節肥增效技術對玉米產量的影響

劉巧芝

摘要：【目的】驗證節肥增效技術對玉米產量的影響。【方法】在大田試驗中，共設置6個處理，分別為處理A（施入全量化肥）、處理B（施入85%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑）、處理C（施入70%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑）、處理D（施入15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑）、處理E（不施入任何肥料）、處理F（施入85%的化肥），并研究不同處理玉米株高、地上干物質積累量、農藝性狀、產量及經濟效益。【結果】在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米株高、地上干物質積累、成熟期農藝性狀、產量均與全量施入化肥時差異不顯著，但是其經濟效益高于全量施入化肥時，具備良好的節肥增效效果。【結論】可利用微生物與作物的共濟作用，減少化肥的施入量，發展綠色農業、可持續性環境友好型農業。

關鍵詞：節肥增效技術；玉米；產量；影響

玉米是我國種植面積最大的糧食作物，化學肥料的施入可有效提升玉米產量，但過量施肥會造成嚴重的養分浪費，破壞土壤結構，降低土壤有機質含量等，反而會極大影響玉米產量及品質[1]。目前我國肥料利用效率遠遠低于世界平均水平，同時土壤可持續耕作能力并不理想[2]。近年來，隨著我國農業技術水平的不斷提升，節肥增效技術越來越受到人們的重視[3]。節肥增效技術即在減少化肥使用量的同時提升農作物產量，以減輕種植戶負擔，推動農業經濟發展。添加微生物菌劑是常見的一種節肥增效技術，兼具高效、環保、安全等特點，可有效提升養分利用效率，提升玉米簇生增產能力、改進耕地質量、實現農田的可持續耕作，是當前我國農業生產的一個研究熱點[4-5]。多黏類芽孢桿菌是一種對植物根際具有促生和防病作用的細菌，大量存在于土壤和植物根系中，能夠起到促進植物生長、增加作物抗逆性和防治土傳病害的作用，且對植物和動物無致病性，還能產生如細胞分裂素、生長素、揮發性氣體等物質，可促進植物的生長，誘導植物產生系統抗性，對根腐病有較好的防效[6]。筆者通過開展玉米大田試驗，探討節肥增效技術對玉米產量的影響，同時尋求更為科學高效的玉米肥料配方。

1 材料與方法

1.1 ?試驗地點概況

試驗于2020年及2021年在山東省菏澤市進行。試驗地點土層深厚、地面平整，排灌便利，0-10cm土壤容重為1.29g/m3，10-20cm土壤容重為1.34g/m3，20-30cm土壤容重為1.41g/m3，30cm以下土壤容重為1.39g/m3。土壤pH值為8.1，耕作層有機質含量約為15.82g/kg，速效鉀含量約為259.74mg/kg，全氮含量約為0.88g/kg，全磷含量約為1.13g/kg，速效磷含量為13.49mg/kg。

1.2 ?試驗材料

供試玉米品種為由敦煌種業先鋒良種有限公司提供的先玉335品種。

供試肥料：磷酸二銨由云南三環中化化肥有限公司提供，其總養分含量≥64%，N、P2O5、K2O含量比為18∶46∶0；尿素由魯西化工集團股份有限公司提供，其總氮含量≥46.2%。

多黏類芽孢桿菌由蘭州交通大學微生物實驗室提供，其含量為10CFU億/g。

1.3 ?試驗設計

本試驗共設計6個處理，具體如下。

處理A：施入全量化肥，即施入當地高產栽培方式的最佳施肥量，因當地土壤含鉀量較高，故無需施入鉀肥；

處理B：施入85%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑；

處理C：施入70%的化肥+15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑；

處理D：施入15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑；

處理E：不施入任何肥料；

處理F：施入85%的化肥。

上述6個處理分別重復3次，共設置18個小區，對各個小區隨機區組設計，單個小區長為10m，寬為4.5m，面積為45㎡。在小區內，玉米種植行距為40cm，株距為30cm，其種植密度為75 000株/hm2；在玉米種植過程中采取覆膜帶狀種植方式。

肥料施用方式：在播種前，采用多黏類芽孢桿菌菌劑對玉米種子拌種處理，于陰涼、避光位置放置30min（使多黏類芽孢桿菌菌劑充分黏附于種子表面），接著即可播種。處理A及處理E采用無菌水拌種處理。化肥施肥量為：處理A施入890kg/hm2 尿素以及489kg/hm2 磷酸二銨；其余各處理按照比例減少化肥的施入量。磷酸二銨作為基肥一次性施入，對于尿素，其基肥、大喇叭口期、開花期的施入量比例為3∶4∶3。在玉米苗期，于田間灌水900m3/hm2、拔節期灌水1100m3/hm2、開花期灌水1250m3/hm2、灌漿期灌水750m3/hm2。

1.4 ?測量指標

采用常規方式測量玉米在各個生育期的株高以及地上植物量；在玉米成熟期測量其穗長、穗粗、穗粒數、百粒重等。在收獲后測量玉米產量。

干物質積累量測定方法：在玉米成熟后，分別在每個小區挑選5株代表性植株，取其地上部分，取葉、苞葉、雄穗、穗軸、籽粒，置入烘箱內，于105℃殺青30min，接著置于80℃烘箱內烘干直至恒重并稱重[4]。

1.5 ?數據分析

采用Excel 2010及SPSS 19.0對所獲取數據進行分析及處理。

2 結果與分析

2.1 節肥增效技術對玉米株高的影響

節肥增效技術對玉米不同生長時期株高的影響見表1。

從表1中可以看出，各個處理對玉米不同生育期株高的影響存在一定差異。在玉米整個生育期，處理A與處理B均差異不顯著。在玉米苗期，處理A及處理B育苗株高明顯高于處理C、處理D、處理E、處理F，其由大到小依次為A、B、C、F、D、E；在玉米拔節期，處理C及處理D、處理F差異不顯著，但明顯低于處理A及處理B，處理E玉米株高為最低；在玉米大喇叭口期，處理A、處理B、處理C、處理D、處理F差異不顯著，明顯高于處理E；在玉米開花期，處理A、處理B、處理C三者間差異不顯著，明顯高于處理D及處理E；在玉米灌漿期、乳熟期、成熟期，各處理玉米株高依次為處理A＞處理B＞處理C＞處理F＞處理D＞處理E。由此可以看出，節肥增效技術的應用會對玉米株高造成嚴重影響，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米不同生育期株高與全量施入化肥時差異不顯著，減肥30%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，僅施入15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑以及不施入任何肥料時玉米株高均明顯低于全量施入化肥處理。

2.2 節肥增效技術對玉米地上干物質積累的影響

節肥增效技術對玉米地上干物質積累的影響見表2。從表2中可以看出，節肥增效技術的應用會對玉米各個生育期干物質積累量造成顯著影響。在玉米苗期，處理A與處理B干物質積累量差異不顯著，為最高，處理E干物質積累量與其余5個處理均差異顯著，為最低；在玉米拔節期、大喇叭口期以及開花期，各處理玉米干物質積累量由高到低依次為處理A、處理B、處理C、處理F、處理D、處理E。到了玉米乳熟期以及成熟期，處理A與處理B干物質積累量差異不顯著，為最高，其余依次為處理C、處理F、處理D、處理E。由此可以看出，節肥增效技術的應用會對不同生育期玉米干物質積累量造成嚴重影響。在玉米成熟期，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米干物質積累量與全量施入化肥時差異不顯著，其余處理玉米干物質積累量均低于全量施入化肥處理。

2.3 節肥增效技術對玉米成熟期農藝性狀的影響

節肥增效技術對玉米成熟期農藝性狀的影響見表3。從表3中可以看出，節肥增效技術的應用對玉米株高存在顯著性影響，其中處理A與處理B玉米株高差異不顯著，依次高于處理C、處理F、處理D及處理E；節肥增效技術的應用對玉米莖粗影響顯著，處理A與處理B二者差異不顯著，明顯高于處理C、處理F、處理D及處理E；節肥增效技術的應用與玉米葉片數影響不顯著；節肥增效技術的應用對玉米穗位數影響顯著，其中處理A、處理B、處理C、處理F四者間差異不顯著，明顯高于處理D及處理E，處理D及處理E二者間差異不顯著；不同處理玉米地上植物差異顯著，其中處理A、處理B、處理C、處理F四者間差異不顯著，但是高于處理D及處理E。由此可以看出，減肥增效技術的應用會對玉米成熟期農藝性狀造成嚴重影響，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米成熟期各農藝性狀與全量施入化肥時差異不顯著。

2.4 節肥增效技術的應用對玉米產量構成的影響

節肥增效技術對玉米產量構成的影響見表4。從表4中可以看出，節肥增效技術的應用對玉米穗重影響顯著，其中處理A與處理B穗重為最高，二者差異不顯著，其余依次為處理C、處理F、處理D、處理E；處理A、處理B、處理C、處理F四者玉米穗位重差異不顯著，明顯高于處理D以及處理E；處理A、處理B、處理C、處理D、處理F四者玉米穗長不存在顯著差異，明顯高于處理E；不同處理玉米穗粗存在顯著性差異，其中處理A穗粗最大，達到了6.41cm，處理B與處理C、處理F玉米穗粗差異不顯著，處理D與處理E玉米穗粗差異不顯著；不同處理玉米穗行數存在顯著性差異，其中處理A與處理B二者玉米穗行數差異不顯著，達到了19行，處理C與處理D、處理F玉米穗行數差異不顯著，處理E玉米穗行數最小，僅17.12行；不同處理玉米行粒數存在顯著差異，以處理A及處理B玉米行粒數最高，達到了40行以上，處理C與處理D、處理F三者行粒數差異不顯著，為38行，處理E玉米行粒數最低；不同處理玉米百粒重存在顯著差異，其中處理A與處理B百粒重為最大，二者差異不顯著，達到了42g，其余依次為處理C、處理F、處理D以及處理E。由此可以看出，節肥增效技術的應用會對玉米產量構成嚴重影響，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米各產量構成指標與全量施入化肥時差異不顯著，其余處理玉米干物質積累量均依次低于全量施入化肥處理。

2.5 節肥增效技術對玉米產量及經濟效益的影響

節肥增效技術對玉米產量及經濟效益的影響見表5。從表5中可以看出，不同處理玉米產量存在顯著性差異，其中以處理A和處理B玉米產量為最高，二者差異不顯著，達到了9900kg/hm2，其余依次為處理C（7976.91kg/hm2）、處理D（5888.85kg/hm2）和處理E（4724.71kg/hm2）。不同處理玉米所獲取經濟效益各不相同，依次為處理B（11 897.27元/hm2）、處理A（11 614.49a元/hm2）、處理C（9393.62元/hm2）、處理D（8608.28元/hm2）、處理E（7087.07元/hm2）。由此可以看出，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時，玉米產量與全量施入化肥差異不顯著，但是其最終所獲取經濟效益高于全量施入化肥處理，可提升經濟效益284.78元/hm2。

從上文可以看出，在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時玉米株高、地上干物質積累、成熟期農藝性狀、產量均與全量施入化肥時差異不顯著，但是其經濟效益高于全量施入化肥時，具備良好的節肥增效效果。

3 討論

玉米具備良好的高產以及穩產特性，因而是全世界范圍內重要的飼料生產原料以及工業生產原料。近年來，隨著人們對玉米產品需求量的不斷增加，提升玉米產量已成為人們種植玉米的終極目標，目前最為常見的提升玉米產量措施是加大化肥的施入量[7]。但是隨著化肥施入量的持續增加，其負面效應日漸凸顯。

微生物菌劑作為一種功能主體，對農作物以及土壤環境均具備有利影響。在農作物種植中添加微生物菌劑可促進作物生長，提升作物的抗病性能[8]。其中，促生作用主要是給予微生物的解磷、解鉀以及固氮等各種作物，同時微生物所分泌的次生代謝產物對作物的生長以及發育也具備良好的促進作用[9]。

從上文可以看出，將多年類芽孢桿菌應用于玉米種植產業，具備良好的節肥增效作用，這與陳敏潔等[10]發現的多黏類芽孢桿菌對生菜的促生作用相一致。這可能是由于多黏類芽孢桿菌的應用可有效提高玉米苗期葉綠素的含量，增強玉米的光合作用，導致其物質積累量增加，從而達到增產量的效果[6]。同時，多黏類芽孢桿菌可分泌大量的過氧化氫酶、過氧化物酶，這些物質是抗氧化酶系統的重要成員，對于植物體內活性氧代謝意義重大，隨著其活性升高玉米抗逆性將顯著增強，從而達到減輕病害的目的[11]。另外，多黏類芽孢桿菌對植物根際具備一定的促進作用，可有效抑制玉米根腐病病菌的繁殖，促進玉米根系的生長以及發育，加快玉米后期干物質的積累，進而達到增產的目的[12]。

4 結論

在減肥15%、增施15kg/hm2多黏類芽孢桿菌菌劑時玉米株高、地上干物質積累、成熟期農藝性狀、產量均與全量施入化肥時差異不顯著，但是其經濟效益高于全量施入化肥時，具備良好的節肥增效效果，值得大力推廣。可利用微生物與作物的共濟作用，減少化肥的施入量，發展綠色農業、可持續性環境友好型農業。

參考文獻

[1] 彭東，沈瑋囡，宋樹柏，等.肥料增效劑對夏玉米植物學性狀、產量構成及土壤中NH4 +-N 和 NO3--N 的動態影響[J].玉米科學，2018，26（2）：110-117.

[2] 閆湘，金繼運，梁鳴早.我國主要糧食作物化肥增產效應與肥料利用效率[J].土壤，2017，49（6）：1067-1077.

[3] 高杰，馬日亮，包立華，等.玉米無膜淺埋滴灌節水控肥增效種植技術及示范推廣[J].中國農技推廣，2020，36（6）：48-49.

[4] 陳佳怡，徐晶秀，陳紫茵，等.兩株根際高效溶磷菌的篩選、鑒定和溶磷特性[J].草業科學，2020，37（10）：1979-1985.

[5] 吳秀寧，張軍，趙永平，等.生物有機肥對夏玉米光合特性和產量的影響[J].陜西農業科學，2018，64（2）：33-35.

[6] 李銘東，吳成生，沈彤，等.多黏類芽孢桿菌菌劑在玉米上的應用效果[J].安徽農業科學，2021，49（3）：141-143.

[7] 郭瑩，鞠天琛，秦玉瑩，等.一株銅綠假單胞菌的溶磷特征及其對底泥中Pb的固定化[J].吉林大學學報（理學版），2016，54（6）：1462-1468.

[8] 王國基，柴強，張玉霞，等.干旱區玉米專用菌肥對玉米生長特性的影響[J].草地學報，2015，23（1）：173-179.

[9] 吳海燕，金榮德，范作偉，等.解磷巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）的溶磷機理探討[J].吉林農業大學學報，2014，36（2）：171-175.

[10] 陳敏潔，姜曉茹，李亞飛，等.多粘類芽孢桿菌與化肥不同配施處理對生菜生長和品質的影響[J].河南師范大學學報（自然科學版），2019，47（3）：92-98.

[11] 孫建偉.淹水對玉米細胞抗氧化酶系統的影響[J].安徽農業科學，2020，48（1）：44-45+48.

[12] 房娜娜，盧宗云，石元亮，等.肥料增效劑“保肥思”對春玉米苗期土壤有效氮的影響[J].遼寧農業科學，2016（1）：32-35.