尿素配施不同量的微生物菌劑對棉花生長發育及產量的影響

厙潤祥, 李 雪, 鄭繼亮

(新疆心連心能源化工有限公司 新疆昌吉 832205)

自2015年以來,我國在化肥減量方面取得了重大突破[1],特別是2016年科技部、原農業部提出的“化學肥料和農藥減施增效綜合技術研發”,為企業肥料生產指明了方向,在圍繞綠色環保、根際促生、溶磷解鉀、土壤改良和減肥增效等方面展開了一系列研究,各種新型緩/控釋肥料、穩定性肥料、生物炭基肥料和微生物肥料的研發和生產以及相關田間試驗也越來越多[2-3]。

隨著技術的不斷進步,新型增效尿素也隨市場需求應運而生,最常見的有含多肽、氨基酸、腐殖酸、海藻酸、微量元素等尿素,針對此類添加無生命物質的尿素對作物影響的研究較多,對尿素配施微生物菌劑的研究則較少。有研究表明,施用微生物菌劑可在防治棉花病害、消減棉花連作障礙的同時,提高土壤速效養分的有效性及根系活性,促進果枝臺數、蕾鈴數及產量的增加[4-7];與常規施肥相比,施用微生物菌劑可以使小油菜生育期縮短,生育性狀得到改善,增產明顯[8];與單施傳統尿素相比,尿素與復合微生物菌劑配施可使大蒜顯著增產,并能提高氮肥利用率[9];尿素與微生物菌劑配施比單獨施用尿素更有利于提高番茄產量、改善番茄品質[10]。由此可見,尿素復配微生物菌劑在作物生產過程中有重要的意義,但對棉花的研究未見報道。因此,本文圍繞新疆重要經濟作物棉花,研究尿素配施不同量的微生物菌劑對棉花生長發育及產量的影響,以期為普通尿素添加微生物菌劑對棉花生產提質增效提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2021年在新疆生產建設兵團第六師芳草湖總場二場七連(44°18′～44°53′ N,86°27′～86°57′ E)開展,該區地處昌吉回族自治州呼圖壁縣境內,天山北麓、準噶爾盆地南緣。試驗地土壤為第一年開墾的灰漠土生地,0～30 cm耕層土壤理化性狀：pH為8.3,w(有機質)為10.22 g/kg,w(全氮)為0.99 g/kg,w(有效磷)為17.36 mg/kg,w(速效鉀)為192.33 mg/kg。

1.2 試驗設計

試驗設4個處理：CK,普通尿素;T1,尿素+微生物菌劑Ⅰ;T2,尿素+微生物菌劑Ⅱ;T3,尿素+微生物菌劑Ⅲ。各處理均采用同一微生物菌劑,僅用量不同,微生物菌劑用量用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示梯度增加。每個處理面積為345 m2(2.30 m×5膜×30 m),供試尿素w(N)為 46%,供試棉花品種為金豐源F105號。各處理施肥量均為尿素35 kg/畝(1畝=667 m2)、磷酸一銨15 kg/畝、氯化鉀10 kg/畝,均由新疆心連心能源化工有限公司提供。試驗采用1膜2管6行寬窄行配置,理論種植密度約24萬株/hm2,肥料按照“少-多-少”分6次隨水施入,其他管理措施均與大田生產相同。

1.3 測定項目及方法

(1)農藝性狀：棉花7月5日打頂,7月15日重控后,于每個小區選取長勢均勻的3個樣點,測定連續10株的株高、功能葉葉綠素相對含量(SPAD值)、果枝數、蕾鈴數;8月10日,采用相同方法測定蕾鈴數。

(2)產量的測定：于收獲期在每個小區調查長勢均勻一致具有代表性的0.01畝收獲株數和總成鈴數,并計算單株成鈴數;各小區選取具有代表性的15株棉花測定單鈴質量,計算產量。

1.4 數據統計分析

采用 Microsoft Excel 2013 對試驗數據進行處理及圖表制作;采用 SPSS 19.0 軟件進行統計分析,顯著性差異分析采用新復極差法。

2 結果與分析

2.1 不同處理對功能葉SPAD值的影響

不同處理對功能葉SPAD值的影響見圖1,圖中不同小寫字母表示處理間差異達顯著水平(P<0.05),下同。

圖1 不同處理功能葉SPAD值

從圖1可以看出,T1、T2、T3處理的棉花功能葉SPAD值均高于CK處理的,其中T3處理的最高為52.48,較T2、T1、CK處理的分別高出0.08%、5.00%和6.60%,T3、T2處理與T1、CK處理具有顯著性差異。可見,微生物菌劑可促進棉花對氮肥的吸收,促進作用隨微生物菌劑添加量的增大而增強。

2.2 不同處理對株高、果枝數的影響

打頂重控后,棉花營養生長基本停止,測量株高并記錄果枝數。從圖2可看出：T1、T2、T3處理的株高、果枝數均高于CK處理的,但隨微生物菌劑添加量的增加,株高和果枝數均呈先增后減的趨勢,這可能與微生物是生命體需要消耗尿素供自身生長有關;T2處理的株高最高為75.22 cm,與T1、T3處理的無顯著性差異,與CK處理的差異顯著;果枝數表現為T2>T1>T3>CK,各處理無顯著性差異。這表明添加微生物菌劑有利于棉花生長,添加量達到一定水平后的促進作用不明顯。

圖2 不同處理的株高、果枝數

2.3 不同處理對蕾鈴數的影響

不同處理對蕾鈴數的影響見圖3。T1、T2、T3處理的棉花蕾鈴數均高于CK處理的;蕾數均隨微生物菌劑添加量的增加呈遞增的趨勢;鈴數則隨微生物菌劑添加量的增加呈先增后降的趨勢,各處理間無顯著性差異。

圖3 不同處理7、8月份的蕾鈴數

7月份,T3處理的單株蕾數為13.84個,與T1、CK處理的達到顯著性差異水平,較CK處理的高出15.24%;8月份,T3處理的單株蕾數為5.90個,與T1、T2處理的無顯著性差異,但較CK處理的多1.91個,高出47.87%,差異顯著。7月份,T2處理的單株結鈴數最多,達到1.4個,其次為T3處理的,CK處理的最少;8月份,單株結鈴數依次為T1>T2>T3>CK。

2.4 不同處理對產量構成因素的影響

不同處理對棉花產量及其構成因素的影響見表1。

表1 不同處理的棉花產量及其構成因素

從表1可以看出：與CK處理相比,T1、T2、T3處理的棉花產量及其構成因素(密度除外)等指標均上升,且隨微生物菌劑添加量的增加,各處理指標基本呈逐漸增加的趨勢;T2處理的單株鈴數較T3、T1處理的分別高出0.22%、2.92%,較CK處理的顯著提高6.51%;T3處理的單鈴質量最高為5.45 g,與T2、T1處理的無顯著性差異,與CK處理的相比顯著提高了8.57%;T3處理的棉花產量比T2、T1、CK處理的分別增產79.48、262.45、630.19 kg/hm2,較CK、T1處理的分別顯著提高13.18%、5.10%。

3 結語

研究發現,微生物菌劑單施雖然有一定的效果,但其對作物生長所提供的養分有限,與化肥配施不僅能保證作物產量,并且有助于微生物繁殖,對土壤改良和番茄品質提升起到一定作用[10-12]。尿素與微生物菌劑合理配施,可顯著提高生菜的形態指標、生理指標及產量和品質[13]。王凡等[4]的研究發現,與常規施肥棉田相比,滴施兩種微生物菌劑后,棉花的果枝數和蕾鈴數均有所增加。試驗結果表明,在施用普通尿素的基礎上配施微生物菌劑能明顯提高棉花株高,同時棉花7、8月份的蕾數有所增加,但鈴數無明顯差異。前人研究得出,與常規施肥相比,生物有機肥和化肥配施可以明顯促進冬小麥增產[14];與單施無機肥相比,滴施無機肥+微生物菌劑能使棉花增產9.3%[15];復合微生物菌劑與全量尿素配施比傳統單施尿素可顯著提高大蒜產量及植株氮素吸收量[9]。試驗得出的結論與以上結果相同,尿素添加微生物菌劑后,棉花的功能葉SPAD值能明顯增大,同時配施微生物菌劑處理的棉花單株鈴數、單鈴質量和產量均表現優異,隨微生物菌劑添加量的增加,產量及其構成因素均呈增加趨勢,尿素+微生物菌劑Ⅲ的產量及構成因素均最高,但微生物菌劑添加至一定量后,產量及其構成因素的增長幅度降低。關于尿素添加微生物菌劑的田間試驗仍需長期跟蹤,深入研究。