海藻微生物肥料施肥量对小麦幼苗生长的影响

海藻微生物肥料施肥量对小麦幼苗生长的影响

丰富的养分、药物和生理活性物质被广泛用于食品、饲料、医药、农业生产和能源等领域。农业实践中利用海藻作为肥料在罗马是非常普遍的,英国、法国、西班牙、日本和中国也有实践。在爱尔兰和南非也有关于海藻作为肥料的文化记载。海藻活性物质中的海藻低聚糖、甘露醇、甜菜碱、酚类、氨基酸、矿物质、维生素等,能促进作物蛋白质和糖的合成,增强作物光合作用和根系的生长发育,增强作物的新陈代谢、抗菌、抗病毒、抗寒、抗旱、抗涝能力,可大大提高作物的免疫力。近年来由于人们过度追求粮食作物的产量,不计后果地盲目、过量施用化肥,造成土壤结板,使作物根部土壤缺水、不能保墒,还影响了植物根部的生态环境。微生物广泛存在于自然界中,蕴藏着巨大的潜在资源性,许多学者将微生物应用于农业,开发出微生物肥料。微生物肥料有增进土壤肥力、制造养分和协助植物吸收养分及增强植物抗病和抗旱能力等作用。陆忠等做了利用固氮菌为肥料的试验,表现出较高的增长率和作物产量。李海云等报道了“德玺”牌生物菌肥具有增加黄瓜叶片叶绿素含量和提高产量的作用。梁运江等所作的田间试验初步研究结果表明,施用生物菌肥能够增强水稻的根系活力,促进根系对养分的吸收。微生物肥料逐步成为我国生态示范区、绿色和有机农产品基地等肥料的主力军,正在农业生产中发挥着越来越明显的经济效益、社会效益和生态效益。笔者在实验室条件下初步探讨了海藻微生物肥料对小麦的促生长作用,旨在为海藻微生物肥料在农业生产中的应用提供科学依据。1材料和方法1.1试验用微生物肥料供试土壤采自青岛市中国海洋大学小花园,为中等贫瘠土壤;该试验所用海藻微生物肥料由中国海洋大学食品科学与工程学院微生物实验室提供,有效活菌数7.38×108个/g;供试小麦品种为铁麦1号。1.2测试方法1.2.1准备土壤1.2.3不同指标的测量2结果与分析2.1不同施肥处理对小麦幼苗重、根长的影响植株高度是衡量作物长势的重要指标。不同处理对小麦幼苗株高的影响见图1。该海藻微生物肥料对小麦幼苗株高生长的促进作用如图1与表1所示。对试验数据进行方差分析,各处理间F=4.32>F0.01=3.32,差异达非常显著水平。各施肥处理组与无肥对照组比较差异也均达非常显著水平。无肥对照组苗长的观察值为12.3cm。当施肥量为15kg/hm2时苗长为15.6cm,与对照组相比增量达26.8%。不同处理对小麦幼苗干重的影响如表1所示。对试验数据进行方差分析,各处理间F=12.30>F0.01=3.32。说明各处理间苗干重的差异达极显著水平。无肥对照组苗干重的观察值为0.0126g。当施肥量为15kg/hm2时苗干重为0.0162g,与无肥对照相比增量最大为28.6%,差异达极显著水平。当施肥量为135kg/hm2时与无肥对照组相比增量为12.7%,差异达到显著水平。处理(2)与处理(4)与对照相比差异均不显著。不同处理对小麦幼苗根长的影响如表1所示。对试验数据进行方差分析,各处理间F=12.30>F0.01=3.32,差异达极显著水平。各施肥处理与无肥对照比较差异也均达极显著水平。无肥对照组苗干重的观察值为7.3cm。当施肥量为15kg/hm2时根长为11.9cm,与无肥对照组相比增量达63.0%。当施肥量为135kg/hm2时与无肥对照组相比增量为45.2%。2.2叶绿素含量的变化不同处理对小麦幼苗叶绿素含量的影响如表2所示。4种不同施肥量的处理对小麦幼苗叶绿素含量均有不同程度的提高。无肥对照组总叶绿素的观察值为0.179mg。当施肥量为15kg/hm2时总叶绿素含量为0.220mg,与无肥对照组相比增量达22.9%。3海藻微生物肥料对小麦幼苗生长和叶绿素含量的影响作为天然有机肥料中的一员,海藻微生物肥在肥沃土壤、替代昂贵的化肥和实现更高的产量方面将起到十分重要的作用。海藻微生物肥料对幼苗生长的这种促进作用在苗干重中也明显看到。已有研究证明,海藻肥除了可为作物提供营养、促进生长发育,还可提高作物的抗逆性。这对发展绿色无公害农产品的生产具有非常重要的意义,在实际生产中有较大的应用潜力。在该研究中,当施肥量为15kg/hm2时,无论是苗长、苗干重还是根长都表现出较好的生长效果,海藻微生物肥的促植物生长作用是由于海藻中本身含有一定的促进生长因子,如植物生长激素等,微生物代谢也进一步促进了海藻中有效因子的产生和释放;此外,肥料选用的有益微生物在代谢过程中也产生了一定量的促生长激素,从而对植物的出苗和根系生长产生了综合促进作用。Sattelmache等认为根系形态是影响养分吸收效率的重要因子。由此表明,该海藻微生物肥料可以有效地促进小麦根系的生长发育,从而促进养分和水分的吸收与运输,达到增产的效果。早期的研究人员做过相似的观察。峥嵘报道了5406放线菌肥可加速小麦幼苗生长、提高小麦的根系活力。Blunden等报道了经海藻提取物处理的马铃薯植株,其侧根生长明显增加。但值得注意的是随着施肥量的增多,植物的生长速度反而降低,表明在使用该海藻微生物肥料时施肥量不宜过多。叶绿素是植物主要的光合色素,其含量可以很好地反映植物生理状况。作物幼苗生长过程中,生长发育的物质和能量来源于光合作用和根系对矿物质和有机物、水分的吸收,植物叶片中叶绿素含量直接影响植物的营养状况及产量水平。当施肥量为15kg/hm2时,海藻微生物肥可显著增加作物的叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量。这一结果与早期的一些发现相吻合。Whapham等发现,结节性的褐藻液体肥的应用提高了黄瓜和番茄的叶绿素。在贮藏微生物肥料时应避免阳光直射,以免紫外线杀死肥料中的微生物。施用微生物肥料应注意肥料的生产日期,最好当年施用,否则肥效会明显降低;当土壤生态环境(水分、温度、氧气、pH值、氧化还原电位)适合微生物肥料中的有益微生物活动时,可提高微生物肥料的肥效。经20目土壤筛筛选的土壤装入长295mm、宽230mm、高18mm的长方形耐高温塑料盆中,每个培养盆装细沙800g。在100℃烘箱中灭菌30min。冷却后在表面积为4.5cm×4.5cm的方格中装满等量的38g土壤。1.2.2海藻微生物肥料的施用与管理取饱满均匀的小麦种子200粒放入去离子水中浸泡24h后用0.1%HgCl2溶液消毒9min,再用无菌水反复冲洗4~5遍。将消毒后的小麦种子播种于已消毒的土壤培养盒格中,每格播种10粒,全部出苗。试验设5个处理,每格为1重复,每个处理重复4次:(1)以不施菌肥作空白对照(CK);(2)按照5kg/hm2的量每格添加0.001g海藻微生物肥料;(3)按照15kg/hm2的量每格添加0.003g海藻微生物肥料;(4)按照45kg/hm2的量每格添加0.009g海藻微生物肥料;(5)按照135kg/hm2的量每格添加0.027g海藻微生物肥料。肥料作为基肥施用,各处理之间除施用肥料质量不同外,其他栽培管理措施相同。放到光照