摘 要：【目的】研究化肥减量配施微生物菌肥对膜下滴灌红花生长发育及产量的影响。
【方法】2020～2021年在新疆塔城地区裕民县设置2年定位施肥试验，采用裂区试验设计，设6个处理：（1）对照CK：不施肥；（2）CF：复合肥20 kg/667m2；（3）OF：微生物菌肥20 kg/667m2；（4）CF+25M：化肥15 kg/667m2（化肥减量25%）+微生物菌肥5 kg/667m2；（5）CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥减量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2；（6）CF+50M：化肥10 kg/667m2（化肥减量50%）+微生物菌肥10 kg/667m2。研究不同施肥处理对红花农艺性状、干物质积累与分配和产量形成的影响。
【结果】处理CF+25M和CF+37.5M有利于红花的生长发育，可以显著增加红花株高、分枝数、叶片数和叶绿素含量等，并能促进红花干物质积累，调节干物质分配，协调改善红花产量构成因素，从而增加红花花丝和籽粒产量。其中以CF+37.5M处理下红花综合性状表现最优，其单株果球数、千粒重、花丝产量和籽粒产量分别比CF处理显著提高了87.85%、12.29%、11.42%和15.78%，同时株高、根长和叶绿素含量亦均达到最高水平。
【结论】化肥减量配施微生物菌肥CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥减量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2最优，能有效降低化肥施用量，促进红花生长发育，从而提高肥料利用率。
关键词：红花；化肥减量；微生物菌肥；干物质积累；生长；产量
中图分类号：S567 文献标志码：A 文章编号：1001-4330（2024）04-0781-10
0 引 言
【研究意义】土壤中的常量营养元素氮、磷、钾等通常不能满足作物生长的需求，需要施用含氮、磷、钾的化肥来补足，但不合理施肥将影响作物生长［1-3］。1979年至2017年新疆的化肥施用量由10.7×104 t增至250.74×104 t，肥料的施用量及各种肥料的配比将影响作物的产量与品质［4-5］。微生物菌肥主要来源于植物或动物，为土壤提供植物营养和
土壤有机质并改善土壤的理化性质。近几年随着膜下滴灌水肥一体化技术的迅速发展，作物水肥利用效率得到提高［4-8］。因此，结合膜下滴灌水肥一体化技术，研究化肥配施微生物菌肥对制定红花化肥减量增效施肥方案有实际意义。【前人研究进展】化肥减量配施微生物菌肥能够增加作物产量、促进作物养分吸收和提高肥料利用效率等［9-10］。赵婧文等［11］研究发现，结合膜下滴灌水肥一体化技术，化肥减量配施微生物菌肥能有效提高棉花单株成铃数、单铃重及产量。候丽丽等［12］分析发现，常规化肥减量25%和减量50%配施微生物菌肥能促进小麦增产，从而提高化肥的利用率。Ibukunoluwa等［13］试验发现，增施微生物菌肥可促进甘蓝生长，提高其产量和土壤有机质、氮、磷、钾等养分含量。李菊等［14］研究发现，化肥减量30%配施适量的微生物菌肥能促进松花菜（有机花菜）养分吸收及合理分配，进而提高肥料利用率。熊廷浩等［15］和田满栀等［16］研究发现，化肥减量配施微生物菌肥可促进作物的养分积累和生长，提高作物产量。【本研究切入点】红花生产中化肥施用不合理仍是限制其生长的因素之一。需要研究无机肥配施微生物菌肥对红花生长发育及产量的影响。【拟解决的关键问题】在新疆塔城地区裕民县设置肥料配施微生物菌肥田间试验，供试红花品种为18068，采用不同配施比例，分析化肥减量配施微生物菌肥对红花生长发育和产量形成的调控效应，为红花生产水肥管理及提高化肥利用率提供参考。
1 材料与方法
1.1 材 料
试验于2020～2021年在新疆塔城地区裕民县霍斯哈巴克乡进行（82°12′～83°30′E，45°24′～46°3′N）。该地区属于温带大陆性干旱气候，昼夜温差大，日照时间长，年平均气温6.7℃，年平均降水量280 mm，年均日照时数3 122.6 h。
供试红花品种为18068（由新疆农业科学院经济作物研究所提供）。地膜采用普通聚乙烯地膜覆盖。运用输液管模拟滴头灌水，保证每个区均精确控制灌水量与施肥量。
1.2 方 法
1.2.1 试验设计
采用裂区试验设计，设6个处理：（1）对照CK：不施肥；（2）CF：化肥（总养分≥60%，N-P2O5-K2O=15-35-10）20 kg/667m2；（3）OF：微生物菌肥20 kg/667m2；（4）CF+25M：化肥15 kg/667m2（化肥减量25%）+微生物菌肥5 kg/667m2；（5）CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥减量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2；（6）CF+50M：化肥10 kg/667m2（化肥减量50%）+微生物菌肥10 kg/667m2。复合肥为中化化肥有限公司生产，微生物菌肥为南京轩凯生物科技有限公司生产（含氮磷钾≥5%，45%食品级可溶性有机质）。于红花伸长期、现蕾期和花期分别追施水溶肥（N-P2O5-K2O）：30-10-10+TE（有机质）2 kg/667m2、10-30-20+TE 2 kg/667m2、5-10-40+TE 2 kg/667m2。小区面积5 m×7.5 m，处理间无走道，重复间走道1 m，行距30 cm，株距11 cm，保苗2×104株/667m2，共17个小区，3次重复，小区总面积630 m2。
1.2.2 测定指标
1.2.2.1 农艺性状
于红花伸长期、分枝期、现蕾期和开花期，每个小区分别采集5株具有代表性植株，测定不同处理下株高、茎粗、根长、叶片数和分枝数等指标。
1.2.2.2 干物质积累量
于红花伸长期、分枝期、现蕾期和开花期，每个小区分别取5株具有代表性植株，洗净，用滤纸吸干，剪去植株的根部，将植株的茎、叶、花蕾分开，放入105℃烘箱中杀青30 min，80℃烘干，称干重。
1.2.2.3 花丝、籽粒产量和品质
于红花成熟期各处理选取5株考种，测量单株果球数、每果粒数和千粒重。于红花开花时分别采摘各处理花丝，晾干后记录产量。于籽粒成熟后分别收获各处理籽粒，晒干扬净后记录产量。
1.3 数据处理
采用Excel 2010和R语言进行数据整理与分析，采用最小显著性差异LSD法进行显著性测验。
2 结果与分析
2.1 化肥减量配施微生物菌肥对红花主要农艺性状的影响
研究表明，化肥减量配施微生物菌肥对红花农艺性状均有显著影响，随着微生物菌肥施用量的增加红花主要农艺性状均呈先升后降的趋势，并且所有处理的红花主要农艺性状均高于CK。随着生育进程的推进，不同施肥处理的红花农艺性状生长整体呈“慢-快-慢”的趋势，各处理间农艺性状差异显著。开花期后，不同施肥处理间红花株高、茎粗和根长差异较小，但CF+37.5M处理下红花株高和根长达到最高水平，分别比CF处理增加了5.87%和6.91%，CF和CF+37.5M处理下红花茎粗无显著差异。CF+25M和CF+37.5M处理下红花叶片数和分枝数与CF处理具有显著差异，CF+25M处理下红花叶片数和分枝数分别比CF处理增加了44.87%和41.50%，CF+37.5M处理下红花叶片数和分枝数分别比CF处理增加了55.67%和45.00%。化肥减量配施微生物菌肥对红花农艺性状的生长具有显著的调控作用，CF+25M和CF+37.5M处理可显著增加红花的叶片数和分枝数。表1
2.2 化肥减量配施微生物菌肥对红花生育进程的影响
2.2.1 红花叶绿素含量变化
研究表明，施肥对红花叶绿素含量的影响较小，随着生育进程的推进，不同施肥处理下的叶绿素含量均呈持续增长的趋势，于开花期达到最高水平，并且所有施肥处理叶绿素含量均高于CK和CF+50M。随着生育进程的推进，不同施肥处理间红花叶绿素含量均无显著差异，但在开花期CF+25M和CF+37.5M处理下叶绿素含量均高于其他处理，并与CF处理差异较小。化肥适当减量配施微生物菌肥对红花光合能力的影响较小，但化肥过量配施微生物菌肥会抑制红花的光合作用。图1
2.2.2 红花总干物质积累量和积累速率变化
研究表明，化肥减量配施微生物菌肥对红花干物质积累量和速率均有显著影响，随着微生物菌肥施用量的增加，红花干物质积累量和速率均呈持续增长的趋势，于现蕾期增长速度加快，至开花期达到最高水平，并且所有施肥处理的红花干物质积累量和速率均高于CK，施肥可显著促进红花干物质积累。播种期至现蕾期不同施肥处理间红花干物质积累量无显著差异，但在现蕾期至开花期红花干物质积累量在不同施肥处理下迅速增加，并表现出显著差异。开花期红花干物质积累量表现为CF+50Mgt;CF+37.5Mgt;CF+25Mgt;OFgt;CF，其中CF+25M、CF+37.5M和CF+50M处理下红花干物质积累量比CF处理显著提高了11.3%以上。随着生育进程的推进，红花干物质积累速率和积累量具有相似的变化趋势，其在开花期表现为CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;CFgt;OF，但2021年CF+50M处理下红花干物质积累速率在现蕾期至开花期期间表现为下降趋势。化肥适当减量配施微生物菌肥可显著促进红花干物质积累，但化肥过量配施微生物菌肥反而抑制红花干物质积累。图2
2.2.3 红花地上和地下部分干物质积累分配
研究表明，施肥对红花地上部分和地下部分干物质分配比例有一定的影响，不同施肥处理下红花干物质积累以地上部分为主，地上部分干物质积累量占总积累量的90%以上，并且所有施肥处理下红花地上部分干物质分配比例均大于CK。随着生育进程的推进，伸长期和分枝期不同处理下红花干物质分配比例无显著差异。现蕾期至开花期红花植株生长逐渐成熟，地上和地下部分干物质分配比例趋于稳定，不同化肥减量配施微生物菌肥处理下，红花地上部分干物质分配比例均高于CF处理，分配比例表现为CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;OF和CF。化肥适当减量配施微生物菌肥可促进红花光合产物向地上部分输送，但化肥过量配施微生物菌肥则抑制红花地下部分生长而影响植株的生长和产量形成。图3
2.3 化肥减量配施微生物菌肥对红花产量及其构成因素的影响
研究表明，化肥减量配施微生物菌肥对红花产量及其构成因素均有显著影响，随着微生物菌肥施用量的增加红花产量及其构成因素均呈先升后降的趋势，并且所有施肥处理红花产量及其构成因素均高于CK。不同施肥处理间，红花单株果球数和千粒重均表现为CF+25M和CF+37.5Mgt;CF、OF和CF+50M，其中CF+25M和CF+37.5M处理下红花单株果球数较CF处理分别增加了59.67%和87.85%，CF+25M和CF+37.5M处理下红花千粒重较CF处理分别增加了12.82%和12.29%；每果粒数表现为CF+25Mgt;OFgt;CF、CF+37.5M和CF+50M，其中CF+25M处理下红花每果粒数较CF处理增加了29.64%。不同施肥处理间，花丝和籽粒产量均无显著差异，但两者均表现为CF+37.5Mgt;CF+25Mgt;OFgt;CF和CF+50M，其中CF+25M处理下红花花丝和籽粒产量分别比CF处理增加了7.21%和6.47%。CF+37.5M处理下红花花丝和籽粒产量分别比CF处理增加了11.42%和15.78%。适宜的化肥施用量配施微生物菌肥可显著增加红花的单株果球数、每果粒数和千粒重，从而增加红花花丝和籽粒产量，其中以CF+25M和CF+37.5M处理下红花产量及其构成因素表现最优，而CF+50M处理下产量与CF处理没有显著差异，并没有起到显著增产的作用。图4
2.4 化肥减量配施微生物菌肥条件下红花产量及构成因素的相关性
研究表明，不同施肥处理下红花花丝产量与单株果球数显著正相关，籽粒产量与单株果球数、每果粒数和千粒重均呈显著正相关。花丝产量与单株果球数、千粒重和籽粒产量均呈显著正相关，但经过校正后，仅与单株果球数呈显著正相关；籽粒产量与单株果球数、每果粒数、千粒重和花丝产量均呈显著正相关，经过校正后，与单株果球数和千粒重均极呈显著正相关，与每果粒数显著正相关，产量构成因素对籽粒产量的影响大小为单株果球数gt;千粒重gt;每果粒数。在红花生产中促进红花单株果球数、千粒重和每果粒数的形成，有利于产量提高。图5
3 讨 论
3.1 化肥减量配施微生物菌肥对红花农艺性状的影响
在红花的栽培过程中仍存在化肥施用过量、微生物菌肥配比不合理等现象［17］。叶祝弘［18］研究发现，化肥减量配施微生物菌肥能提高水稻株高、单位面积有效穗数、每穗粒数、结实率及产量。侯丽丽等［12］研究发现，不同类型微生物菌肥与化肥配施有利于小麦株高和叶面积指数的生长，化肥减量50%配施微生物菌肥可显著提高小麦分蘖能力。陈云梅等［19］试验发现，商品微生物菌肥替代20%化肥能有效增加玉米的株高、茎粗和穗位高，促进玉米生长，提高玉米产量。卢合全等［20］分析发现，化肥减量30%配施微生物菌肥显著提高棉田土壤肥力、棉花干物质积累量和叶绿素含量等，从改善棉花生长发育，保证高产稳产。试验研究发现，不同施肥处理下红花株高、茎粗和根长之间显著差异较小，
但在CF+37.5M处理下红花株高、茎粗和根长均高于其它处理。CF+25M和CF+37.5M处理对红花生长均有显著的促进作用，相较于单施化肥均能增加红花叶片数和分枝数40%以上，化肥减量配施微生物菌肥有利于促进红花植株及叶片的生长。此外，CF+25M和CF+37.5M处理还有利于提升红花叶片的叶绿素含量，可使红花在整个生育时期获得相对稳定且较高的叶绿素含量。适当的化肥减量配施微生物菌肥有利于促进红花的生长发育，CF+37.5M处理能够显著增加红花株高、茎粗、根长、分枝数、叶片数和叶绿素含量，研究结果与前人结论基本一致。
3.2 化肥减量配施微生物菌肥对红花干物质积累的影响
在作物栽培过程中，干物质积累和分配直接影响着作物的产量形成，合理施肥不但有利于干物质积累与分配，还能提高作物产量［21-22］。化肥减量25%配施微生物菌肥可以促进春玉米的干物质积累，改善土壤环境，提高玉米产量［23］。熊廷浩等［15］研究发现，化肥减量25%配施微生物菌肥可显著提高油菜单株角果数、干物质积累量和养分积累量，从而提高油菜产量。冯克云等［23］试验发现，化肥减量配施微生物菌肥较单施化肥能显著提高棉花单株铃数，并增加棉花营养器官和生殖器官干物质积累量，保证棉花生长发育后期干物质的积累，从而提高单铃重和籽棉产量。试验研究发现，红花干物质积累量和速率均随着微生物菌肥施用量增加而呈现持续增长的趋势，化肥减量配施微生物菌肥可以促进红花干物质形成和积累。红花干物质积累量和积累速率在生育前期均无显著差异，于现蕾期趋于稳定后，两者均表现为CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;OFgt;CF，但2021年CF+50M处理开花期干物质积累速率却显著低于现蕾期，化肥减量配施可显著增加红花干物质积累量和速率，但微生物菌肥配比过高反而可能抑制干物质的积累。此外，化肥减量配施微生物菌肥影响红花地上部分和地下部分的干物质分配比例。不同化肥减量配施微生物菌肥处理下，开花期红花地上部分干物质分配比例均高于CF处理，分配比例表现为CF+50Mgt;CF+37.5M和CF+25Mgt;OF和CF。适当的化肥减量配施微生物菌肥可显著提高红花的干物质积累，并促进干物质向地上部分转运，以调节红花产量的形成，其中以CF+25M和CF+37.5M处理下红花干物质积累及分配比例表现最优，但微生物菌肥配比过高反而抑制红花干物质形成和积累，此研究结果与前人结论基本一致。
3.3 化肥减量配施微生物菌肥对红花产量影响
微生物菌肥的合理施用是作物增产的有效途径，微生物菌肥替代部分化肥能有效协调有机与无机养分的供应，满足作物生长对养分的需求，并能提高作物产量［24］。徐令旗等［24］研究发现，化肥配施微生物菌肥能够有效提高旱直播水稻分蘖，增加穗数，促进叶和茎鞘物质输出和转化，从而提高旱直播水稻产量。何浩等［25］研究发现，氮肥减量10%配施微生物菌肥较常规化肥处理显著增加了穗粗和穗粒数，有效改善玉米穗部性状和产量构成，促进玉米生长和增产增效。王宁等［26］研究发现，化肥减量40%配施微生物菌肥能显著提高棉花铃数、单株干重、籽棉和皮棉产量。试验研究发现，红花花丝产量与单株果球数显著正相关，籽粒产量与单株果球数、千粒重和每果粒数均显著正相关，其中单株果球数与籽粒产量相关性最高。CF+25M和CF+37.5M处理相比CF处理均显著提高红花单株果球数、每果粒数和千粒重，其中CF+25M处理下单株果球数、每果粒数和千粒重显著增加了59.67%、29.64%和12.82%，CF+37.5M处理下单株果球数和千粒重显著增加了87.85%和12.29%。
4 结 论
适当化肥减量配施微生物菌肥能够调控红花不同生育时期的生长发育，并影响红花干物质积累与分配。协调产量与产量构成因子的关系，显著提高红花的产量，但是微生物菌肥施用量过高，反而会抑制红花的生长和产量形成。CF+25M：化肥15 kg/667m2（化肥减量25%）+微生物菌肥5 kg/667m2和CF+37.5M：化肥12.5 kg/667m2（化肥减量37.5%）+微生物菌肥7.5 kg/667m2处理均显著促进红花的生长和产量形成，其中以CF+37.5M处理下红花综合表现最优，其不仅能显著增加红花株高、分枝数、叶绿素含量、单株果球数和千粒重等指标，而且还能促进红花干物质积累以及调节干物质分配比例，从而显著提高红花产量。
参考文献（References）
［1］杨滨键， 尚杰， 于法稳. 农业面源污染防治的难点、问题及对策［J］. 中国生态农业学报（中英文）， 2019， 27（2）： 236-245.YANG Binjian， SHANG Jie， YU Fawen. Difficulty， problems and countermeasures of agricultural non-point sources pollution control in China［J］. Chinese Journal of Eco-Agriculture， 2019， 27（2）： 236-245.
［2］ 刘钦普. 中国化肥施用强度及环境安全阈值时空变化［J］. 农业工程学报， 2017， 33（6）： 214-221.LIU Qinpu. Spatio-temporal changes of fertilization intensity and environmental safety threshold in China［J］. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering， 2017， 33（6）： 214-221.
［3］ 汪粮荐. 中国化学肥料的发展与其农业应用分析［J］. 山西农经， 2018，（10）： 103， 108.WANG Liangjian. Development of chemical fertilizer and its agricultural application in China［J］. Shanxi Agricultural Economy， 2018，（10）： 103， 108.
［4］ 汤明尧， 沈重阳， 傅国海， 等. 新疆种植业化肥施用情况调查与分析［J］. 农业工程， 2021， 11（5）： 132-136.TANG Mingyao， SHEN Chongyang， FU Guohai， et al. Investigation and analysis of fertilizer application of planting industry in Xinjiang［J］. Agricultural Engineering， 2021， 11（5）： 132-136.
［5］ 刘钦普， 濮励杰. 中国与主要发达国家化肥施用配置及效率对比分析［J］. 中国土壤与肥料， 2021，（6）： 328-335.LIU Qinpu， PU Lijie. Comparation of fertilizer allocation and integrated efficiency between China and major developed countries［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China， 2021，（6）： 328-335.
［6］ 贺怀杰， 王振华， 郑旭荣， 等. 水氮耦合对膜下滴灌棉花生长及产量的影响［J］. 新疆农业科学， 2017， 54（11）： 1983-1989.HE Huaijie， WANG Zhenhua， ZHENG Xurong， et al. Effects of water-nitrogen coupling on growth and yield of cotton under mulch drip irrigation［J］. Xinjiang Agricultural Sciences， 2017， 54（11）： 1983-1989.
［7］ 马征， 崔荣宗， 贾德， 等. 氮磷钾平衡施用对大葱产量、养分吸收及利用的影响［J］. 中国土壤与肥料， 2019，（3）： 109-114.MA Zheng， CUI Rongzong， JIA De， et al. Effects of N， P and K balanced fertilization on Welsh onion yield， nutrient uptake and utilization［J］. Soil and Fertilizer Sciences in China， 2019，（3）： 109-114.
［8］ 马静. 生物有机肥对不同土壤生物活性和油菜产量品质的影响［D］. 太古： 山西农业大学， 2017.MA Jing. Effect of bioorganic fertilizer application on biological activity and yield and quality of rape in different soils ［D］. Taigu： Shanxi Agricultural University， 2017.
［9］ 聂文翰. 基于秸秆堆肥和水肥一体化的化肥减量技术研究［D］. 重庆： 西南大学， 2017.NIE Wenhan. Study on Fertilizer Reduction Technique Based on Straw Composts and Fertigation System［D］. Chongqing： Southwest University， 2017.
［10］ 吕凤莲， 侯苗苗， 张弘弢， 等.
