尿素配施不同量的微生物菌剂对棉花生长发育及产量的影响

厍润祥, 李 雪, 郑继亮

(新疆心连心能源化工有限公司 新疆昌吉 832205)

自2015年以来,我国在化肥减量方面取得了重大突破[1],特别是2016年科技部、原农业部提出的“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”,为企业肥料生产指明了方向,在围绕绿色环保、根际促生、溶磷解钾、土壤改良和减肥增效等方面展开了一系列研究,各种新型缓/控释肥料、稳定性肥料、生物炭基肥料和微生物肥料的研发和生产以及相关田间试验也越来越多[2-3]。

随着技术的不断进步,新型增效尿素也随市场需求应运而生,最常见的有含多肽、氨基酸、腐殖酸、海藻酸、微量元素等尿素,针对此类添加无生命物质的尿素对作物影响的研究较多,对尿素配施微生物菌剂的研究则较少。有研究表明,施用微生物菌剂可在防治棉花病害、消减棉花连作障碍的同时,提高土壤速效养分的有效性及根系活性,促进果枝台数、蕾铃数及产量的增加[4-7];与常规施肥相比,施用微生物菌剂可以使小油菜生育期缩短,生育性状得到改善,增产明显[8];与单施传统尿素相比,尿素与复合微生物菌剂配施可使大蒜显著增产,并能提高氮肥利用率[9];尿素与微生物菌剂配施比单独施用尿素更有利于提高番茄产量、改善番茄品质[10]。由此可见,尿素复配微生物菌剂在作物生产过程中有重要的意义,但对棉花的研究未见报道。因此,本文围绕新疆重要经济作物棉花,研究尿素配施不同量的微生物菌剂对棉花生长发育及产量的影响,以期为普通尿素添加微生物菌剂对棉花生产提质增效提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验于2021年在新疆生产建设兵团第六师芳草湖总场二场七连(44°18′～44°53′ N,86°27′～86°57′ E)开展,该区地处昌吉回族自治州呼图壁县境内,天山北麓、准噶尔盆地南缘。试验地土壤为第一年开垦的灰漠土生地,0～30 cm耕层土壤理化性状：pH为8.3,w(有机质)为10.22 g/kg,w(全氮)为0.99 g/kg,w(有效磷)为17.36 mg/kg,w(速效钾)为192.33 mg/kg。

1.2 试验设计

试验设4个处理：CK,普通尿素;T1,尿素+微生物菌剂Ⅰ;T2,尿素+微生物菌剂Ⅱ;T3,尿素+微生物菌剂Ⅲ。各处理均采用同一微生物菌剂,仅用量不同,微生物菌剂用量用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示梯度增加。每个处理面积为345 m2(2.30 m×5膜×30 m),供试尿素w(N)为 46%,供试棉花品种为金丰源F105号。各处理施肥量均为尿素35 kg/亩(1亩=667 m2)、磷酸一铵15 kg/亩、氯化钾10 kg/亩,均由新疆心连心能源化工有限公司提供。试验采用1膜2管6行宽窄行配置,理论种植密度约24万株/hm2,肥料按照“少-多-少”分6次随水施入,其他管理措施均与大田生产相同。

1.3 测定项目及方法

(1)农艺性状：棉花7月5日打顶,7月15日重控后,于每个小区选取长势均匀的3个样点,测定连续10株的株高、功能叶叶绿素相对含量(SPAD值)、果枝数、蕾铃数;8月10日,采用相同方法测定蕾铃数。

(2)产量的测定：于收获期在每个小区调查长势均匀一致具有代表性的0.01亩收获株数和总成铃数,并计算单株成铃数;各小区选取具有代表性的15株棉花测定单铃质量,计算产量。

1.4 数据统计分析

采用 Microsoft Excel 2013 对试验数据进行处理及图表制作;采用 SPSS 19.0 软件进行统计分析,显著性差异分析采用新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同处理对功能叶SPAD值的影响

不同处理对功能叶SPAD值的影响见图1,图中不同小写字母表示处理间差异达显著水平(P<0.05),下同。

图1 不同处理功能叶SPAD值

从图1可以看出,T1、T2、T3处理的棉花功能叶SPAD值均高于CK处理的,其中T3处理的最高为52.48,较T2、T1、CK处理的分别高出0.08%、5.00%和6.60%,T3、T2处理与T1、CK处理具有显著性差异。可见,微生物菌剂可促进棉花对氮肥的吸收,促进作用随微生物菌剂添加量的增大而增强。

2.2 不同处理对株高、果枝数的影响

打顶重控后,棉花营养生长基本停止,测量株高并记录果枝数。从图2可看出：T1、T2、T3处理的株高、果枝数均高于CK处理的,但随微生物菌剂添加量的增加,株高和果枝数均呈先增后减的趋势,这可能与微生物是生命体需要消耗尿素供自身生长有关;T2处理的株高最高为75.22 cm,与T1、T3处理的无显著性差异,与CK处理的差异显著;果枝数表现为T2>T1>T3>CK,各处理无显著性差异。这表明添加微生物菌剂有利于棉花生长,添加量达到一定水平后的促进作用不明显。

图2 不同处理的株高、果枝数

2.3 不同处理对蕾铃数的影响

不同处理对蕾铃数的影响见图3。T1、T2、T3处理的棉花蕾铃数均高于CK处理的;蕾数均随微生物菌剂添加量的增加呈递增的趋势;铃数则随微生物菌剂添加量的增加呈先增后降的趋势,各处理间无显著性差异。

图3 不同处理7、8月份的蕾铃数

7月份,T3处理的单株蕾数为13.84个,与T1、CK处理的达到显著性差异水平,较CK处理的高出15.24%;8月份,T3处理的单株蕾数为5.90个,与T1、T2处理的无显著性差异,但较CK处理的多1.91个,高出47.87%,差异显著。7月份,T2处理的单株结铃数最多,达到1.4个,其次为T3处理的,CK处理的最少;8月份,单株结铃数依次为T1>T2>T3>CK。

2.4 不同处理对产量构成因素的影响

不同处理对棉花产量及其构成因素的影响见表1。

表1 不同处理的棉花产量及其构成因素

从表1可以看出：与CK处理相比,T1、T2、T3处理的棉花产量及其构成因素(密度除外)等指标均上升,且随微生物菌剂添加量的增加,各处理指标基本呈逐渐增加的趋势;T2处理的单株铃数较T3、T1处理的分别高出0.22%、2.92%,较CK处理的显著提高6.51%;T3处理的单铃质量最高为5.45 g,与T2、T1处理的无显著性差异,与CK处理的相比显著提高了8.57%;T3处理的棉花产量比T2、T1、CK处理的分别增产79.48、262.45、630.19 kg/hm2,较CK、T1处理的分别显著提高13.18%、5.10%。

3 结语

研究发现,微生物菌剂单施虽然有一定的效果,但其对作物生长所提供的养分有限,与化肥配施不仅能保证作物产量,并且有助于微生物繁殖,对土壤改良和番茄品质提升起到一定作用[10-12]。尿素与微生物菌剂合理配施,可显著提高生菜的形态指标、生理指标及产量和品质[13]。王凡等[4]的研究发现,与常规施肥棉田相比,滴施两种微生物菌剂后,棉花的果枝数和蕾铃数均有所增加。试验结果表明,在施用普通尿素的基础上配施微生物菌剂能明显提高棉花株高,同时棉花7、8月份的蕾数有所增加,但铃数无明显差异。前人研究得出,与常规施肥相比,生物有机肥和化肥配施可以明显促进冬小麦增产[14];与单施无机肥相比,滴施无机肥+微生物菌剂能使棉花增产9.3%[15];复合微生物菌剂与全量尿素配施比传统单施尿素可显著提高大蒜产量及植株氮素吸收量[9]。试验得出的结论与以上结果相同,尿素添加微生物菌剂后,棉花的功能叶SPAD值能明显增大,同时配施微生物菌剂处理的棉花单株铃数、单铃质量和产量均表现优异,随微生物菌剂添加量的增加,产量及其构成因素均呈增加趋势,尿素+微生物菌剂Ⅲ的产量及构成因素均最高,但微生物菌剂添加至一定量后,产量及其构成因素的增长幅度降低。关于尿素添加微生物菌剂的田间试验仍需长期跟踪,深入研究。