微生物菌劑對棉花生長及土壤理化性質的影響

摘要：【目的】研究施用“菌臨天下”微生物菌劑對棉花生長發育、產量品質性狀及土壤理化性質的影響。【方法】大田示范方法，菌劑示范133.33 hm2（2 000畝）、對照133.33 hm2（2 000畝），均為149團7連 53.33 hm2（800畝）、134團11連40 hm2（600畝）、141團13連40 hm2（600畝）。苗期、蕾期、花鈴期對農藝性狀調查，絮期對產量及品質性狀測定。【結果】棉花吐絮比對照可以提前2 d；單株鈴數增加0.11～0.3個、收獲鈴數增加12 090～18 708個/667m2、單鈴重增加0.03～0.3 g；測產籽棉產量微生物菌劑處理較對照增產76.0～100.46 kg/667m2，機采產量增產籽棉47.66～66 kg/667m2；衣分提高0.57～1.14個百分點、斷裂比強度0.4～0.8個百分點、馬克隆值降低0.2。同時使用微生物菌劑可以降低、改善土壤結構，活化土壤磷素、提高土壤有效磷含量。【結論】施用“菌臨天下”微生物菌劑可以促進棉花生長發育，增加產量，提高品質，同時使用微生物菌劑可以降低、改善土壤結構，活化土壤磷素、提高土壤有效磷含量。

關鍵詞：微生物菌劑；棉花；性狀；纖維品質

中圖分類號：S562；S188文獻標志碼：A文章編號：1001-4330（2024）09-2269-08

0引 言

【研究意義】微生物菌劑可以充分利用大氣中的氮素和活化土壤中的養分，提高作物產量和品質。同時，微生物菌劑還可改善土壤的理化性質［1-3］。因此，微生物菌劑成為推行生態農業、有機農業和生產綠色產品的理想肥料。【前人研究進展】通過調節作物根際微生物環境，微生物菌劑能夠促進有益微生物的生長和活動，從而提高土壤質量和作物品質［4］。在土壤鹽堿改良中應用微生物菌劑能夠顯著促進作物的生長發育［5］。通過調節作物根際微生物環境，微生物菌劑能夠增強作物對養分的吸收利用能力，并提供對作物生長有益的代謝物質，有助于作物根系發育更加健壯，對作物生長發育有促進作用［6］。【本研究切入點】微生物菌劑已應用于作物病害的生物防治和土壤鹽堿性改良的研究中。然而，對于棉花應用微生物菌劑后的生長動態以及在大田示范中的實際效果方面的比較和詳細分析尚不充分。【擬解決的關鍵問題】采用對“菌臨天下”微生物菌劑，設置大田試驗示范，分析“菌臨天下”微生物菌劑對新疆生態條件的適應性及對土壤的改良效果，為科學施用“菌臨天下”微生物菌劑及大面積推廣應用提供理論依據。

1材料與方法

1.1材 料

試驗設在新疆生產建設兵團第八師，選取土壤肥力中等，枯黃萎病發病率中等，前茬棉花的連作棉田，示范面積133.33 hm2（2000畝）、對照133.33 hm2（2000畝），均為149團7連 53.33 hm2（800畝）、134團11連40 hm2（600畝）、141團13連40 hm2（600畝）。供試土壤為灰漠土，有機質含量偏少、土壤質地粘土。表1

“菌臨天下”微生物菌劑由新疆航天兆豐科技有限公司生產提供；尿素（N 46%）、磷酸一銨（12-60-0）、硫酸鉀（K2O 53%）市售。

1.2方 法

1.2.1試驗設計

各示范點棉花均采用機采棉1膜 6行3管（66+10） cm株行配置，理論株數16 800株/667m2，4月15日～16日播種（滴出苗水），7月5日打頂，10月5日收獲，全生育期灌水9次，示范田按當地大田生產管理措施執行。

采用大田示范方法，設置1個處理，一個對照，分別為①“菌臨天下”微生物菌劑800 g/667m2+常規滴灌施肥，其中“菌臨天下”微生物菌劑第1水和第2水每次用量200 g/667m2、第3水至第6水每次用量100 g/667m2；②對照（CK），當地常規滴灌施肥：尿素50 kg/667m2+磷酸一銨30 kg/667m2+硫酸鉀25 kg/667m2。

1.2.2測定指標

1.2.2.1農藝性狀

在現蕾期、花鈴期每處理取中間一行，選取長勢相近的棉株，連續調查10株，于6月25日、7月18日調查株高、果枝數、外圍果節數、鈴數和SPAD值，最后數值取平均值。

1.2.2.2產量性狀

于2022年9月23日采收處理小區內正常吐絮子棉并記載收獲鈴數，曬干稱重，計算全株平均單鈴重、衣分。

1.2.2.3棉花纖維品質

每小區隨機選取棉花纖維樣本15 g，委托中棉所國家纖維檢驗重點實驗室進行纖維品質檢測。測量項目包括上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度、馬克隆值和伸長率。

1.3數據處理

采用Excel 2013進行數據統計和作圖，采用SPSS Statistics 22.0進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1微生物菌劑處理對棉花生長發育的影響

2.1.1微生物菌劑處理對苗期棉花生長發育的影響

研究表明，施用“菌臨田下”微生物菌劑后處理組出苗數、主根長、側根數都與對照差異顯著。微生物菌劑處理比對照棉花出苗數增加1 508～2 165株/667m2、主根長增加0.9～1.36 cm、側根數增加2.45～4.05個，棉花苗期施用“菌臨田下”微生物菌劑對出苗數、根系生長發育有一定的促進作用。表2

2.1.2微生物菌劑處理對蕾期棉花生長發育的影響

研究表明，蕾期施用“菌臨天下”微生物菌劑后，處理組株高、果枝臺數和蕾數與對照都有差異并且差異顯著，處理組棉花蕾期株高、果枝臺數、蕾數分別比對照組增加3.67～9.3 cm、0.16～1臺、0.87～1.94個。表3

2.1.3微生物菌劑處理對花鈴期棉花生長發育的影響

研究表明，2個點株高、果枝臺數處理和對照差異顯著，干物質3個點處理與對照都有差異并且差異顯著，處理組棉花花鈴期株高、果枝臺數、干物質量分別比對照增加0.57～4.53 cm、0.31～1.33臺、16.4～23.83 g。使用微生物菌劑可以顯著促進棉花果枝發育、干物質量積累。表4

2.1.4微生物菌劑處理對棉花生育進程的影響

研究表明，出苗后微生物菌劑處理棉花現蕾、開花、吐絮分別比對照最多可提前3、2和2 d，生育期可縮短1～2 d。表5

2.2微生物菌劑處理對棉花產量及品質的影響

2.2.1微生物菌劑處理對棉花產量的影響

研究表明，2個示范點微生物菌劑處理較對照單株鈴數、單鈴重有差異但差異不明顯，總鈴數、測產產量、機采產量3項數據處理均與對照差異明顯。微生物菌劑處理在單株鈴數、總鈴數、單鈴重、測產產量、機采產量均較對照有增加，單株鈴數增加0.11～0.3個、收獲鈴數增加12 090～18 708 個/667m2、單鈴重增加0.03～0.3 g；測產籽棉產量微生物菌劑處理較對照增產76.0～100.46 kg/667m2，機采產量增產籽棉47.66～66 kg/667m2。表6

2.2.2微生物菌劑處理對棉花品質的影響

研究表明，3個示范點微生物菌劑處理較對照無顯著影響，籽棉衣分、纖維整齊度和馬克隆值均優于對照，分別較對照提高0.57～1.14個百分點和0.4～0.8個百分點，馬克隆值降低0.2；棉花絨長、斷裂比強度等品質指標無顯著影響。表7

2.3微生物菌劑處理對土壤理化性質的影響

2.3.1微生物菌劑處理對播種前后土壤理化性質的影響

研究表明，每水施菌后5 d左右采集土樣連續測定土壤水解氮、有效磷、速效鉀含量（134團11連示范點數據），4月22日至7月15日使用微生物菌劑期間，生物菌肥處理水解氮、速效鉀含量動態變化與對照比較無明顯趨勢，但微生物菌劑處理有效磷含量在監測期內總體趨勢大于對照處理，微生物菌劑有利于提高土壤磷肥有效含量，從而保證棉花生育期土壤有效磷處于較高水平。

3個示范點土壤有機質、水解氮、速效鉀、水溶性鹽分、pH值等指標變化趨勢不顯著；土壤有效磷含量（除141團示范點外）微生物菌劑處理及對照處理收獲后較播種前總體均呈增加的趨勢，增加幅度分別為15.9%～69.6%、14.9%～43.3%，微生物菌劑處理較對照處理增幅提高1.0～26.3個百分點，使用微生物菌劑對活化土壤磷素、減少磷肥固定、提高土壤有效磷有顯著的作用。表8，表9

2.3.2134團11連微生物菌劑處理土壤理化性質動態監測

研究表明，每水施菌后5 d左右采集土樣連續測定土壤水解氮、有效磷、速效鉀含量（134團11連示范點數據），對于水解氮，菌劑處理和對照組在不同時間點均有波動，但對照組在5月30日有一個顯著的上升達64.8 mg/kg，之后又逐漸下降；速效磷在菌劑處理下整體呈下降趨勢，而對照組則在5月30日達到最低點10 mg/kg后有所上升。速效鉀在2種處理下均呈下降的趨勢，但菌劑處理下降幅度更大。4月22日至7月17日使用微生物菌劑期間，生物菌肥處理水解氮、速效鉀含量動態變化與對照比較無明顯趨勢，但微生物菌劑處理有效磷含量在監測期內總體趨勢大于對照處理，微生物菌劑有利于提高土壤磷肥有效含量，從而保證棉花生育期土壤有效磷處于較高水平。圖1～3，表10

3討 論

化肥的連續施用會抑制土壤中微生物的生長和活動，降低土壤有機質含量［6］。張功臣等［7］發現合理應用微生物菌劑可以顯著改善土壤理化性狀，增加土壤有機質，促進團粒結構形成，打破土壤板結，提高土壤肥力，這與研究結果一致，微生物菌劑具有解鉀、釋磷、固氮的功能，從而起到調節作物生長的作用。

苗期使用微生物菌劑處理過后，比對照普遍可以增加1 000株左右的苗數，這與試驗調查數據相吻合，但其機理仍需深入探討；一年的試驗結果也表明，施用“菌臨天下”微生物菌劑可以顯著促進棉花生長發育，實現早現蕾、早開花、早吐絮，達到增產目標；同時使用“菌臨天下”微生物菌劑有利于提高棉田土壤有效磷含量，較好的解決了耕地pH值較高導致磷肥的有效性降低。

4結 論

在新疆常規滴灌施肥的基礎上使用“菌臨天下”微生物菌劑，可以促進棉花生長發育，增加產量，提高品質。棉花吐絮比對照可以提前2 d；單株鈴數增加0.11～0.3個、收獲鈴數增加12 090～18 708個/667m2、單鈴重增加0.03～0.3 g；測產籽棉產量微生物菌劑處理較對照增產76.0～100.46 kg/667m2，機采產量增產籽棉47.66～66 kg/667m2；衣分提高0.57～1.14個百分點、斷裂比強度0.4～0.8個百分點、馬克隆值降低0.2。同時使用微生物菌劑可以降低、改善土壤結構，活化土壤磷素、提高土壤有效磷含量。

參考文獻（References）

［1］ 鄭茗月，李海梅，趙金山，等.微生物肥料的研究現狀及發展趨勢［J］. 江西農業學報，2018，30（11）：52～56.

ZHENG Mingyue， LI Haimei， ZHAO Jinshan， et al. Research status and development trend of microbial fertilizer［J］. Jiangxi Agricultural Journal， 2018，30（11）：52～56.

［2］ 王丹， 趙亞光， 馬蕊， 等. 微生物菌肥對鹽堿地枸杞土壤改良及細菌群落的影響［J］. 農業生物技術學報， 2020， 28（8）： 1499-1510.

WANG Dan， ZHAO Yaguang， MA Rui， et al. Effects of microbial fertilizers on soil improvement and bacterial communities in saline-alkali soils of Lycium barbarum［J］. Journal of Agricultural Biotechnology， 2020， 28（8）： 1499-1510.

［3］ 王啟堯， 趙庚星， 趙永昶， 等. 微生物菌肥的降鹽效果及對冬小麥生長的影響［J］. 北方農業學報， 2021， 49（5）： 63-68.

WANG Qiyao， ZHAO Gengxing， ZHAO Yongchang， et al. Salt-reducing effect of microbial fertilizer and its effect on winter wheat growth［J］. Journal of Northern Agriculture， 2021， 49（5）： 63-68.

［4］ 王麗麗， 朱詩君， 狄蕊， 等. 微生物菌肥菌劑對番茄生長發育和產量品質的影響［J］. 土壤與作物， 2022， 11（1）： 88-95.

WANG Lili， ZHU Shijun， DI Rui， et al. Effects of bio-organic fertilizer and microbial agent on the growth， yield and quality of tomato［J］. Soils and Crops， 2022， 11（1）： 88-95.

［5］ 鄭良永， 杜麗清. 我國農業化肥污染及環境保護對策［J］. 中國熱帶農業， 2013，（2）： 76-78.

ZHENG Liangyong， DU Liqing. Agricultural chemical fertilizer pollution and environmental protection countermeasures in China［J］. China Tropical Agriculture， 2013，（2）： 76-78.

［6］ 朱生堡，烏爾古麗·托爾遜，唐光木，等.新疆鹽堿地變化及其治理措施研究進展［J］. 山東農業科學，2023，55（3）：158～165.

ZHU Shengbao， Wuerguli Tuoerxun， TANG Guangmu， et al. Research progress of saline～alkali land change and its control measures in Xinjiang［J］. Shandong Agricultural Sciences， 2023，55（3）： 158～165.

［7］ 張功臣， 趙征宇， 王波， 等. 生物質炭和微生物菌劑配施對設施土壤理化特性及黃瓜產量和品質的影響［J］. 江蘇農業科學， 2019， 47（18）： 155-159.

ZHANG Gongchen， Zhao Zhengyu， Wang Bo， et al. Effects of biochar and microbial inoculants combined application on greenhouse soil characteristics and yield and quality of cucumber［J］. Jiangsu Agricultural Sciences， 2019， 47（18）： 155-159.

Effects of microbial agents on cotton growth and soil physico-chemical properties

ZHANG Tingjun1， LI Zihui2， CUI Yujiang3， SUN Xiaogui4， CHEN Fang1

（1. Institute of Agriculture Sciences，Sixth Division， Xinjiang Production and Construction Corps， Wujiaqu Xinjiang 831300，China; 2. Agricultural Development and Service Center of 16th Regiment，First Division， Xinjiang Production and Construction Corps， Wujiaqu Xinjiang 843108，China; 3. College of Agronomy， Xinjiang Agricultural University， Urumqi 830052， China; 4. Agricultural Technology Extension Station，Sixth Division， Xinjiang Production and Construction Corps， Wujiaqu Xinjiang 831300，China）

Abstract：【Objective】 This research aims to study the effects of 'Jun Lin Tian Xia' microbial inoculant on cotton growth and development， yield and quality traits and soil physico-chemical properties.

【Methods】 The field demonstration method was adopted： 133.33 hm2 of microbial agent demonstration and 133.33 hm2 of control （7th company， 149 th regiment： 53.33 hm2， 11 th company， 134 th regiment： 40 hm2， 13 th company， 141th regiment： 40 hm2）. The agronomic traits were investigated at seedling stage， bud stage and flowering and boll stage， and the yield and quality traits were measured at boll stage.

【Results】 Cotton boll opening could be 2 d earlier than the control. The number of bolls per plant increased by 0.11-0.3， the number of bolls harvested per mu increased by 12，090-18，708， and the single boll weight increased by 0.03-0.3 g ; the yield of seed cotton was increased by 76.0-100.46 kg/667m2 per mu compared with the control， and the yield of seed cotton was increased by 47.66-66 kg/667m2. The lint percentage increased by 0.57-1.14 percentage points， the breaking strength was 0.4-0.8 percentage points， and the Micronaire value decreased by 0.2. At the same time， the use of microbial agents could reduce and improve soil structure， activate soil phosphorus， and increase soil available phosphorus content.

【Conclusion】 The application of microbial inoculants can promote the growth and development of cotton， increase yield and improve quality. At the same time， the use of microbial inoculants can reduce and improve soil structure， activate soil phosphorus and increase soil available phosphorus content.

Key words：microbial agents; cotton; traits; fiber quality

Fund projects：China Agriculture Research System \"Seed Propagation and Production Technology Post Scientist \"（CARS - 15 - 10） ; Demonstration and Extension of Biotechnology "（Microbial Agent） "on Major Crops of the "Sixth Divisions of Department of Science ， "Technology and Education of Ministry of Agriculture and Rural Affairs "（2216） ; Project of Science and Technology Bureau of the Sixth Division ， "Xin- jiang Production and Construction Corps project：The experiment and demonstration promotion of green fertilization technology in the main crops of the Sixth Division（2318）

Correspondence author：CHEN Fang （1973-）， female， from Fuling，Chongqing，master degree， associate researcher， research direction： pest control， crop breeding and high-yield and efficient cultivation， （E-mail）34684386@qq.com

收稿日期（Received）：2024-03-21

基金項目：國家產業技術體系種子擴繁與生產技術崗位科學家（ CARS - 15 - 10） ; 農業農村部科技教育司；生物技術（ 微生物菌劑）在六師主要農作物上的示范推廣（2216） ; 新疆生產建設兵團第六師科技局項目：綠色施肥技術在六師主要農作物上的試驗與示范推廣（2318）

作者簡介：張庭軍（1977-），男，甘肅武威人，副研究員，研究方向為作物育種與高產高效栽培，（E-mail）425241611@qq.com

通訊作者：陳芳（1973-），女，重慶涪陵人，副研究員，碩士，研究方向為病蟲害防治及作物育種與高產高效栽培，（E-mail）34684386@qq.com