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生物菌肥对盐碱地水稻生长发育及产量的影响

2015-11-27 浏览次数:0
       盐碱土是地球上广泛分布的一种重要土地资源。盐碱地分布在全世界各大洲干旱地区,约有9.55亿hm2,我国盐碱地资源总额约为9913×104hm2,主要分布在华北,东北,西北内陆地区及长江以北沿海地带[1]。盐碱土是盐土和碱土以及各种盐化和碱化土的总称,盐土是指含有大量可溶性盐类,含盐量一般可达0.6%~1.0%甚至更高,能够导致大多数植物不能正常生长的土壤;碱土是指pH大于9.0,代换性钠离子占阳离子代换量超过了20%的土壤;盐土与碱土实际上是混合存在的,所以习惯上称为盐碱土,盐碱土盐分多,碱性强,会使土壤腐殖质遭到淋失,土壤结构受到破坏,表现为干时硬,湿时黏,透水、透气不良,严重的会造成作物中毒、萎蔫甚至烂根死亡,影响农作物的产量。松嫩平原盐碱地土壤盐分含量高、碱性强、理化性质恶劣、肥力低下、对植物危害大,是这类土壤在农业利用上的主要限制因素。
生物菌肥是将某些有益微生物经大量人工培养制成的生物肥料,又称菌剂、接种剂、微生物肥料。其原理是利用微生物的生命活动来增加土壤中的氮素或有效磷、钾的含量,或将土壤中一些作物不能直接利用的物质,转换成可被吸收利用的营养物质,或提高作物生产刺激物质,或抑制植物病原菌的活动,从而提高土壤肥力,改善作物的营养条件,提高作物产量[5]。
通过施用微生物肥,能够提高肥料的利用率,降低水稻生产的化肥用量,缓解化肥特别是氮肥过量施用带来的环境压力,且因其无毒无污染,对实现水稻生产可持续发展具有重要意义。张富民[6]等人实验表明生物肥包含固氮菌、解磷菌和解钾菌,是一种复合微生物肥料,施入土壤中能给作物提供全面氮、磷、钾,同时能分解土壤中矿物质给作物提供多种微量元素如钙、镁、硫、硼、锌、锰、钼等。林代炎[7]等人研究表明:生物肥处理的水稻吸氮量比灭菌生物肥处理的增加56.4mg/盆,比不施肥处理的增加424.0mg/盆,分别达到显著和极显著水平;生物菌肥中的微生物能够利用肥料的氮素养分进行繁殖,提高对肥料氮的吸附量,从而减少肥料氮的损失并提高肥料氮的回收率;含固氮微生物的生物肥料能提高水稻的氮素供应水平,减少水稻对肥料氮的需求。王守红[8]等人对应用生态肥的土样进行室内培养研究,试验检测碱解氮、速效磷、速效钾的释放结果可得知,应用生态肥可以可以是肥效长而稳,提高土壤的供肥强度。国内外的微生物肥料研究与应用都是从豆科植物上使用根瘤菌接种剂开始的,起初只有花生和大豆根瘤菌剂,1989年以来各类相关菌肥的文献上以固氮菌类、解钾菌类、解磷菌类和复合菌类为主,而菌跟菌类,抗生菌类和光合细菌类少,也有个别关于促进植物生长的根际细菌(PGPR)的报道[9]。近年来,生物菌肥已经广泛的应用到了各种作物栽培之中,对水稻、大豆、桃树、杨树等作物有明显促进作物生长、提高土壤肥力的作用[10-14]。但是应用到盐碱地作物种植中的研究很少[15-16],未见到生物菌肥应用在松嫩平原盐碱地水稻栽培中。本试验在水稻不同施肥时期增施生物菌肥,研究生物菌肥对松嫩平原盐碱地水稻生长发育的影响。
 
1材料与方法
1.1 试验材料
试验用水稻品种为长白9。生物菌肥选用的是湖南农大哥科技开发有限公司生产的“农大哥复合生物肥”,它是将自然界存在的有益菌种,繁殖成大量菌株,以草炭为载体而制成的特定生物制品,有效活菌数≥2亿/克。
1.2 试验设计
试验于2011年在吉林省大安市叉干镇进行,土壤类型为苏打盐渍土,土壤全氮含量997 mg·kg-1、土壤速效N含量64.4 mg·kg-1、土壤速效磷含量3.67 mg·kg-1、土壤速效钾含量110.2 mg·kg-1,土壤有机质含量2.04%,土壤pH值为8.9
试验设置5个处理(如表1):处理A底肥增施生物菌肥,处理B分蘖期追肥增施生物菌肥,处理C拔节孕穗期追肥增施生物菌肥,处理D全生育期增施生物菌肥,CK正常施肥。每个处理1000m2,三次重复,随机区组排列。418日播种,525日插秧,插秧密度为30cm×16.5cm,每穴插4株苗,田间管理按正常进行。
表1 施肥时期和施肥量(单位:kg/hm2)
处理
底肥
分蘖期追肥
拔节孕穗期追肥
5月14日
6月10日
6月30日
 
菌肥
菌肥
菌肥
CK
160
90
90
0
115
0
23
48
0
A
160
90
90
30
115
0
23
48
0
B
160
90
90
0
115
30
23
48
0
C
160
90
90
0
115
0
23
48
30
D
160
90
90
30
115
30
23
48
30
1.3 测定项目及方法
1.3.1 水稻茎蘖数的测定
    水稻缓苗后,选长势均匀的植株3点,每点1m2挂牌标记,于分蘖前期、分蘖中期、分蘖后期、抽穗期、灌浆期调查水稻茎蘖数和有效穗数。
1.3.2 水稻叶面积指数与生物量的测定
水稻缓苗后,选长势均匀的植株3点,每点1m2挂牌标记,于分蘖期、孕穗期、开花期、灌浆期、成熟期调查叶面积指数,并将植株分成茎、叶、叶鞘、穗,置于105℃烘箱中杀青30min,再于75℃烘干至恒重,分别称其干重。
1.3.3 水稻产量的测定  
收获时每小区取5点(采用点状取样法中的五点取样法),每点取1m2水稻带回实验室内考种测产。
1.4  数据处理和统计
所得数据用ExcelDPS分析统计。
 
2 结果与分析
2.1生物菌肥对水稻茎蘖数的影响
分蘖是水稻一个重要生育特性,也是水稻健壮的标志[17]。分蘖数的增加可以扩大水稻光合作用的叶面积,有利于稻株生物量的积累[18]。由图1可知,抽穗期时,水稻茎蘖数达到最高。分蘖前期,水稻刚开始分蘖,各处理差别不明显。分蘖中期,水稻分蘖旺盛,水稻茎蘖数由大到小依次为,A>D>B>C>CK,处理ADBCK间的差异达显著水平(p<0.05)。水稻分蘖后期,茎蘖数继续增多,处理A最大,比CK19.3%,差异达极显著水平(p<0.01),处理D其次,比CK17.3%,差异达显著水平(p<0.05)。抽穗期,处理A>D>B,比CK16.7%15.7%12.2%,与CK之间差异达极显著水平(p<0.05)。灌浆期,水稻有效穗数较抽穗期茎蘖数减少,因为无效分蘖部分死亡,处理A最大,比CK13.8%,差异达极显著水平(p<0.01),处理D其次,与CK间差异达显著水平(p<0.05)。由水稻茎蘖数分析可以看出,生物菌肥促进水稻分蘖,在分蘖期以及分蘖期之前增施生物菌肥的处理,茎蘖数均大于CK,差异显著。
生物菌肥对水稻叶面积指数的影响
叶面积(LAI)是光合作用的基础,适宜的叶面积指数对产量形成至关重要。由图2可知,从返青期到抽穗期,各处理LAI迅速上升,抽穗期达到最大值,之后缓慢下降。从各个处理LAI变化看,增施生物菌肥处理的叶面积指数均比对照大。返青期时,LAI差别不明显。分蘖期时,处理D 最大,比CK29.5%,叶面积指数由大到小依次为,D>A>B>C>CK。孕穗期,处理D最大,其次是处理A,分别比CK20.8%16.7%,与CK之间的差异达极显著水平(p<0.01)。当水稻抽穗期时,LAI达到最大,处理D最大,比CK23.5%,其次是A,比CK10.1%,处理DBACK间差异达到极显著水平(p<0.01)。灌浆期时,LAI较抽穗期时下降,增施生物菌肥处理的叶面积指数均比CK大,处理间差异显著,处理DBA CK差异达极显著水平(p<0.01),处理CCK间差异达显著水平(p<0.05)。


2.3生物菌肥对水稻氮素吸收总量的影响
氮素是植物最重要的结构物质,是蛋白质、酶、叶绿素、氨基酸等的组成元素。氮在植物体内以多种形态存在,分别承担着不同的生理功能,在光合作用、呼吸代谢及矿质元素的吸收等重要生理代谢和生长过程中发挥着重要作用[19-22],而这些生理代谢的最终表现形式是作物形态和产量。水稻成熟期含氮量测定,结果如图1。增施生物菌肥处理的水稻植株氮素吸收总量均比CK高,处理D的吸收总量最多,其次是处理A,分别比CK23.0%21.1%,处理DCK之间和处理ACK之间差异均达到极显著水平(p<0.05)。
2.4
生物菌肥对水稻产量及产量构成因素的影响
水稻产量及产量构成因素调查列于表3。可以看出,试验各处理每平方米穗数最低的是处理CK,为415.78/m2,最多的是处理A,比CK10.7%,差异达到显著水平(p<0.05),处理DBC分别比CK10.6%10.4%2.9%。每穗总粒数最少的CK,最多的为处理C,比CK5.4%,其次是处理D,比CK5.2%DCCK之间的差异达到显著水平(p<0.05)。结实率与千粒重差异不明显。
水稻产量主要由单位面积穗数、每穗粒数、结实率和千粒重4个因素组成,调查结果表明,增施生物菌肥处理的产量明显比对照高,全生育期增施生物菌肥的产量最高,比CK12.5%,其次是底肥增施生物菌肥的处理,比CK12.4%,两者差异不显著,处理DACK间差异达极显著水平(p<0.01)。
3 生物菌肥对水稻产量及产量构成因素的影响
处理
穗粒数  (粒/穗)
结实率  (%)
穗数   (穗/m2)
千粒重  (g)
产量(kg/hm2)
CK
90.52b
83.97
415.78b
25.02
7907.93cB
A
92.65ab
84.21
460.33a
24.69
8868.16abA
B
92.30ab
84.15
458.86a
24.58
8760.97abA
C
95.39a
84.27
427.67ab
24.11
8289.50bcAB
D
95.23a
84.28
459.72a
24.11
8894.14aA
       
3 讨论与结论
松嫩平原盐碱地大多属于苏打盐碱地,对水稻生长有抑制作用,水稻插秧至分蘖期的抑制作用主要表现是茎叶变褐色、生长迟缓、分蘖减少或无分蘖,严重的死苗毁田[23]。生物菌肥具有固氮、解磷、活化土壤、培肥地力、提高肥料利用率等功效,能显著促进水稻根系发育、增加分蘖、提高成穗率、进而提高产量[24]。
试验结果表明,生物菌肥能够促进水稻分蘖,在底肥、分蘖期追肥、全生育期追肥时增施生物菌肥处理的茎蘖数明显高于对照,而在拔节孕穗期追肥时增施生物菌肥的处理茎蘖数与对照差异不明显。生物菌肥能够提高叶面积指数,促进光合作用产物的增加,有利于干物质的积累。生物菌肥对水稻氮肥利用率有提高作用。从产量构成因素上分析,生物菌肥能够提高毎穗粒数,有效穗数,从而提高产量。全生育期增施生物菌肥的产量最高,其次是底肥时期增施生物菌肥,分别比对照高12.5%12.4%,与对照的产量差异极显著。由试验结果可知,在全生育期增施生物菌肥对盐碱地水稻生长发育促进作用最明显。
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