基施微生物肥对水稻产量及土壤养分的影响

张国江 袁晓明* 蔡明清 王金华 袁 伟 杨 鑫

（1光明食品集团上海崇明农场有限公司，上海 202179；2上海光明前进农场有限公司，上海 202179）

化学肥料虽然对提高水稻产量有重要作用，但长时间、不合理、大量施用化学肥料，不仅会使土壤结构变差，降低肥料利用效率，而且会引起环境污染[1]。微生物肥料是由一种或数种有益微生物、经工业化培养发酵而成的生物肥料，在农作物生产中具有特定的肥料效应，可作为化学肥料的有益补充[2]。目前，对微生物肥在农业生产上的应用已有诸多研究，获得的主要研究结论是微生物肥能部分替代化学肥料，能更好地发挥土壤潜在肥力，提高水稻产量和品质，且在一定程度上具有改善土壤理化性状、平衡土壤酸碱度、提高土壤有益生物菌等作用[1,3-6]。在此背景下，笔者拟对基施微生物肥在水稻生产上的应用效果进行试验研究，以期为减施化肥、提高水稻生产效益、改良土壤结构等提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验概括

试验于2020年在上海跃进现代农业有限公司所属17队、23队田块内进行，前茬作物为油菜。供试水稻品种为“武运粳31”，机穴直播，17队田块的播种期为5月21日，23队田块的播种期为5月19日。供试的复合微生物肥（NT，枯草芽孢杆菌+米曲霉≥0.2亿/g，NPK养分总含量为25%，有机质含量≥20%）由上海诺同农业科技有限公司提供。

1.2 试验设计

23队田块内设常规施肥(CK1)、复合微生物肥(NT1)2个处理，17队田块内设常规施肥（CK2）、复合微生物肥(NT2) 2个处理，共4个处理。其中，CK1和CK2的基肥每667 m2施缓释肥（N-P-K=26-12-12）30 kg，NT1处理和NT2处理的基肥每667 m2施复合微生物肥（N-P-K=12-5-8）50 kg，各处理具体肥料运筹见表1。各处理分蘖肥均施尿素（46.2%），拔节肥均施三元复合肥（N-P-K=15-15-15），穗肥均施尿素（46.2%）。NT1处理较CK1减少纯氮施用量16.2%，NT2处理较CK2减少纯氮施用量14.1%。

表1 各处理肥料运筹

1.3 测定项目与方法

每处理区选取2个点，每点调查面积1 m2，每周调查1次水稻茎蘖动态。水稻成熟期测定每穗总粒数、每穗实粒数、千粒重等，计算理论产量，采用机收的方法测定实际产量（含水分和杂质含量）。

在施肥前和水稻成熟后各进行1次土样采集，采用S形取样法取混合土样，风干、磨碎后过2 mm孔径筛待测。采用浓硫酸-重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含量，采用半微量开氏法测定土壤全氮含量，采用碳酸氢钠提取法测定土壤速效磷含量，采用醋酸铵浸提法测定土壤速效钾含量[1-2]。

2 结果与分析

2.1 茎蘖动态分析

由图1可知，各处理的茎蘖动态表现基本一致，其中，NT2处理的高峰苗数比其他3个处理低，收获期NT1处理和NT2处理的有效穗数均比对应的CK1和CK2低，但降幅并不明显，每667 m2分别降低0.1万、0.9万穗。NT1处理和NT2处理的成穗率均较对应的CK1和CK2明显增加，NT1处理的成穗率较CK1增加3.29%，NT2处理的成穗率较CK2增加11.47%。

图1 不同处理的水稻茎蘖动态分析

2.2 水稻产量构成及实际产量分析

由表2可见，NT1处理和NT2处理的每穗实粒数均较对应的CK1和CK2有一定程度的增加，分别增加5.9粒和3.0粒，这可能是由于NT1处理和NT2处理的高峰苗数均比对应的CK1和CK2低，成穗率高，无效的营养生长减少所致。NT1处理和NT2处理与对应的CK1和CK2的结实率无明显差异，但NT1处理的结实率比CK1高，NT2处理的结实率比CK2低。NT1处理和NT2处理与对应的CK1和CK2的千粒重差异也不明显。NT1处理和NT2处理的实际产量均高于对应的CK1和CK2，分别增产3.94%和6.90%。

表2 不同处理的产量构成及实际产量分析

2.3 水稻成本及效益分析

由表3可知，NT1处理和NT2处理的肥料成本均较对应的CK1和CK2有一定程度的增加（主要表现为基肥成本增加和追肥成本降低），分别每667 m2增加64.14元和65.98元；NT1处理和NT2处理的农药成本均较对应的CK1和CK2有所降低，平均每667 m2降低15.36元，其主要原因是NT1处理和NT2处理较对应的CK1和CK2减少了1次病虫害防治；NT1处理和NT2处理的肥料和农药总成本较对应的CK1和CK2分别每667 m2增加48.78元和50.62元；由于水稻实际产量增加，NT1处理和NT2处理的水稻收益较对应的CK1和CK2分别每667 m2增加66.42元和105.03元，最终水稻纯收益分别每667 m2增加17.64元和54.41元。

表3 不同处理的肥料、农药成本与效益分析(单位：元)

2.4 土壤养分含量分析

由表4可知，水稻收获后NT1处理和NT2处理的土壤全氮含量、有效磷含量、速效钾含量均较施肥前有一定程度的增加，其中土壤有效磷含量的增加较为明显，分析其原因可能是由于这两个处理施用了微生物肥料，土壤中的微生物活动增强，土壤中的固态磷得到分解释放，从而导致土壤有效磷含量升高。

表4 不同处理的土壤养分含量分析

3 结论与讨论

长时间过量施用氮肥，不仅容易造成土壤板结等环境问题，而且会导致水稻经济效益不高[7-9]。而微生物肥因含有大量微生物，可通过微生物活动来改善作物营养条件和生长环境，刺激作物生长发育，发挥土壤潜在肥力，从而提高农产品产量[10]。本试验结果表明，基施复合微生物肥虽对水稻生育期间茎蘖数的影响不明显，但能提高水稻成穗率、每穗实粒数或结实率等，从而提高水稻产量和经济效益。同时，基施微生物肥还能在一定程度上提高土壤全氮含量、有效磷含量、速效钾含量。因此，在水稻生产上可采用基施微生物肥的方式替代传统的基施化肥。