菌根菌肥對水稻產量的影響

菌根菌肥對水稻產量的影響

水稻高產的重要途徑是增加化肥的消耗，導致能源和資源匱乏以及土壤板結環(huán)境影響等問題日益突出。過度使用化肥造成的生態(tài)危機使生物肥產品既生又危險。以根瘤菌為核心的生物肥料可提高水稻產量13%43%。i.perera、h.sa動物區(qū)系和h.gama-eldin等。在保證產量保持不變的前提下，每公頃耕地的氮和磷的使用比例為50%。日本科學家在田試條件下使用了細菌根菌，提高了水稻產量10%21%。根據(jù)本項目的研究，在栽培水稻時，采用細菌根菌的栽培方法后，水稻產量提高了45.3%。水稻產量的形成是來自源生產庫的接收和儲存過程。源庫關系是影響水稻產量的一個重要因素。以往的生物肥料研究主要集中在改善食品養(yǎng)分含量、分配和積累水稻物質的水平上。實驗中設計了單一根菌肥的藥物制備和化學肥料，考察了細菌根菌肥在水原生物庫中的作用，確定了最佳基質有機肥的制備方法，為高效生物肥的開發(fā)提供了理論支持。1水稻產量測定方法實驗地點:城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室的“農藥化肥源頭減量技術示范基地”(45°13.819′N,126°22.611′E).基地土壤養(yǎng)分:有機質26.32g·kg-1,水解氮125.25mg·kg-1,速效磷120.63mg·kg-1,速效鉀17.59mg·kg-1.小區(qū)設置:試驗區(qū)與農田防護林距離50m,外設寬6m的農田保護區(qū).小區(qū)面積36m2,內設1m寬的保護行.邊界用高80cm的土工膜做隔斷處理,其中50cm做地下水文阻斷,30cm為地上的水文阻斷,小區(qū)間隔1m做空間隔離.田間管理:高濃度水稻復合肥作為底肥(N-P2O3-K2O:16-17-12,總養(yǎng)分>45%),施肥量為360kg·hm-2.移栽時每個小區(qū)20垅,每垅40穴,每穴3棵基本苗.移栽后15d追肥,追肥方見表1.每處理3個重復.光合速率:用Li-6400便攜式光合作用測定儀進行測定.晴朗天氣集中在9:00～11:30和下午3:00～5:00兩個時段測定.測定葉片均為旗葉,且葉片顏色、伸展卷曲狀態(tài)、葉片寬窄一致,有代表性的完整葉片.每小區(qū)測定3個葉片,每個葉片重復3次.單穴稻草產量:水稻成熟后每個小區(qū)隨機齊根割取10穴水稻,分別手工脫粒后,地上部分在105℃高溫下殺青15min,在75℃烘干至恒質量,平均值為單穴稻草產量.單穴籽實產量:每個小區(qū)隨機抽取10穴水稻,分別進行手工脫粒.籽粒室內晾曬7d,平均值為單穴籽實產量.單穴根系產量:每個小區(qū)隨機抽取3穴水稻的根部,洗凈后獲得水稻根系干質量,平均值為單穴根系產量(每穴以水稻生長處為中心,取15cm×15cm×10cm規(guī)格的土柱獲得根系).單穴總生物量為單穴稻草產量單穴籽實產量與單穴根系產量之和.稻草比例/%=單穴稻草產量單穴總生物量×100,/%=單穴稻草產量單穴總生物量×100,籽實比例/%=單穴籽實產量單穴總生物量×100/%=單穴籽實產量單穴總生物量×100,根系比例/%=單穴根系產量單穴總生物量×100./%=單穴根系產量單穴總生物量×100.水稻實際產量:每小區(qū)隨機選取4個收割區(qū)(收割區(qū)范圍是4垅,每垅7穴),每個收割區(qū)的水稻收割脫粒及晾曬都單獨進行.依據(jù)水稻群體密度計算單位面積水稻實際產量.水稻理論產量(kg·hm-2)=穗數(shù)×每穗粒數(shù)×結實率×千粒質量,水稻庫容有效充實度/%=水稻實際產量水稻理論產量×100,/%=水稻實際產量水稻理論產量×100,結實率/%=每穗實粒數(shù)每穗總粒數(shù)×100./%=每穗實粒數(shù)每穗總粒數(shù)×100.穗數(shù)(穗·hm-2):每個小區(qū)隨機抽取10穴水稻計量平均有效分蘗數(shù),平均值換算為每公頃穗數(shù).每穗粒數(shù)(粒/穗):每個小區(qū)隨機抽取10個稻穗計量.千粒質量(kg):每小區(qū)選取100粒籽實稱得質量,重復5次的平均值即為千粒質量.2結果與分析2.1不同施肥方案對水稻產量的影響在水稻臘熟期后對其進行取穗考產,產量見圖1.由圖1可知,施肥方式對水稻實際產量和理論產量的影響差異有統(tǒng)計學意義.與對照相比,單施菌根菌肥提高了水稻的實際產量和理論產量,庫容有效充實度最高(86.36%).氮肥和菌根菌肥配施時,水稻實際產量和理論產量進一步提高,實際產量變異較大.與單施菌根菌肥相比,磷肥與菌根菌肥配施氮肥磷肥與菌根菌肥配施兩種追肥方式下實際產量較對照高.在此兩種條件下水稻的理論產量提高顯著,其中磷肥和菌根菌肥配施時理論產量達13084.29kg·hm-2,庫容有效充實度最低.2.2不同施肥方式對水稻光合速率的影響水稻光合作用及物質分配比例是影響水稻實際產量的重要因素,見圖2、3.由圖2可知,與對照相比,4種施肥方式都顯著提高了水稻光合速率.其中單施菌根菌肥和氮肥磷肥菌根菌肥的促進作用最顯著.在磷肥與菌根菌肥配施條件下,水稻的光合速率顯著提高.由圖3可知,與其他處理相比,菌根菌肥和氮肥配施條件下物質向根系分配的比例顯著降低,而流向籽實的比例顯著增大.2.3化肥和菌根菌肥配施對穗數(shù)、nd產量構成因子分析能直觀地展現(xiàn)產量分析的視野,從而分析水稻產量變異的可能途徑.施肥方式對水稻產量構成因子的影響見表2、3.由表2、3可知,單施菌根菌肥,每穗總粒數(shù)與對照相比提高18.74%,單位面積穗數(shù)和和千粒質量分別提高1.01%和2.55%,結實率下降.氮肥和菌根菌肥配施條件下,構成因子與對照相比都有不同程度的提高,其中每穗總粒數(shù)提高幅度最大,為22.33%.磷肥和菌根配施條件下,單位面積穗數(shù)和每穗總粒數(shù)分別提高15.43%和27.67%,同時結實率和千粒質量分別下降1.10%和1.53%.在氮肥磷肥菌根菌肥配施條件下,每穗總粒數(shù)和千粒質量變化顯著,前者降低13.75%,后者提高11.22%.結實率提高了5.7%.3討論3.1菌根菌肥對水稻生長的影響源強庫大節(jié)流是水稻高產的必要條件.光合速率是源活性的重要表征.稻草的生物量則是源大小的主要體現(xiàn).追加菌根菌肥能夠改善水稻光合作用,提高稻草產生量,實現(xiàn)強源.同時,菌根菌肥還通過穗大粒多性狀實現(xiàn)擴庫功能.結實率的降低完全由千粒質量的增加補償,即產量構成因子間的補償現(xiàn)象.追加菌根菌肥后稻草產生量降低,說明光合產物高效地流入了籽粒這一不可逆庫,而流向稻草這一可逆庫的量相對較少.源的流向正確,即節(jié)流的實現(xiàn),減少了無效庫的開支,提高了光合產物的利用效率,保證了較高的庫容有效充實度(86.36%).單獨追加菌根菌肥對水稻增產起到了強源擴庫節(jié)流作用.3.2各施用肥添加對水稻有效分析氮素是水稻產量提高主要限制元素之一.合理的氮素營養(yǎng)具有豐源、強源、擴庫、活庫功能,體現(xiàn)在提高水稻葉面積指數(shù)、提高水稻光合作用速率、增穗、穩(wěn)粒、提高蔗糖合成酶活性.在菌根菌肥的強源擴庫節(jié)流的基礎之上,氮肥的添加使產量提高9.36%.一是氮肥的施加實現(xiàn)了水稻有效分蘗和穗數(shù)的增加大穗的形成及較大籽粒的產生及較高結實率.二是氮肥的施加提高了光合作用速率,增大了源器官同化物的形成和輸出的能力,從而保證了庫形成和充實的物質基礎.另外,物質流向根系的比例減小,流向籽實的比例增大,從而減少了源的浪費,達到了“節(jié)流”目的.菌根菌肥與氮肥配施更大幅度地實現(xiàn)了強源擴庫節(jié)流,從而保證了水稻的高產.3.3農田黃使用對大鼠的影響磷素營養(yǎng)在水稻生長過程中能夠促進水稻根的伸長分蘗穎花與結實等.實驗地區(qū)土壤速效磷含量適中,可以基本滿足作物生長的需要.施加磷肥使得水稻爭取了最高的庫數(shù)量和庫容量.但水稻的光合作用速率卻沒有相應提高,出現(xiàn)源和庫不匹配的現(xiàn)象.不僅如此,稻草產量均高于其他追肥方式表明源的流向與庫的節(jié)奏不合拍,即光合產物流向了無效分蘗穗粒等,造成物質和能量的浪費.此條件下水稻前期建庫數(shù)量與后期實庫能力不符,源流向錯誤,導致用于構建無效庫的開支過大,水稻實際產量提高幅度有限.4化肥配施對水稻產量的影響1)菌根菌肥單施在水稻生產中起強源擴庫節(jié)流作用,水稻實際產量高達9535.23kg·hm-2,與空白對照相比增加29.27%.2)與氮肥