酵素菌剂与有机肥配施对水稻产量、品质和土壤养分的影响.pdf
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1、廖欣,王忍,张印,等酵素菌剂与有机肥配施对水稻产量、品质和土壤养分的影响 江苏农业科学,():酵素菌剂与有机肥配施对水稻产量、品质和土壤养分的影响廖欣,王忍,张印,陈灿,马微微,余政军,孟祥杰,罗雨聪,汤伟,黄璜,张小兵(湖南农业大学农学院,湖南长沙 ;湖南伊润生物科技股份有限公司,湖南长沙 )摘要:为研究不同酵素用量与有机肥配施对土壤养分、稻米品质的影响,年在湖南省长沙县明月村以农香 为试验材料,设置单施有机肥()、有机肥配施 酵素()、有机肥配施 酵素()个处理,对酵素与有机肥配施对水稻产量、土壤养分及稻米品质的影响进行研究。结果表明,与 相比,处理水稻产量显著提高 ,和 处理糙米率分别显
2、著提高 、,精米率分别显著提高 、。处理分蘖期和成熟期土壤全氮含量较 分别增加了 、,达到显著水平。孕穗期和齐穗期 处理土壤全钾含量较 分别显著提高了 、。分蘖期 处理的速效钾、速效磷和碱解氮含量分别比 处理增加了 、,差异显著。孕穗期和成熟期,处理有机质、速效磷、碱解氮含量均显著高于 处理,在成熟期增幅分别为 、。与 相比,在水稻成熟期 和 处理蔗糖酶活性分别显著提高 、,处理脲酶活性显著提高 ,处理过氧化氢酶活性显著提高 。本研究结果表明,水稻生产应用酵素有利于改善土壤理化性质,稳定甚至提高水稻产量,以有机肥配施 酵素()施用效果最佳。关键词:酵素;水稻;产量;稻米品质;土壤养分;谱特征值
3、中图分类号:文献标志码:文章编号:()收稿日期:基金项目:湖南省农业农村厅项目(编号:);国家重点研发计划(编号:)。作者简介:廖欣(),女,湖南娄底人,硕士研究生,主要从事生态种养研究。:。通信作者:黄璜,博士,教授,博士生导师,主要从事生态学研究,:;张小兵,主要从事微生物菌剂研究,:。随着经济发展和生活水平提高,人们对粮食的要求不再是量的突破,而是注重安全和品质 。耕地质量的好坏极大地影响了粮食的生产安全 。水稻作为我国主要的粮食作物之一,常年种植面积约 万 。根据 年我国发布的 全国土壤污染状况调查公报 数据显示,我国近 万 的农田受到有机物的污染 。长期施用农药肥料导致土壤板结、酸化
4、、重金属污染、微生物群落单一等土壤环境问题逐渐加剧 。国内学者认为使用有机肥代替部分化肥能够在稳产的同时提高土壤肥力 。市面上流通的有机肥多为畜禽类排泄物以及植物残渣发酵分解而成,在使用过程中配施酵素能达到更好的效果。酵素技术最早是由日本的微生物专家作为一项生态工程发明的,并于 世纪 年代开始广泛应用形成产业化 。酵素在植物、动物、微生物的三维立体循环农业体系转化中起到核心链接作用。通过酵素发酵的有机肥可作为一种高效复合生物肥料 ,不仅响应了国家化肥农药“双减”政策,还能提高作物产量,改善稻米品质,提高土壤肥力,缓解化肥农药过量使用导致的土壤板结、酸化、重金属污染等一系列土壤环境问题 。因此,
5、研究酵素对高产稳产、稻米品质及土壤理化性质具有非常重要的实际意义。目前,已有许多相关文献报道施用酵素对水稻稳产提质、改善土壤性质的作用,其研究结果也大致相同,在施用酵素后,水稻产量均有不同程度的提高 ,稻米品质得到改善 。李丽霞等研究发现,酵素菌可以产生各种酶,分解有机物质形成腐殖质,通过溶解土壤中磷钾等微量元素增加土壤中养分含量 。在以往研究中已经明确了酵素对水稻产量、稻米品质和土壤理化性质的影响,但施用多少酵素对水稻产量、稻米品质和土壤性质的改善效果更好尚不清晰,因此探究酵素的合理施用量对实现水稻的高产优质栽培有重要意义。本研究采用田间小区试验,研究不同酵素用量条件下水稻产量、稻米品质以及
6、土壤性状的影响,江苏农业科学 年第 卷第 期以期通过合理施用酵素为实现水稻的高产优质栽培提供依据。材料与方法 试验区概况与试验材料试验 地 位 于 湖 南 省 长 沙 县 路 口 镇 明 月 村(,),试验时间为 年 月。该区属于亚热带季风性湿润气候,全年平均气温在 ,年日照时间达 ,年降水量 。土壤类型为红黄泥水稻土,在基施有机肥和酵素前使用 点取样法,测定土壤背景值及其理化性状,其中 值为 ,有机质含量为 ,碱解氮含量为 ,速效磷含量为 ,速效钾含量为 ,全氮含量为 ,全磷含量为 ,全钾含量为 。供试水稻品种为农香 ;酵素为益生菌液体酵素,主要成分包括枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌等,由湖南伊
7、润生物科技股份有限公司生产;有机肥为基地自购商品发酵鸡肥。试验设计采用田间小区试验,试验设 个处理,分别为有机肥与 农用微生物酵素菌剂配施()、有机肥与 农用微生物酵素菌剂配施()、有机肥单施(),次重复,共 个小区,每个小区面积为 。本试验于 月 日浸种,月 日催芽,月 日播种,用种量为 。月 日设置保护行、试验地区划,各小区用田埂隔开,避免肥水串灌串排。月 日翻耕,按 个处理即 农用微生物酵素菌剂配施 有机肥混合发酵()、农用微生物酵素菌剂配施 有机肥混合发酵()、有机肥(),采用人工施肥的方式均匀施撒基肥。月 日,采用人工插秧密植将秧苗移栽至大田,移栽规格为 。在水稻孕穗期(月 日)追施
8、 次复合肥,用量为 。月 日收获水稻。试验采用培育壮苗、以水压草、合理密植等措施防治杂草病害,其他田间管理均按照当地实际生产措施进行。测定项目与方法 水稻产量测定于水稻收获前 ,每个小区选取 株有代表性的植株进行考种,调查穗粒数、结实率、千粒质量等指标。于水稻收获当天,每个处理随机割取 个 的样方,脱离后晒干称质量,测定谷物含水量,计算实际产量。稻米品质测定参照 优质稻谷 测定糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度;采用流动分析仪测定蛋白质含量;采用碘蓝比色法测定直链淀粉含量;淀粉快速黏度分析仪()特征谱采用 测定。土壤性质测定分别于水稻分蘖期、孕穗期、齐穗期、成熟期采用 点取样法采集 土
9、壤样品,风干磨样后过筛备用。其中土壤 值使用 计测定;土壤有机质含量采用重铬酸钾容量法 稀释热法测定;碱解氮含量采用碱解扩散法测定;速效磷含量采用 ()可见分光光度计法测定;速效钾含量采用乙酸铵浸提 火焰光度法测定;全氮、全磷含量采用浓硫酸消煮 流动分析仪法测定;全钾含量采用浓硫酸消煮 火焰光度法测定 。土壤脲酶活性采用苯酚 次氯酸钠比色法测定;蔗糖酶活性采用 ,二硝基水杨酸比色法测定;过氧化氢酶活性采用高猛酸钾滴定法测定 。数据处理采用 整理数据,用 软件进行不同处理间各测定指标的方差分析,用 法()进行多重比较,用 进行绘图。结果与分析 不同处理对水稻产量的影响由表 可知,有效穗数随酵素用
10、量的增加呈上升趋势;与 相比,酵素与有机肥配施对水稻有效穗数、穗粒数、结实率和千粒质量无显著影响。处理的水稻产量低于 处理,但差异不显著,处理的水稻产量较 处理显著增加 (),较 处理显著增加 ()。不同处理对稻米品质的影响由表 可知,酵素与有机肥配施对水稻糙米率和精米率均有所提高,与 相比,处理分别增加 、,处 理 分 别 增 加 、,均达到显著水平。在施用正常酵素用量与有机肥配施的条件下()整精米率最高,与对照相比提高了 ,但未达到显著水平。与 相比,施用酵素对稻米垩白粒率、垩白度、蛋白质含量和直链淀粉含量均没有显著影响。江苏农业科学 年第 卷第 期表 不同处理对水稻产量及其构成因素的影响
11、处理有效穗数(万穗 )穗粒数(粒 穗)结实率()千粒质量()实际产量()注:同列数据后不同小写字母表示处理间在 水平上差异显著()。表 至表 同。表 不同处理对稻米品质的影响处理加工品质外观品质营养品质糙米率()精米率()整精米率()垩白粒率()垩白度()蛋白质含量()直链淀粉含量()谱特征值可以反映稻米的蒸煮品质。由表 可知,不同处理 谱特征值表现为 处理的最高黏度和崩解值显著低于 和 处理,而消减值显著高于 及 处理。处理最高黏度、热浆黏度和崩解值均高于 处理,消减值低于 处理,但无显著差异。表 不同处理对稻米 谱特征值的影响处理最高黏度()热浆黏度()崩解值()最终黏度()消减值()峰值
12、时间()糊化温度()不同处理对土壤理化性质的影响由表 可知,与 相比,土壤 值和全磷含量在分蘖期均表现出 和 处理显著高于 ,处理分别提高了 和 ,处理分别提高了 、。不同处理土壤 值和全磷含量在其他各时期均无显著差异。分蘖期和成熟期土壤全氮含量均表现为 ,处理分蘖期和成熟期土壤全氮含量较 分别增加了 、,达到显著水平。孕穗期和齐穗期 处理土壤全钾含量最高,分别达到了 、,分别较 提高了 、,呈现出显著性差异,和 处理成熟期土壤全钾含量显著低于 ,分别降低了 、。土壤有机质含量在水稻孕穗期和成熟期均表现为 ,其中在孕穗期和成熟期 处理较 分别提高了 、。处理土壤有机质含量在水稻成熟期显著高于
13、。和 处理在水稻孕穗期土壤速效钾含量高于 处理,但未达到显著水平,其他 个时期土壤速效钾含量均高于 处理;在水稻分蘖期和齐穗期 处理土壤速效钾含量与 相比显著提高了 、;与 处理土壤速效钾含量在分蘖期达到显著差异。在水稻全生育期内,和 处理土壤速效磷和碱解氮含量均高于 处理。与 处理相比,处理土壤速效磷含量在水稻分蘖期、孕穗期和成熟期分别显著高出 、;处 理 显 著 高 出 、。分蘖期 处理土壤碱解氮含量与 处理和 相比分别高出 、,且差异显著;孕穗期和成熟期 和 处理碱解氮含量与 相比分别高出 、和 、,达到显著水平。不同处理对土壤酶活性的影响在土壤系统大多数复杂的生化过程中,土壤酶有着重要
14、作用。试验数据表明,和 处理与 相比分蘖期和齐穗期的土壤酶活性无显著差异。在江苏农业科学 年第 卷第 期表 不同处理对水稻主要生育时期土壤养分含量的影响生育时期处理 值全氮含量()全磷含量()全钾含量()有机质含量()速效钾含量()速效磷含量()碱解氮含量()分蘖期 孕穗期 齐穗期 成熟期 水稻成熟期,与 相比,和 处理的土壤蔗糖酶活性分别显著提高 、(图 );处理土壤脲酶活性显著高于 处理和 ,增幅分别为 、(图 );处理土壤过氧化氢酶活性相较于 、处理分别显著高出 、(图 )。不同生育期土壤理化性质和土壤酶活性与产量的相关性分析如表 所示,在各个处理中,分蘖期的土壤全氮、全磷、有机质含量与
15、产量呈极显著正相关,速效磷含量与产量呈显著正相关。孕穗期的全氮、有机质含量与产量呈显著正相关;蔗糖酶活性与产量呈显著负相关。齐穗期的土壤全钾含量与产量呈显著正相关,速效钾含量与产量呈极显著正相关。成熟期土壤肥力和土壤酶活性与产量没有显著相关性。讨论 有机肥配施酵素有利于稳定甚至提高水稻产量本研究结果表明,施用 倍用量酵素()处理的产量达到 ,比 处理显著增产 ,而正常用量酵素()处理与 差异不显著。前人的研究表明,施用酵素能促进水稻生长,减少无效分蘖,提高有效分蘖,从而达到增产效果 ,本研究的结果与之一致。酵素种类、用量、水稻品种及稻田土壤肥力的差异导致施用酵素对水稻产量效应不一致。杨永安等施
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