不同微生物菌剂对玉米产量及土壤肥力的影响

玉米是我国主要农作物之一，土壤肥力是玉米增产的关键，需要重视玉米生长过程中土壤肥力情况，使土壤具有良好的活性，确保具有充足的营养条件，满足玉米的日常生长需求。

微生物菌剂具有改善土壤的作用，可以利用土壤微生物的群落特性，改善土壤内部的供养条件，保障土壤中氮、磷、钾等营养物质的均衡，提高对土壤肥力的巩固，促进玉米的生长发育，并且起到早熟、高产、抗病的功效。

一、材料及方法
1、材料准备
①试验用地
山东省荣成市，地处山东半岛最东端，三面环海，海岸线长500km。

该地介于东经122°09′-122°42′、北纬36°43′-37°42′之间，属于暖温带季风性湿润气候，具有四季分明的特点。

年平均温度在12℃左右，年平均日照时间为2600h，年平均降水量为800mm。

荣成市土壤以棕壤土类为最多，有机质含量平均可达到11.5g/kg以上，肥力方面较为充足，能够满足玉米对营养物质的需求，在正常生长条件下，玉米具有良好的成长状况，适合作为试验用地使用。

微生物菌剂试验目的为提高玉米产量，合理对试验用地进行选择，确保对土壤肥力的控制效果，有助于试验过程的有序开展，使试验用地能够得到有效利用，进而为微生物菌剂的使用提供依据。

②试验材料
试验供试品种为威糯王1号，属于高产型玉米品种，属于适合本地种植的品种，相同种植条件下，玉米产量方面较为稳定，便于采取控制变量的研究方法，分析不同微生物菌剂对玉米产量及土壤肥力的影响。

微生物菌剂为单一微生物菌剂，菌种为枯草芽孢微生物菌剂，有效活菌数为2×109g；有机质微生物菌剂，菌种为枯草芽孢菌，有效活菌数为5×109g，有机质含量50%；复合微生物菌剂，菌种为淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌等，有效活菌数为50×109g。

无机肥料为常见的氮、磷、钾肥料，如尿素、氯化钾、过磷酸钙等。

试验材料均在本地市场进行采购，确保玉米品种、微生物菌剂、无机肥料适合在本地进行使用，有利于对本地玉米种植情况进行全面了解，通过试验研究结果促进本地玉米产业的发展。

③试验设计
为了对不同微生物菌剂的影响进行研究，需要对试验方法进行设计，将玉米产量及土壤肥力情况进行对比，得出具有理论依据的试验结果。

不同微生物菌剂试验需要设置对照组，验证微生物菌剂在改善玉米产量及土壤肥力上具有成效，保证对比条件的充分性。

试验以无机化肥作为对照组，将无机肥料与微生物菌剂进行对比，无机肥料用量为氮肥190kg/hm2、磷肥100kg/ hm2、钾肥100kg/hm2。

同时，还需要对不同微生物菌剂之间进行对比，便于探究不同菌剂之间的影响，其中，单一微生物菌剂用量为20kg/hm2、有机质微生物菌剂用量为20kg/hm2、复合微生物菌剂用量为10kg/hm2。

另外，还需要对试验田进行处理，确保土壤在相同的耕种条件下，将试验田划分成多个相同的地块，并且进行分区标记，每个小区采用10垄种植，垄宽为0.7m，长度为8m，占地面积在38.2-45.5m2之间，确保各个分区的种植条件相近。

玉米种植过程中，采用规范化且符合本地特点的田间管理形式，确保光照、水分、施药等均处于相同条件下，降低外界因素对试验过程的影响，进而提高试验结果的准确性，实现不同微生物菌剂影响的有效探究。

2、测定指标
①营养成分
营养成分是衡量土壤肥力的重要指标，需要对玉米不同生长时期土壤肥力进行检测，判断土壤肥力是否满足营养所需。

不同微生物菌剂试验主要针对玉米的拔节期、灌浆期、成熟期进行研究，采用五点取样法进行肥力检测，取样深度在15-25cm之间，取好的土样保存在保鲜袋中，并且填写对应的地块区号、取样位置、玉米生长情况等信息，便于对土壤肥力判断提供辅助参考。

营养成分检测主要是对氮、磷、钾方面的检测，检测过程在实验室环境下进行，确保能够得出精准的检测结果。

营养成分含量记录到表格中，为了便于对土壤肥力进行判断，将营养成分数据转化成条形图，使玉米不同生长时期土壤肥力情况一目了然，有助于肥力差异状况的显著化分析，保障土壤肥力判断的处理效果。

②酶活性
微生物菌剂对土壤肥力的影响与土壤酶活性具有密切关系，需要在玉米的拔节期、灌浆期、成熟期进行酶活性检测，判断微生物菌剂对土壤的作用效果。

酶活性测定取样位置为玉米根系处，确保取样点随机分布且保持一定的距离，使土壤取样具有有效性。

酶活性检测过程中，主要针对三种微生物酶进行检测，分别为土壤脲酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶，采用比色法对酶活性进行检测，实现对酶活性的合理化探究，得出准确的酶活性指标。

微生物酶是保证土壤中营养元素含量的关键，可将氮、磷、钾等固定为土壤中，实现土壤肥力的有效增加，提高土壤肥力作用
不同微生物菌剂对玉米产量及土壤肥力的影响
郭立富王嘉艳李江
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的效果。

不同微生物菌剂的酶活性具有差异性，需要对这种差异性进行分析，判断土壤酶活性是否具有显著性影响，进而为酶活性的控制提供依据。

③产量情况
玉米产量是微生物菌剂影响分析的最终指标，将成为菌剂使用合理性的判断依据，需要对产量性状进行全面分析，实现对玉米产量的评估。

玉米产量性状包括穗行数、穗粒数、百粒重等，这些指标均会影响到玉米的产量，需要对产量情况进行统计。

微生物产量分析需要进行精准处理，对同一区块的玉米进行随机取样，确保产量性状得到精准测量，推进玉米产量检测过程的进行。

为保证玉米产量性状统计效果，采用Excel2022对数据进行统计与计算，并且采用SPSS26.0分析性状差异的显著性，判断微生物菌剂是否切实提高玉米产量，确定微生物菌剂选择的合理性。

玉米分析过程中，需要注重外部因素的控制，降低含水量对产量检测的影响，本试验按照15%平均含水量统计粒重，确保含水量具有统一的指标，将含水量对产生性状的影响控制在较低水平。

二、结果与分析
1、有机质含量
有机质是土壤中来源于生命的物质，属于重要的营养成分之一，标志着土壤产生肥力的条件，由微生物、动物以及植物分泌营养物质组成，可对土壤肥力进行积累和调控，保证土壤内部有机成分的持续增加。

有机质是土壤自身作用养分的来源，是土壤肥力自给的关键，因而对有机质含量进行分析具有必要性，通过微生物菌剂可改善土壤菌落结构，提高土壤中有机质的代谢能力，促进有机质的不断生成。

有机质有助于土壤结构的形成，对土壤肥力具有缓冲作用，提高腐殖质的生理活性，进而促进玉米的生长发育。

玉米不同生长时期有机质含量状况如下：拔节期：无机肥料15.5g/kg；单一微生物菌剂15.6g/kg；有机质微生物菌剂18.4g/kg；复合微生物菌剂17.8g/kg。

灌浆期：无机肥料16.6g/kg；单一微生物菌剂16.9g/kg；有机质微生物菌剂18.4g/kg；复合微生物菌剂19.5g/kg。

成熟期：无机肥料12.3g/kg；单一微生物菌剂17.8g/kg；有机质微生物菌剂19.6g/kg；复合微生物菌剂17.4g/kg。

通过上述数据可知，拔节期单一微生物菌剂与无机肥料对有机质含量影响差异不大；有机质微生物菌剂和复合微生物菌剂效果优于单一微生物菌剂，分别高出17.9%和14.1%。

在灌浆期单一微生物菌剂与无机肥料对有机质含量影响差异不大；有机质微生物菌剂和复合微生物菌剂效果优于单一微生物菌剂，分别高出8.9%和15.4%。

成熟期三种微生物菌剂下有机质含量均高于无机肥料，分别高出44.7%、59.3%、41.5%，说明成熟期微生物菌剂对土壤有机质的影响非常显著，成熟期使用微生物菌剂具有应用价值。

2、氮元素含量
①铵态氮
铵态氮能够被玉米直接吸收利用，是维持土壤中氮含量的关键，随着玉米生长过程的进行，铵态氮将处于逐渐减少的状态。

玉米不同生长时期土壤中铵态氮含量状况如下：拔节期：无机肥料34.6g/kg；单一微生物菌剂40.9g/kg；有机质微生物菌剂49.8g/kg；复合微生物菌剂43.5g/kg。

灌浆期：无机肥料4.8g/kg；单一微生物菌剂5.9g/kg；有机质微生物菌剂6.8g/kg；复合微生物菌剂9.4g/kg。

成熟期：无机肥料4.4g/kg；单一微生物菌剂5.6g/kg；有机质微生物菌剂4.5g/kg；复合微生物菌剂6.3g/kg。

通过上述数据可知，拔节期三种微生物菌剂下铵态氮含量明显高于无机肥料，分别高出18.2%、43.9%、25.7%，说明微生物菌剂对铵态氮含量具有提升作用。

灌浆期三种微生物菌剂对土壤中铵态氮的维持能力减弱，且分别高出无机肥料22.9%、41.7%、95.8%，复合微生物菌剂维持铵态氮效果要高一些。

成熟期三种微生物菌剂铵态氮维持能力将进一步减速，分别高于无机肥料27.3%、2.3%、43.2%。

由此可见，拔节期微生物菌剂相比于灌浆期和成熟期，具有显著的铵态氮巩固作用，可增加微生物菌剂的用量。

②硝态氮
硝态氮是土壤中氮元素的另一种存在形态，伴随着玉米生命周期的整个进程，对氮元素具有良好的补充作用。

玉米不同生长时期土壤中硝态氮含量状况如下：
拔节期：无机肥料11.8g/kg；单一微生物菌剂12.1g/kg；有机质微生物菌剂15.5g/kg；复合微生物菌剂17.8g/kg。

灌浆期：无机肥料7.9g/kg；单一微生物菌剂10.1g/kg；有机质微生物菌剂11.9g/kg；复合微生物菌剂12.8g/kg。

成熟期：无机肥料3.8g/kg；单一微生物菌剂4.2g/kg；有机质微生物菌剂5.9g/kg；复合微生物菌剂4.4g/kg。

通过上述数据分析可知，在三种不同的玉米生长时期下，微生物菌剂明显优于无机肥料。

其中，拔节期分别高出2.5%、31.4%、50.8%；灌浆期分别高出27.8%、50.6%、62.0%；成熟期分别高出10.5%、55.3%、15.8%。

从不同时期微生物菌剂处理优势来看，拔节期、灌浆期复合微生物菌剂效果显著；成熟期有机质微生物菌剂较为显著，有效提高了土壤中硝态氮的含量。

3、磷元素含量
磷元素一般以速效磷的方式进行吸收，确保玉米吸收磷元素的效率，保障土壤中磷元素得到有效补充，提供稳定的磷供应来源。

玉米不同生长时期土壤中磷元素含量情况如下：拔节期：无机肥料30.5g/kg；单一微生物菌剂44.4g/kg；有机质微生物菌剂35.9g/kg；复合微生物菌剂38.5g/kg。

灌浆期：无机肥料28.7g/kg；单一微生物菌剂37.6g/kg；有机质微生物菌剂35.5g/kg；复合微生物菌剂44.5g/kg。

成熟期：无机肥料24.9g/kg；单一微生物菌剂31.5g/kg；有机
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质微生物菌剂36.1g/kg；复合微生物菌剂41.7g/kg。

通过上述数据分析可知，拔节期三种微生物菌剂分别高出无机肥料45.6%、17.7%、26.2%，单一微生物菌剂效果显著；灌浆期三种微生物菌剂分别高出无机肥料31.0%、23.7%、55.1%，复合微生物菌剂效果显著；成熟期三种微生物菌剂分别高出无机肥料26.5%、45.0%、67.5%。

因此，在玉米不同生长时期下，需要选择不同的微生物菌剂，确保提高土壤中速效磷的效果。

4、钾元素含量
钾元素是促进玉米碳水化合物合成，使雌穗发育良好的关键，一旦出现缺钾的情况，将会影响到玉米的正常生长。

在微生物菌剂的作用下，可实现速效钾的补充，保证土壤中钾肥的充足。

玉米不同生长时期土壤中钾元素含量情况如下：拔节期：无机肥料90.5g/kg；单一微生物菌剂109.6g/kg；有机质微生物菌剂98.4g/kg；复合微生物菌剂102.2g/kg。

灌浆期：无机肥料81.7g/kg；单一微生物菌剂108.5g/kg；有机质微生物菌剂99.9g/kg；复合微生物菌剂110.4g/kg。

成熟期：无机肥料78.4g/kg；单一微生物菌剂80.7g/kg；有机质微生物菌剂84.3g/kg；复合微生物菌剂100.6g/kg。

通过上述数据分析可知，拔节期三种微生物菌剂分别高出无机肥料21.1%、8.7%、12.9%；灌浆期三种微生物菌剂分别高出无机肥料32.8%、22.3%、35.1%；成熟期三种微生物菌剂分别高出无机肥料2.9%、7.5%、28.3%。

由此可见，三种微生物菌剂效果均强于无机肥料，对钾元素具有提升作用。

拔节期单一微生物菌剂效果明显；灌浆期、成熟期复合微生物菌剂效果明显。

5、酶活性影响
微生物菌剂对土壤酶活性具有一定的影响，酶活性程度是保证营养转化效率的关键。

在微生物菌剂的作用下，脲酶、中性磷酸酶、过氧化氢酶活性将得到增强，具体增长情况如下：尿素酶：无机肥料89.3μmol/(h·g)；单一微生物菌剂99.8μmol/(h·g)；有机质微生物菌剂106.1μmol/(h·g)；复合微生物菌剂108.6μmol/(h·g)。

中性磷酸酶：无机肥料1.33μmol/(h·g)；单一微生物菌剂1.37μmol/(h·g)；有机质微生物菌剂1.42μmol/(h·g)g；复合微生物菌剂1.57μmol/(h·g)。

过氧化氢酶：无机肥料8.34μmol/(h·g)；单一微生物菌剂8.46μmol/(h·g)；有机质微生物菌剂9.68μmol/(h·g)；复合微生物菌剂8.75μmol/(h·g)。

通过上述数据分析可知，在微生物酶的作用下，三种酶的含量均高于无机肥料情况。

与无机肥料相比，尿素酶分别高出11.8%、18.8%、21.6%；中性磷酸酶分别高出3.0%、6.8%、18.0%；过氧化氢酶分别高出1.4%、16.1%、4.9%。

由此可见，复合微生物菌剂对土壤中的尿素酶、中性磷酸酶提升效果明显；有机质微生物菌剂对过氧化氢酶提升效果明显。

6、产量性状影响
玉米产量性状包括穗行数、穗粒数、百粒重等，需要对产量构成因素进行分析，确保微生物菌剂在产量控制中的成果。

三种微生物菌剂下玉米产量情况如下：
穗行数：无机肥料15.56行/穗；单一微生物菌剂15.63行/穗；有机质微生物菌剂16.24行/穗；复合微生物菌剂15.98行/穗。

穗粒数：无机肥料35.23粒/行；单一微生物菌剂40.37粒/行；有机质微生物菌剂38.14粒/行；复合微生物菌剂43.46粒/行。

百粒重：无机肥料32.57g；单一微生物菌剂33.41g；有机质微生物菌剂34.23g；复合微生物菌剂35.96g。

通过上述数据可知，在微生物菌剂的作用下，玉米产量现状得到了改善，具体提升情况如下：与无机肥料相比，三种微生物菌剂穗行数分别提升0.4%、4.4%、2.7%；穗粒数分别提升14.6%、8.3%、23.4%；百粒重分别提升2.6%、5.1%、10.4%。

因此，单一微生物菌剂对穗行数具有显著效果，复合微生物菌剂对穗粒数、百粒重具有显著效果，两种菌剂可配合进行使用，有助于增加玉米的产量。

玉米效益与产量具有密切关系，无机肥料玉米产量为9835.64kg/hm2，单一微生物菌剂、有机质微生物菌剂、复合微生物菌剂产量分别为10451.21kg/hm2、11259.36kg/hm2、12364.74kg/ hm2，玉米产量分别提高了6.3%、14.5%、
25.7%，复合微生物菌剂玉米产量明显较高，能够有效提高玉米的总产值，保障净收入得到显著提高。

综上所述，微生物菌剂具有改善土壤肥力、提高玉米产量的作用，需要结合玉米的生长时期，合理对微生物菌剂进行使用，保证微生物技术得到有效利用。

通过研究发现，不同微生物菌剂的影响具有差异，对不同玉米时期促进效果不同。

其中，复合微生物菌剂在玉米各个生长时期、产量方面均具有显著效果，可将复合微生物菌剂作为首选肥料，再配合其它肥料进行使用，保障玉米产量控制上得到突破。

（作者单位：264300山东省荣成市农业农村局）
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