長期施用腐殖酸復合微生物肥對小麥生長及產量的影響

王彩虹 郝水源

摘要：2018—2020年連續3年設置常規化肥（S1）、未接菌復合肥（S2）、普通復合肥（S3）、腐殖酸復合微生物肥（S4）和不施肥（CK），研究長期施用腐殖酸復合微生物肥對小麥生長及產量的影響。結果表明，2018—2020年小麥葉片長度、葉片數目、基莖、分蘗數隨著年份的增加而增加;相同年份小麥葉片長度、葉片數目、基莖、分蘗數均表現為 S4>S3>S1>S2>CK，不同處理均顯著高于CK（ P <0.05），S2與S1處理差異不顯著（ P >0.05）。小麥葉面積指數和比葉質量呈一致的變化趨勢，隨著年份的增加而增加;相同年份小麥葉面積、葉面積指數、比葉質量均表現為S4>S3>S1>S2>CK，不同處理均顯著高于CK（ P <0.05），S2與S1處理差異不顯著（ P >0.05）;小麥葉隙分數、葉片透光率表現為S4<S3<S2<S1<CK。小麥氣孔導度、凈光合速率和胞間CO 2濃度呈一致的趨勢，隨著年份的增加而增加;相同年份小麥氣孔導度、凈光合速率和胞間CO 2濃度均表現為S4>S3>S1>S2>CK，不同處理均顯著高于CK（ P <0.05），S2與S1處理差異不顯著（ P >0.05）。小麥產量和結實率呈一致的變化趨勢，隨著年份的增加而增加;相同年份小麥產量和結實率大體表現為S4>S3>S1>S2>CK，不同處理均顯著高于CK（ P <0.05）。綜合分析表明，腐殖酸復合微生物肥對小麥產量和結實率的影響最大，具體表現為促進小麥產量的增加。

關鍵詞：腐殖酸復合微生物肥;小麥;產量;光合速率

中圖分類號：S512.106 ??文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2022）07-0100-06

收稿日期：2021-07-02

基金項目：巴彥淖爾市烏梁素海流域山水林田湖草生態保護修復試點工程支持計劃（編號：2019HYYSZX）。

作者簡介：王彩虹（1983—），女，內蒙古巴彥淖爾人，碩士，副教授，研究方向為腐殖酸肥料的研制及鹽堿地的改良、應用電化學。E-mail：caihong_wang1983@163.com。

我國作為人口大國，對糧食供應的需求量較大，但是由于地理位置和氣候的突出差異[1-2]，南方與北方的主要糧食作物存在較大差異，對于南方廣大地區而言，受制于當地的氣候特點及地理特性，大面積種植水稻尤為適宜當地的環境，而對于北方而言，廣大平原地區適宜種植小麥[3-5]。北方地區大面積分布的平原地貌有利于小麥種植，加之小麥豐產性、抗逆性尤為突出，從而形成了高品質的糧食作物，深受廣大農民的歡迎[6-9];放眼全球，由于小麥的抗逆性強，加之其高產特性，從而造就了其世界糧食作物之一的地位。小麥產量和土壤質量息息相關，為了保持土壤肥力，近年來大量施用化肥，但是長期來說不合理的施肥很容易破壞土壤理化結構，最容易出現的問題主要是土壤板結，這直接導致其持水性大幅下降，對于土壤肥力起著抑制作用，最終難以避免地出現作物產量下降。為了盡可能降低不合理施肥造成的土壤問題和環境問題，近年來有機肥逐漸進入農業領域，由于其不僅能夠為土壤提供較為廣泛且充足的養分，而且對于土壤的損傷程度明顯較低，對于作物產量起著較好的促進作用，這也是廣大學者不斷開展有機施肥研究的主要原因之一[6，10-11]。大量的實證研究表明，合理的有機肥施用，對于土壤氮、磷、鉀等元素起著突出的促進作用，從而改善土壤養分狀況，最終在促進作物產量提高的同時提升作物品質。

長期不合理地施肥對于土壤理化結構起著突出的破壞作用，尤其是土壤板結問題，不僅直接導致其持水性大幅下降[11]，降低了土壤肥力，最終導致作物減產，水體污染也較為嚴重。不少學者研究發現，腐殖酸成分不僅能夠對化肥效力發揮起著促進作用，也能夠有效改善土壤結構[5，12-14]，在作物生長過程中起著有利作用，在增強抗逆性方面效果突出。復合微生物肥料由于在氮、磷、鉀及有機質成分方面進行了合理搭配，同時含有多種微生物有益菌，利于土壤養分和活性的提升，這種新型肥料的開發立足于腐殖酸，成為綠色農業發展的關鍵，在節能增效方面效果突出?；诖?，本研究從2018年開始開展連續3年的觀測試驗，立足于腐殖酸微生物肥料這一研究視角，同時設置對照組，探究其對小麥作物產量的影響，以及對土壤理化特性的制約效應。

材料與方法

1.1 供試材料

本研究將小麥品種泰農18作為研究對象，該品種來自內蒙古農牧業科學院，千粒質量約為56 g，試驗開始于2018年，連續試驗3年，在內蒙古烏梁素海流域種植試驗田進行，試驗田長、寬均為100 m，開展試驗之前給予種子6個月休眠期，然后從中挑選優質種子進行消毒處理，種子要求大小及色澤基本接近，消毒液用5% H 2O 2，消毒后用蒸餾水將種子沖洗干凈。本試驗田均溫約為3 ℃，土壤類型為壤質黏土，年降水量不足400 mm，土壤pH值約為7.5，有機碳、全氮含量分別為5.3、0.75 g/kg。

1.2 試驗方法

本研究采取5種不同的處理方式，為了最大程度降低誤差，重復3次。試驗小區共15個，要求面積達到20 m2，將腐殖酸復合微生物肥（氮磷鉀總含量不低于25%，腐殖酸含量不低于5%，1 g 肥料有效活菌超過0.2億）作為肥料。

首先設置對照組，該處理不施肥;S1處理施化肥，施用底肥后追施尿素、過磷酸鈣，施用量分別為10～15、20～25 kg/667 m2;S2處理施用未接菌復合肥;S3處理施用普通復合肥;S4處理施用腐殖酸復合微生物肥。底肥為有機肥、過磷酸鈣，施用量分別為500、20 kg/667 m2。

試驗小區的長、寬分別為10 m、3 m，采取隨機排列，通過筑埂并覆蓋塑料膜的方式進行各行分割，耕作方式為單灌單排，對于各個處理而言，要求基肥比例達到60%，然后進行2次追肥。

1.3 小麥營養生長的測定

待小麥成熟后，在試驗田隨機抽取5個測試點，每個測試點選取100株小麥，查出500株小麥的總蘗數、總葉片數，再除以500株，得出平均每株小麥的分蘗數、葉片數;同時用游標卡尺測量每株小麥的基莖、葉片長度，記錄后求取平均值。

1.4 根系特征的測定

待小麥成熟后，分別開展根樣掃描分析，要求選取的植株根系具有代表性，本研究用PSON EXPRESSION 4990 型掃描儀得到原始數據后，用Win RHIZO 分析軟件獲取根系長度、表面積、直徑等根系長勢指標[15]。

1.5 光合特征的測定

在灌漿期，用卷尺測量小麥長度;用AM300便攜式葉面積儀測量葉面積;用飽和稱量法測定相對含水量;用丙酮法測定葉綠素含量;用光合測定儀進行光合作用的分析。小麥冠層方面主要進行冠層分析，在測量冠上及冠下輻射量的基礎上，分析葉面積指數（LAI）、葉隙分數（GFR），進而分析其透光率。小麥成熟后對1 m2內小區進行采穗，進而計算產量。

1.6 數據處理

采用Excel2007和SPSS 15.0數據統計和單因素方差分析， LSD 多重比較法檢驗各處理間差異顯著（置信水平設置為95%， P <0.05），所有統計數據均為3年的平均值。

2 結果與分析

2.1 腐殖酸復合微生物肥對小麥營養生長的影響

由表1可知，腐殖酸復合微生物肥對小麥營養生長具有顯著的影響，2018—2020年小麥葉片長度、葉片數目、基莖、分蘗數隨著年份的增加呈增加趨勢;相同年份小麥葉片長度、葉片數目、基莖、分蘗數均表現為S4>S3>S1>S2>CK，不同施肥處理均顯著高于對照（ P <0.05），S1與S2處理差異不顯著（ P >0.05）。不同施肥對小麥葉片長度、葉片數目、基莖、分蘗數的影響，以S4處理效果更好，說明腐殖酸復合微生物肥可以很好地促進小麥營養生長。

2.2 腐殖酸復合微生物肥對小麥葉綠素含量的影響

由表2可知，腐殖酸復合微生物肥對小麥葉綠素a、葉綠素b含量都具有顯著影響，其中2018—2020年小麥葉綠素a、葉綠素b含量呈一致的變化趨勢，隨著年份的增加而增加;相同年份小麥葉綠素a、葉綠素b含量均表現為S4>S3>S1>S2>CK，其中不同施肥處理均顯著高于對照（ P <0.05），S1、S2差異不顯著（ P >0.05）。

2.3 腐殖酸復合微生物肥對小麥冠層結構的影響

由表3可知，腐殖酸復合微生物肥對小麥冠層結構具有顯著的影響，其中2018—2020年小麥葉面積、葉面積指數、比葉質量呈一致的變化趨勢，隨著年份增加大體呈增加趨勢;相同年份小麥葉面積、葉面積指數、比葉質量均表現為S4>S3>S1>S2>CK，其中不同施肥處理均顯著高于對照（ P <0.05），S1、S2處理差異不顯著（ P >0.05）;小麥葉隙分數、葉片透光率，隨著年份的增加呈減小趨勢，相同年份小麥葉隙分數、葉片透光率均表現為S4<S3<S2<S1<CK，其中不同施肥處理均顯著低于對照（ P <0.05）。以上研究結果說明不同施肥對小麥葉面積、葉面積指數、比葉質量具有顯著的影響，腐殖酸復合微生物肥的效果更好，說明腐殖酸復合微生物肥可以很好地促進小麥葉面積、葉面積指數、比葉質量的增加，降低小麥葉隙分數、葉片透光率。

2.4 腐殖酸復合微生物肥對小麥光合特性的影響

由表4可知，腐殖酸復合微生物肥對小麥光合特征具有顯著的影響，其中2018—2020年小麥凈光合速率、 氣孔導度和胞間CO 2濃度呈一致的變化趨勢，隨著年份的增加大體呈增加趨勢;相同年份小麥凈光合速率、氣孔導度、胞間CO 2濃度均表現為S4>S3>S1>S2>CK，其中不同施肥處理均顯著高于對照（ P <0.05），S1、S2處理差異不顯著（ P >0.05）;小麥蒸騰速率隨著年份的增加而減小;相同年份小麥蒸騰速率表現為S4<S3<S2<S1<CK，其中不同施肥處理均顯著低于對照（ P <0.05），2018年S1與S2處理蒸騰速率差異不顯著，2019年與2020年差異顯著（ P >0.05）。

2.5 腐殖酸復合微生物肥對小麥根系特征的影響

由表5可知，腐殖酸復合微生物肥對小麥總根長、根系總面積、根系總體積、根系直徑具有顯著的影響，其中2018—2020年小麥總根長、根系總面積、根系總體積、根系直徑呈一致的變化趨勢，隨著年份的增加呈增加趨勢;相同年份小麥總根長、根系總面積、根系總體積、根系直徑均表現為S4>S3>S1>S2>CK，其中不同施肥處理均顯著高于對照（ P <0.05）， S1、 S2處理間差異不顯著（ P >0.05）。

研究表明，不同施肥對小麥總根長、根系總面積、根系總體積、根系直徑的影響，以S4處理效果更好，說明腐殖酸復合微生物肥可以很好地促進小麥根系的生長。

2.6 腐殖酸復合微生物肥對小麥產量和結實率的影響

由表6可知，腐殖酸復合微生物肥對小麥產量和結實率存在顯著影響，2018—2020年小麥產量和結實率呈一致的變化趨勢，隨著年份的增加呈增加趨勢;相同年份小麥產量和結實率大體表現為S4>S3>S1>S2>CK，其中不同施肥處理均顯著高于對照（ P <0.05），S1、S2處理差異不顯著（ P >0.05）。以上研究結果說明不同施肥對小麥產量和結實率的影響，以S4處理（腐殖酸復合微生物肥）效果更好，說明腐殖酸復合微生物肥可以很好地促進小麥產量的增加。

3 討論與結論

對于小麥而言，為了保持土壤肥力，近年來大量施用化肥，但是長期來說不合理地施肥很容易破壞土壤理化結構，最容易出現的問題主要是土壤板結，這直接導致其持水性大幅下降。土壤養分在物質循環過程中所發揮的角色尤為重要，對于微生物活動也起著關鍵作用，最終制約著腐殖質等有機質分解，從而影響土壤的活性狀況;此外，種植密度也對小麥產量施加了突出的制約效應。通過連續3年的觀測對比分析得知，在年份不斷增加的情況下，無論是葉片數量及長度，還是基莖、分蘗數，均呈現較為突出的上升態勢;對于同一年份而言，不同的處理下，小麥的長勢狀況呈現較大差異，對于葉片數量及長度來講，最高的是S4處理，其次是S3、S1處理，對照組最低，雖然S1、S2處理之間差異并不明顯，但是與對照組之間的差異尤為突出，且通過了0.05的顯著性檢驗;對于基莖、分蘗數來說亦是如此。主要原因在于土壤酸化的影響之下，養分的礦化速率得以有效提升，對于養分的形成和積累起著促進作用，同時微生物新陳代謝的加快也促進了有機質分解，最終促進了土壤養分積累[15]。

從葉面積及其指數來說，雖然有所差異，但是在年份不斷增加的情況下，均呈現較為突出的上升態勢;對于比葉質量來說亦是如此;對于同一年份而言，不同的處理下，無論是葉面積及其指數，還是比葉質量，最高的是S4處理，其次是S3、S1處理，而對照組最低，雖然S1、S2處理之間差異并不明顯，未通過顯著性檢驗，但是與對照組之間的差異尤為突出，且通過了0.05的顯著性檢驗。對于葉隙分數、葉片透光率來講，其變化趨勢恰好與之截然相反。葉綠素在能量交換過程中尤為關鍵，利于能量的吸收利用;綜合來看，在腐殖酸復合微生物肥的作用下，小麥的長勢得到了有效提升。通過連續3年觀測分析，無論是結實率，還是小麥產量，雖然有所差異，但是在年份不斷增加的情況下，均呈現較為突出的上升態勢;對于同一年份而言，不同的處理下，無論是小麥結實率，還是其產量，最高的是S4處理，其次是S3、S1處理，而對照組最低，雖然S1、S2處理之間差異并不明顯，未通過顯著性檢驗，但是與對照組之間的差異尤為突出，且通過了0.05的顯著性檢驗;這說明受不同施肥方式的制約，小麥產量呈現了突出的不同，S4處理有效提升了作物產量，驗證了腐殖酸的突出效果。通過分析得知，腐殖酸為微生物生長及新陳代謝提供了更為有利的生長環境，利于其有效開展有機質降解，最終促進土壤氮、磷等養分物質集聚[1，8，16]，有效提升土壤質量。

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