為廣泛的應用前景。目前，對于微藻生物肥在水稻中的應用效果還鮮有研究，通過研究分析，不僅能為微藻生物肥的合理應用提供依據，而且能為推進生態農業發展提供支持。

研究顯示，手工插秧和機械插秧中應用微藻生物肥都能夠促使水稻種植實現增產增收。其中，增產率為0.1%～9.8%，增收范圍為34.1元/hm2～2268.2元/hm2。相較于機械插秧方式，采用手工插秧方式具有更高的增產效果。在穗粒數方面，人工插秧方式下可達182粒。在增產及增幅方面，在人工插秧方式下且秧田、大田都應用微藻生物肥，可獲得最大的增產率，增產和增幅分別為824.9kg/hm2、9.8%。在產投比方面，應用微藻生物肥時，最大的產投比是處理方法1，即人工插秧方式下僅在秧田施肥。即選擇手工插秧時，為實現降本增效，可在秧田施微藻生物肥；選擇機械插秧方式時，為實現增產增效，應在秧田期和大田期都施微藻生物肥。微藻作為生物肥料，主要具有以下5中優勢。1）含有豐富的營養元素及微量元素，如類胡蘿卜素、維生素、植物激素及抗真菌物質和氨基酸等。2）可通過降低鉀、磷及氮等的釋放速度，以防養分流失，滿足作物生長需求。3）生物質能直接用于土壤接種，具有較快的繁殖速度且能規?；囵B，不會污染土壤和水質。4）可通過城市污水、廢水獲得微藻生物，制成肥料，具有低成本的優勢。5）可將被破壞的鹽堿地及荒漠化土壤等予以修復。正是由于微藻生物肥具有上述優勢，微藻生物肥應用于水稻中，之所以能夠實現增產增效的作用，主要在于微藻能夠合成并分泌赤霉素、生長素及細胞分裂素等多種促生長物質，以起到調節水稻發育、代謝及生長的作用。在促進種子萌發、幼苗生長方面或提高作物產量和品質方面，微藻都可發揮重要作用。

在手工插秧或機械插秧下，都可將微藻生物肥應用于水稻栽培中，以實現增產增效。在手工插秧下，微藻生物肥應用于秧田和大田水稻中的增產率最大。因此，微藻生物肥應用于水稻是值得應用和大力推廣的，未來可進一步加大示范和推廣力度。此外，在實際應用微藻生物肥的過程中，應注意不可與化學農藥、除草劑及殺蟲劑等同時使用。