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摘要：在不同土壤类型条件下，研究生物菌肥等量替代15%氮磷钾复合肥对冬小麦和夏玉米产量及土壤肥力的影响。结果表明，与对照（100%复合肥）相比，生物菌肥等量替代复合肥一定程度上增加了小麦的单位面积穗数、穂粒数、千粒重和产量（胶州潮土增产4.72%，莱西砂姜黑土增产1.92%），增加了玉米穂粒数、千粒重和产量（胶州增产9.69%，莱西增产25.83%），处理间差异均未达到显著水平;生物菌肥等量替代复合肥不同程度上增加了土壤速效养分含量，其中莱西小麦收获期0～30 cm土壤碱解氮含量比对照增加12.49%，有效磷含量增加12.93%，玉米收获期土壤有效磷含量比对照增加23.31%;胶州小麦收获期速效钾含量比对照增加26.38%，玉米收获期速效钾含量比对照增加23.93%。因此，小麦、玉米生产可以采用适宜生物菌肥等量替代氮磷钾复合肥，这利于实现作物抗逆丰产、减肥增效。
关键词：小麦;玉米;氮磷钾复合肥;生物菌肥;等量替代;产量
中图分类号：S512.1+10.6+S513.06文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）04-0085-04
Abstract We researched the effects of biological bacterial fertilizer replacing 15% compound fertilizer on yields and soil fertility of winter wheat and summer maize under different soil conditions. The results showed that compared with the control（compound fertilizer）， the treatment with biological bacterial fertilizer instead of compound fertilizer increased the ear number per unit area， grains per spike， 1 000-grain weight and yield （the growth rates were 4.72% in Jiaozhou tidal soil and 1.92% in Laixi Shajiang black soil）of wheat， and the grains per spike， 1 000-grain weight and yield （the growth rates were 9.69% in Jiaozhou tidal soil and 25.83% in Laixi Shajiang black soil）of maize， and the differences between treatments were not significant. The treatment with biological bacterial fertilizer also increased the soil available nutrient content at different degress. Compared with CK， in Laixi experimental station， the contents of alkali-hydrolyzed nitrogen and available phosphorus in the 0～30-cm soil layer increased by 12.49% and 12.93% at wheat maturity stage respectively， and the content of available phosphorus at maize maturity stage increased by 23.31%. The soil available potassium content at wheat maturity stage in Jiaozhou was 26.38% higher than that of the control， and the soil available potassium content at maize maturity stage increased by 23.93%. Therefore， biological bacterial fertilizer instead of compound fertilizer at equivelent proportion could be recommended in wheat and maize production，which was beneficial to realize good resistance，high yield，less fertilizer and high efficiency of crops.
Keywords Wheat;Maize;Nitrogen-phosphorus-potassium compound fertilize; Biological bacterial fertilizer;Equivalent substitution;Yield
小麥、玉米是我国的主要粮食作物之一，在解决世界粮食问题中发挥着重要作用[1-3]，但长期以来生产上过度依赖于化肥、施肥缺乏一定合理性，导致我国部分地区土壤肥力下降、土壤板结、产量不稳;同时过量施肥也造成大面积的非点源污染，不利于我国粮食生产的可持续发展[4]。
生物菌肥在土壤肥力的提高与保持、营养元素的转化、肥料利用率的提高、促进作物生长、拮抗土传病害、环境净化与生态系统的平衡等方面起着重要作用[5]。它可以通过微生物的特定作用为作物提供养分，提高作物产量、提高土壤有机质含量[6]。前人研究广泛集中于生物菌肥在蔬菜上的应用或菌肥拌种[7-9]的影响，而对生物菌肥等量替代氮磷钾复合肥在小麦、玉米大田作物农田生产上应用的研究较少。“菌肽保”农用微生物菌剂采用国际先进生物技术，添加解磷黑曲霉与功能芽孢杆菌等专利菌种，可以解磷、溶钾、促进氮的吸收，中高产田可等量替代10%～15%化肥用量，同时复合微生物菌群及其产生的活性肽能有效促进作物生长、改良土壤。本研究旨在探索不同土壤类型下生物菌肥等量替代15%化肥用量对小麦和玉米生长、产量及土壤肥力的影响，为“菌肽保”等生物菌肥在小麦玉米上的应用提供依据。 1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2017年10月至2018年10月分别在山东省胶州市洋河镇和莱西市李权庄镇进行。前者土壤类型为潮土，0～35 cm土层速效磷含量26.18 mg/kg、速效钾144.26 mg/kg、全氮0.94 g/kg、碱解氮89.05 mg/kg、有机质13.52 g/kg，pH值5.6。后者土壤类型为砂姜黑土，0～35 cm土层速效磷含量32.26 mg/kg、速效钾149.22 mg/kg、全氮0.89 g/kg、碱解氮81.06 mg/kg、有机质11.64 g/kg，pH值7.1。
1.2 供试材料
胶州市洋河镇点供试小麦品种济麦22、玉米品种伟科702;莱西市李权庄镇点供试小麦品种良星99、玉米品种郑单958。小麦季供试氮磷钾复合肥为N-P-K=15-15-15;玉米季供试氮磷钾复合肥为N-P-K=20-10-10，两种复合肥均为施可丰化工股份有限公司生产。农用微生物菌剂“菌肽保”（有效活菌数≥2亿/g，含解磷黑曲霉与枯草芽孢杆菌）由青岛和协生物科技有限公司研制，青岛龙力生物技术有限公司生产。
1.3 试验设计
本试验在小麦季共有2个处理，即对照为每公顷施入氮磷钾（15-15-15）复合肥750 kg;处理为减量15%复合肥以微生物肥等量替代，即每公顷施入氮磷钾复合肥637.5 kg与112.5 kg生物菌肥，两种肥料掺混均匀作基肥施用。玉米季对照为每公顷施入氮磷钾（20-10-10）复合肥450 kg;处理为每公顷施入氮磷钾（20-10-10）复合肥382.5 kg与67.5 kg生物菌肥，两种肥料掺混均匀作基肥施用。小喇叭口期两处理每公顷均追施尿素225 kg。小区面积为8.4 m×20 m。随機区组排列，重复3次。小麦播种时间为2017年10月15日，每公顷播种量为150 kg，2018年6月12日收获;玉米2018年6月18日播种，行距70 cm，每公顷种植密度6.75万株，10月12日收获。其它田间管理措施同大田。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 农艺性状测定 玉米灌浆中期每重复随机选取10株调查株高、穗位高、穗长、基部第3节间茎粗等指标。
1.4.2 产量及其构成因素测定 小麦成熟后，每重复取1 m双行穗，带回室内考种;玉米成熟后，每小区选取长势均匀一致的连续20株，每重复3行，取回晒干用于考种，测定产量及其构成因素指标。
1.4.3 土壤养分测定 收获后每小区取0～30 cm土层土壤测定其养分情况，碱解氮用碱解扩散法测定，速效磷用碳酸氢钠法测定，速效钾用醋酸铵-火焰光度计法测定，有机质用重铬酸钾容量法测定，pH值用电位法测定。
1.5 数据分析
采用 Microsoft Excel 2010和 SAS 9.4 软件进行数据处理及分析。
2 结果与分析
2.1 等量施用生物菌肥对小麦玉米产量的影响
小麦季，胶州及莱西两试验点，与对照相比，生物菌肥等量替代复合肥处理下产量均有所增加，其中胶州增产4.72%，莱西增产1.92%，但差异均未达到显著水平。虽然对照和处理间产量构成因素差异不显著，但生物菌肥处理千粒重、公顷穗数和穂粒数均表现为增加（表1）。
2.2 等量施用生物菌肥对玉米农艺性状的影响
胶州及莱西两试验点，与对照相比，等量施用生物菌肥可以提高玉米株高，但差异不显著;处理和对照间穗位高及茎粗等指标差别不明显，即以生物菌肥等量替代复合肥后，玉米抗倒伏能力不变（表3）。
2.3 等量施用生物菌肥对土壤养分的影响
无论是小麦季还是玉米季，与对照相比，两试验点生物菌肥等量替代处理下土壤养分含量均有不同程度的增加（图1）。其中，莱西小麦收获期土壤碱解氮含量增加显著，高于对照12.49%，土壤有效磷比对照增加12.93%;玉米收获期有效磷比对照增加23.31%，差异达到显著水平。胶州小麦收获期土壤速效钾含量比对照增加26.38%，玉米收获期土壤速效钾含量比对照增加23.93%。生物菌肥等量替代复合肥处理下土壤有机质含量也有不同程度的增加，但差异不显著。生物菌肥等量替代氮磷钾复合肥对土壤pH值无显著影响。
3 讨论与结论
生物菌肥中含有多种解磷菌和解钾菌及其他土壤有益微生物。本研究表明，用含解磷黑曲霉与枯草芽孢杆菌生物菌肥按一定比例等量替代氮磷钾复合肥对提高土壤有效养分含量及促进作物生长均有较好作用。
3.1 朱云娜等[1]研究发现，生物菌肥可以明显提高玉米株高，显著增加穗长和穗粗，对玉米植株生长具有促进作用。本研究中用生物菌肥等量替代复合肥可以一定程度上增加小麦的有效穗数、千粒重，以及玉米的穂粒数、千粒重，从而增加小麦和玉米产量，与前人的研究结果基本一致[10-12]。另外发现玉米抗倒伏相关指标如穗位高以及茎基部粗指标受生物菌肥等量替代复合肥处理影响不显著即玉米抗倒伏能力不受影响。
3.2 本研究表明，用生物菌肥等量替代氮磷钾复合肥可以在一定程度上增加碱解氮、速效磷、速效钾等土壤养分含量，使土壤肥力库容增加。其原因可能是，生物菌肥中黑曲霉和枯草芽孢杆菌等能将土壤中被固定的不易被植物吸收的磷、钾转化为可溶性磷、钾[13，14]，还可以将空气中的游离氨固定转化，为作物提供氮素营养[15]。
因此，在适当减少氮磷钾复合肥施用并以生物菌肥等量替代情况下，能够保障小麦、玉米产量水平，并能实现减肥增效和土壤肥力的可持续提升。
参 考 文 献：
[1] 朱云娜， 刘建国. 生物菌肥在玉米栽培上的效果[J]. 安徽农业科学， 2013， 41（28）： 11354-11356. [2] 何中虎， 庄巧生， 程顺和， 等. 中国小麦产业发展与科技进步[J]. 农学学报， 2018， 8（1）： 99-106.
[3] 韩一军， 姜楠， 李雪. 中国小麦增产潜力、方向与政策建议[J]. 农学学报， 2014， 4（4）： 99-103.
[4] 黄文军， 刘泉， 陈朝镇， 等. 农业非点源氮磷污染的研究进展[J]. 绵阳师范学院学报， 2017， 36（8）： 99-105.
[5] 张永辉， 鲁绍明， 赵琼玲， 等. 生物菌肥在可持续农业中的应用[J]. 中国园艺文摘， 2014， 30（8）： 18-21.
[6] 焦永刚， 郭敬华， 董灵迪，等. 生物菌肥对土壤生态环境改良效果[J]. 北方园艺， 2017（13） ：135-139.
[7] 杨偲. 生物菌肥对玉米农艺性状及生理指标的影响[D]. 哈尔滨：黑龙江大学， 2018.
[8] 张桂花， 赵中亭， 樊廷安. 988生物菌肥对夏玉米生长、产量及品质的影响[J].山东农业科学， 2010（7）： 68-69.
[9] 刘根科， 王慧， 姜超， 等. 不同氮肥梯度下生物菌肥拌种对燕麦生长及产量的影响[J]. 北方农业学报， 2016，44（5）： 37-40.
[10]魏峰， 侯祥保， 魏琳娜. 几种微生物肥料在小麦上的施用效果[J]. 安徽农业科学， 2002， 30（1）： 90.
[11]gˇüt M， Er F， Neumann G. Increased proton extrusion of wheat roots by inoculation with phosphorus solubilising microorganims[J]. Plant & Soil， 2011， 339（1/2）： 285-297.
[12]劉生战. 艾力特生物菌肥与氮磷化肥配施对春小麦产量的影响[J]. 甘肃农业科技， 2003（5）： 41-42.
[13]詹寿发，卢丹妮，毛花英， 等. 2株溶磷、解钾与产IAA的内生真菌菌株的筛选、鉴定及促生作用研究[J]. 中国土壤与肥料，2017（3）：142-151.
[14]麻瑞阳，张爱民，惠小双，等. 高效解磷解钾菌NX-11菌株的分离筛选、鉴定及最佳培养条件的确定[J].华北农学报，2013，28（2）：202-208.
[15]陈翔兰. 生物菌肥的作用及推广应用前景[J]. 内蒙古农业科技， 2008（4）： 96.
关键词：小麦;玉米;氮磷钾复合肥;生物菌肥;等量替代;产量
中图分类号：S512.1+10.6+S513.06文献标识号：A文章编号：1001-4942（2019）04-0085-04
Abstract We researched the effects of biological bacterial fertilizer replacing 15% compound fertilizer on yields and soil fertility of winter wheat and summer maize under different soil conditions. The results showed that compared with the control（compound fertilizer）， the treatment with biological bacterial fertilizer instead of compound fertilizer increased the ear number per unit area， grains per spike， 1 000-grain weight and yield （the growth rates were 4.72% in Jiaozhou tidal soil and 1.92% in Laixi Shajiang black soil）of wheat， and the grains per spike， 1 000-grain weight and yield （the growth rates were 9.69% in Jiaozhou tidal soil and 25.83% in Laixi Shajiang black soil）of maize， and the differences between treatments were not significant. The treatment with biological bacterial fertilizer also increased the soil available nutrient content at different degress. Compared with CK， in Laixi experimental station， the contents of alkali-hydrolyzed nitrogen and available phosphorus in the 0～30-cm soil layer increased by 12.49% and 12.93% at wheat maturity stage respectively， and the content of available phosphorus at maize maturity stage increased by 23.31%. The soil available potassium content at wheat maturity stage in Jiaozhou was 26.38% higher than that of the control， and the soil available potassium content at maize maturity stage increased by 23.93%. Therefore， biological bacterial fertilizer instead of compound fertilizer at equivelent proportion could be recommended in wheat and maize production，which was beneficial to realize good resistance，high yield，less fertilizer and high efficiency of crops.
Keywords Wheat;Maize;Nitrogen-phosphorus-potassium compound fertilize; Biological bacterial fertilizer;Equivalent substitution;Yield
小麥、玉米是我国的主要粮食作物之一，在解决世界粮食问题中发挥着重要作用[1-3]，但长期以来生产上过度依赖于化肥、施肥缺乏一定合理性，导致我国部分地区土壤肥力下降、土壤板结、产量不稳;同时过量施肥也造成大面积的非点源污染，不利于我国粮食生产的可持续发展[4]。
生物菌肥在土壤肥力的提高与保持、营养元素的转化、肥料利用率的提高、促进作物生长、拮抗土传病害、环境净化与生态系统的平衡等方面起着重要作用[5]。它可以通过微生物的特定作用为作物提供养分，提高作物产量、提高土壤有机质含量[6]。前人研究广泛集中于生物菌肥在蔬菜上的应用或菌肥拌种[7-9]的影响，而对生物菌肥等量替代氮磷钾复合肥在小麦、玉米大田作物农田生产上应用的研究较少。“菌肽保”农用微生物菌剂采用国际先进生物技术，添加解磷黑曲霉与功能芽孢杆菌等专利菌种，可以解磷、溶钾、促进氮的吸收，中高产田可等量替代10%～15%化肥用量，同时复合微生物菌群及其产生的活性肽能有效促进作物生长、改良土壤。本研究旨在探索不同土壤类型下生物菌肥等量替代15%化肥用量对小麦和玉米生长、产量及土壤肥力的影响，为“菌肽保”等生物菌肥在小麦玉米上的应用提供依据。 1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2017年10月至2018年10月分别在山东省胶州市洋河镇和莱西市李权庄镇进行。前者土壤类型为潮土，0～35 cm土层速效磷含量26.18 mg/kg、速效钾144.26 mg/kg、全氮0.94 g/kg、碱解氮89.05 mg/kg、有机质13.52 g/kg，pH值5.6。后者土壤类型为砂姜黑土，0～35 cm土层速效磷含量32.26 mg/kg、速效钾149.22 mg/kg、全氮0.89 g/kg、碱解氮81.06 mg/kg、有机质11.64 g/kg，pH值7.1。
1.2 供试材料
胶州市洋河镇点供试小麦品种济麦22、玉米品种伟科702;莱西市李权庄镇点供试小麦品种良星99、玉米品种郑单958。小麦季供试氮磷钾复合肥为N-P-K=15-15-15;玉米季供试氮磷钾复合肥为N-P-K=20-10-10，两种复合肥均为施可丰化工股份有限公司生产。农用微生物菌剂“菌肽保”（有效活菌数≥2亿/g，含解磷黑曲霉与枯草芽孢杆菌）由青岛和协生物科技有限公司研制，青岛龙力生物技术有限公司生产。
1.3 试验设计
本试验在小麦季共有2个处理，即对照为每公顷施入氮磷钾（15-15-15）复合肥750 kg;处理为减量15%复合肥以微生物肥等量替代，即每公顷施入氮磷钾复合肥637.5 kg与112.5 kg生物菌肥，两种肥料掺混均匀作基肥施用。玉米季对照为每公顷施入氮磷钾（20-10-10）复合肥450 kg;处理为每公顷施入氮磷钾（20-10-10）复合肥382.5 kg与67.5 kg生物菌肥，两种肥料掺混均匀作基肥施用。小喇叭口期两处理每公顷均追施尿素225 kg。小区面积为8.4 m×20 m。随機区组排列，重复3次。小麦播种时间为2017年10月15日，每公顷播种量为150 kg，2018年6月12日收获;玉米2018年6月18日播种，行距70 cm，每公顷种植密度6.75万株，10月12日收获。其它田间管理措施同大田。
1.4 测定项目与方法
1.4.1 农艺性状测定 玉米灌浆中期每重复随机选取10株调查株高、穗位高、穗长、基部第3节间茎粗等指标。
1.4.2 产量及其构成因素测定 小麦成熟后，每重复取1 m双行穗，带回室内考种;玉米成熟后，每小区选取长势均匀一致的连续20株，每重复3行，取回晒干用于考种，测定产量及其构成因素指标。
1.4.3 土壤养分测定 收获后每小区取0～30 cm土层土壤测定其养分情况，碱解氮用碱解扩散法测定，速效磷用碳酸氢钠法测定，速效钾用醋酸铵-火焰光度计法测定，有机质用重铬酸钾容量法测定，pH值用电位法测定。
1.5 数据分析
采用 Microsoft Excel 2010和 SAS 9.4 软件进行数据处理及分析。
2 结果与分析
2.1 等量施用生物菌肥对小麦玉米产量的影响
小麦季，胶州及莱西两试验点，与对照相比，生物菌肥等量替代复合肥处理下产量均有所增加，其中胶州增产4.72%，莱西增产1.92%，但差异均未达到显著水平。虽然对照和处理间产量构成因素差异不显著，但生物菌肥处理千粒重、公顷穗数和穂粒数均表现为增加（表1）。
2.2 等量施用生物菌肥对玉米农艺性状的影响
胶州及莱西两试验点，与对照相比，等量施用生物菌肥可以提高玉米株高，但差异不显著;处理和对照间穗位高及茎粗等指标差别不明显，即以生物菌肥等量替代复合肥后，玉米抗倒伏能力不变（表3）。
2.3 等量施用生物菌肥对土壤养分的影响
无论是小麦季还是玉米季，与对照相比，两试验点生物菌肥等量替代处理下土壤养分含量均有不同程度的增加（图1）。其中，莱西小麦收获期土壤碱解氮含量增加显著，高于对照12.49%，土壤有效磷比对照增加12.93%;玉米收获期有效磷比对照增加23.31%，差异达到显著水平。胶州小麦收获期土壤速效钾含量比对照增加26.38%，玉米收获期土壤速效钾含量比对照增加23.93%。生物菌肥等量替代复合肥处理下土壤有机质含量也有不同程度的增加，但差异不显著。生物菌肥等量替代氮磷钾复合肥对土壤pH值无显著影响。
3 讨论与结论
生物菌肥中含有多种解磷菌和解钾菌及其他土壤有益微生物。本研究表明，用含解磷黑曲霉与枯草芽孢杆菌生物菌肥按一定比例等量替代氮磷钾复合肥对提高土壤有效养分含量及促进作物生长均有较好作用。
3.1 朱云娜等[1]研究发现，生物菌肥可以明显提高玉米株高，显著增加穗长和穗粗，对玉米植株生长具有促进作用。本研究中用生物菌肥等量替代复合肥可以一定程度上增加小麦的有效穗数、千粒重，以及玉米的穂粒数、千粒重，从而增加小麦和玉米产量，与前人的研究结果基本一致[10-12]。另外发现玉米抗倒伏相关指标如穗位高以及茎基部粗指标受生物菌肥等量替代复合肥处理影响不显著即玉米抗倒伏能力不受影响。
3.2 本研究表明，用生物菌肥等量替代氮磷钾复合肥可以在一定程度上增加碱解氮、速效磷、速效钾等土壤养分含量，使土壤肥力库容增加。其原因可能是，生物菌肥中黑曲霉和枯草芽孢杆菌等能将土壤中被固定的不易被植物吸收的磷、钾转化为可溶性磷、钾[13，14]，还可以将空气中的游离氨固定转化，为作物提供氮素营养[15]。
因此，在适当减少氮磷钾复合肥施用并以生物菌肥等量替代情况下，能够保障小麦、玉米产量水平，并能实现减肥增效和土壤肥力的可持续提升。
参 考 文 献：
[1] 朱云娜， 刘建国. 生物菌肥在玉米栽培上的效果[J]. 安徽农业科学， 2013， 41（28）： 11354-11356. [2] 何中虎， 庄巧生， 程顺和， 等. 中国小麦产业发展与科技进步[J]. 农学学报， 2018， 8（1）： 99-106.
[3] 韩一军， 姜楠， 李雪. 中国小麦增产潜力、方向与政策建议[J]. 农学学报， 2014， 4（4）： 99-103.
[4] 黄文军， 刘泉， 陈朝镇， 等. 农业非点源氮磷污染的研究进展[J]. 绵阳师范学院学报， 2017， 36（8）： 99-105.
[5] 张永辉， 鲁绍明， 赵琼玲， 等. 生物菌肥在可持续农业中的应用[J]. 中国园艺文摘， 2014， 30（8）： 18-21.
[6] 焦永刚， 郭敬华， 董灵迪，等. 生物菌肥对土壤生态环境改良效果[J]. 北方园艺， 2017（13） ：135-139.
[7] 杨偲. 生物菌肥对玉米农艺性状及生理指标的影响[D]. 哈尔滨：黑龙江大学， 2018.
[8] 张桂花， 赵中亭， 樊廷安. 988生物菌肥对夏玉米生长、产量及品质的影响[J].山东农业科学， 2010（7）： 68-69.
[9] 刘根科， 王慧， 姜超， 等. 不同氮肥梯度下生物菌肥拌种对燕麦生长及产量的影响[J]. 北方农业学报， 2016，44（5）： 37-40.
[10]魏峰， 侯祥保， 魏琳娜. 几种微生物肥料在小麦上的施用效果[J]. 安徽农业科学， 2002， 30（1）： 90.
[11]gˇüt M， Er F， Neumann G. Increased proton extrusion of wheat roots by inoculation with phosphorus solubilising microorganims[J]. Plant & Soil， 2011， 339（1/2）： 285-297.
[12]劉生战. 艾力特生物菌肥与氮磷化肥配施对春小麦产量的影响[J]. 甘肃农业科技， 2003（5）： 41-42.
[13]詹寿发，卢丹妮，毛花英， 等. 2株溶磷、解钾与产IAA的内生真菌菌株的筛选、鉴定及促生作用研究[J]. 中国土壤与肥料，2017（3）：142-151.
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[15]陈翔兰. 生物菌肥的作用及推广应用前景[J]. 内蒙古农业科技， 2008（4）： 96.