微生物菌劑對(duì)鹽堿地小麥生長(zhǎng)、氮素吸收利用和產(chǎn)量的影響

摘 要：針對(duì)江蘇省連云港市贛榆區(qū)存在的鹽堿地耕層土壤肥力低、作物生長(zhǎng)發(fā)育緩慢、對(duì)養(yǎng)分利用受阻等問(wèn)題，于2022年10月—2023年6月在贛榆區(qū)柘汪鎮(zhèn)小麥地開(kāi)展大田試驗(yàn)，共設(shè)3個(gè)處理，分析不同處理對(duì)鹽堿地小麥生長(zhǎng)、氮素吸收利用和產(chǎn)量的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，微生物菌劑能顯著促進(jìn)小麥地上部干物質(zhì)的積累、對(duì)氮素的吸收利用和產(chǎn)量的提高，且在當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥配施微生物菌劑處理下，吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥回收利用率和氮肥偏生產(chǎn)力均為最大值，分別為289.38 kg/hm2、23.58 kg/kg、34.15%和65.16 kg/kg，而小麥?zhǔn)斋@期穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量分別為402.49×104穗/hm2、32.27穗/粒、35.59 g和431.68 kg/hm2。由此可知，在贛榆區(qū)鹽堿地小麥種植過(guò)程中添加微生物菌劑，能有效促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量提高，可在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：小麥；鹽堿地；微生物菌劑；氮素吸收利用；產(chǎn)量

中國(guó)分類(lèi)號(hào)：S515 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2024）12-74-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.12.016

0 引言

小麥（Triticum aestivum L.）是禾本科小麥屬一年生或越年生草本植物，小麥的穎果可以食用，是目前最重要的糧食作物之一。我國(guó)農(nóng)業(yè)整體形勢(shì)雖然較好，糧食供給能力得到有效保障，但隨著人民消費(fèi)水平的不斷提高、耕地質(zhì)量退化下降、可開(kāi)墾并穩(wěn)定利用的后備耕地資源較少等問(wèn)題凸顯，導(dǎo)致我國(guó)糧食安全問(wèn)題仍處于緊平衡狀態(tài)。因此，通過(guò)合理的技術(shù)手段來(lái)提高作物產(chǎn)量依舊是當(dāng)下研究熱點(diǎn)［1-2］。

鹽堿地是耕層土壤中鹽類(lèi)含量超標(biāo)的土壤種類(lèi)，因鹽堿地土壤中的鹽分超標(biāo)、耕層土壤肥力低、耕層養(yǎng)分不能完全被作物吸收利用，導(dǎo)致作物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程和對(duì)養(yǎng)分的利用受阻，從而影響作物產(chǎn)量［3-4］。據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織和糧農(nóng)組織不完全統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，全世界鹽堿地的面積約為9.5438億hm2，而我國(guó)鹽堿地面積為9 913萬(wàn) hm2。因此，加快對(duì)鹽堿地資源的開(kāi)發(fā)利用，挖掘鹽堿地的潛力，對(duì)保障和國(guó)家糧食安全起到至關(guān)重要的作用［2，5］?；诖耍瑸槊鞔_微生物菌劑對(duì)鹽堿地小麥生長(zhǎng)、氮素吸收利用和產(chǎn)量的影響，筆者于2022年10月—2023年6月，在江蘇省連云港市贛榆區(qū)柘汪鎮(zhèn)小麥地開(kāi)展大田試驗(yàn)，共設(shè)3個(gè)處理，研究不同處理對(duì)鹽堿地小麥生長(zhǎng)、對(duì)氮素的吸收利用和產(chǎn)量的影響，以期為微生物菌劑在贛榆區(qū)的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，從而保障區(qū)域糧食安全。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

于江蘇省連云港市贛榆區(qū)柘汪鎮(zhèn)小麥地（東經(jīng) 119°23′43″，北緯35°07′21″）開(kāi)展試驗(yàn)。該地位于贛榆區(qū)東北部，海拔為8 m左右，屬北溫帶東亞季風(fēng)區(qū)大陸性氣候區(qū)，四季分明，干濕明顯。試驗(yàn)點(diǎn)位0～40 cm耕層土壤理化性狀見(jiàn)表1。

1.2 供試材料

供試小麥品種為煙農(nóng)1212，是山東省煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院以煙5072與石94-5300雜交選育而成的小麥品種；供試微生物菌劑為復(fù)合微生物菌劑，購(gòu)自山東獅克現(xiàn)代農(nóng)業(yè)投資有限公司，有效活菌數(shù)≥5.0億/g，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥20.0%，主要菌種為巨大芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌和綠色木霉菌；供試肥料為氮肥（尿素，含N量≥46%）、磷肥（磷酸二銨，含P2O5量≥46%），鉀肥（硫酸鉀，含K2O量≥52%），均購(gòu)自云南云天化股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)3個(gè)處理，分別為不施肥（處理1）、當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥（處理2）、當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥配施微生物菌劑（處理3），具體施肥信息見(jiàn)表2。每個(gè)處理均重復(fù)3次，共計(jì)9個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積均為6 m×3 m=18 m2，為減少作物生長(zhǎng)過(guò)程中的邊際效應(yīng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，各個(gè)處理小區(qū)之間設(shè)有3行保護(hù)行。

1.4 田間種植管理

采用等行距種植小麥，每667 m2播種量為15 kg，于2022年10月21日播種，2023年6月15日收獲，試驗(yàn)中所提到的當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥為尿素（326.09 kg/hm2）、磷酸二銨（489.13 kg/hm2）和硫酸鉀（173.08 kg/hm2），均采用一次性基肥的施肥方式。為排除其他因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的干擾，各處理除施肥量和微生物菌劑添加不同外，其他田間管理措施均相同。

1.5 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.5.1 小麥生長(zhǎng)季地上部干物質(zhì)量的測(cè)定

分別在小麥越冬期（2022年11月23日）、返青期（2023年3月19日）、孕穗期（2023年4月8日）和成熟期（2023年6月3日）進(jìn)行破壞性取樣，每個(gè)處理均隨機(jī)選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的小麥植株，取選定小麥植株的地上部，帶回實(shí)驗(yàn)室用烘箱烘干（在105 ℃下殺青30 min，接著在55 ℃下烘干至恒重），然后用電子天平進(jìn)行稱(chēng)重，并計(jì)算小麥單株地上部干物質(zhì)量。

1.5.2 氮素吸收利用指標(biāo)的測(cè)定

在小麥成熟收獲期，將小麥植株烘干粉碎過(guò)篩后，用凱氏定氮儀來(lái)測(cè)定小麥植株含氮量，并計(jì)算小麥吸氮量、氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥回收利用率和氮肥偏生產(chǎn)力，見(jiàn)式（1）到式（4）。

小麥吸氮量（kg/hm2）=地上部生物量×植株含氮量" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "（1）

氮肥農(nóng)學(xué)效率（kg/kg）=（施氮處理下產(chǎn)量-不施氮處理下產(chǎn)量）/施氮量" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （2）

氮肥回收利用率（%）=（施氮處理下吸氮量-不施氮處理下吸氮量）/施氮量" " " " " " " " " " " " " " " " " （3）

氮肥偏生產(chǎn)力（kg/kg）=產(chǎn)量/施氮量" " " " " " （4）

1.5.3 小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測(cè)定

在小麥?zhǔn)斋@期，每個(gè)處理均隨機(jī)選取3個(gè)1 m×1 m=1 m2的小樣方，統(tǒng)計(jì)樣方內(nèi)有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等。其中，用直接稱(chēng)量法測(cè)量千粒重，每個(gè)處理均重復(fù)3次，最后對(duì)產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定。

1.6 試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel 2017對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行前期整理，用IBM SPSS 23.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，并用LSD法來(lái)對(duì)處理間進(jìn)行多重比較（Plt;0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)鹽堿地小麥生長(zhǎng)季地上部干物質(zhì)量的影響

由表3可知，不同處理下，越冬期小麥地上部干物質(zhì)積累量無(wú)顯著性差異，而后差異性逐漸出現(xiàn)，整體表現(xiàn)為處理3gt;處理2gt;處理1，且生長(zhǎng)季小麥地上部干物質(zhì)積累量為0.62～7.37 g/株，即處理3能提高小麥生長(zhǎng)季地上部植株干物質(zhì)積累能力。

2.2 微生物菌劑對(duì)鹽堿地小麥氮素吸收利用的影響

由表4可知，不同處理下，小麥植株吸氮量的表現(xiàn)為處理3gt;處理2gt;處理1，且處理3下的小麥對(duì)氮素的吸收量（289.38 kg/hm2）較處理1和處理2分別增加102.00%和13.63%。處理3下的氮肥農(nóng)學(xué)效率、氮肥回收利用率和氮肥偏生產(chǎn)力分別為23.58 kg/kg、34.15%和65.16 kg/kg，較處理2分別增長(zhǎng)22.43%、6.52%和9.20%，這說(shuō)明施加微生物菌劑能顯著促進(jìn)小麥植株對(duì)養(yǎng)分的吸收與利用。

2.3 微生物菌劑對(duì)鹽堿地小麥產(chǎn)量的影響

由表5可知，不同處理下，小麥?zhǔn)斋@期穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均存在差異性顯著，且均在處理3下取得最大值，分別為402.49×104穗/hm2、32.27穗/粒、35.59 g和431.68 kg/hm2。

3 討論與結(jié)論

作物生長(zhǎng)季干物質(zhì)積累量可用來(lái)表征作物生長(zhǎng)狀況，且與作物產(chǎn)量呈正相關(guān)。因此，在作物生長(zhǎng)過(guò)程中可通過(guò)合理的技術(shù)手段來(lái)提高生長(zhǎng)季作物干物質(zhì)積累量，從而提高作物產(chǎn)量［6-8］。曹巍等［9］通過(guò)研究不同配施肥措施對(duì)濱海鹽堿地大豆生產(chǎn)的影響，發(fā)現(xiàn)配施微生物菌劑能顯著提高大豆生長(zhǎng)季干物質(zhì)量，這與本研究的結(jié)果相似。筆者通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上，配施微生物菌劑能提高小麥生長(zhǎng)季地上部干物質(zhì)積累量，且在不施肥、當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥和當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)施肥配施微生物菌劑的處理下，越冬期小麥地上部干物質(zhì)積累量無(wú)顯著差異，而后差異性逐漸顯現(xiàn)。這是因?yàn)樵蕉诘男←湆?duì)養(yǎng)分需求量較少，土壤中殘留的營(yíng)養(yǎng)元素能滿(mǎn)足小麥生長(zhǎng)需求，但隨著小麥生育進(jìn)程的推進(jìn)，小麥對(duì)養(yǎng)分的需求量逐漸增加，導(dǎo)致各處理間的差異性逐漸增大［8-9］。同時(shí)，配施微生物菌劑能顯著促進(jìn)小麥植株對(duì)養(yǎng)分的吸收利用和產(chǎn)量的形成。

綜上所述，在江蘇省連云港市贛榆區(qū)鹽堿地小麥種植生產(chǎn)中施用微生物菌劑，能有效促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量提升，可在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

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