裴瑞杰,孫笑梅
(1.河南省南陽農(nóng)業(yè)學(xué)校,河南 南陽 473000;2.河南省土壤肥料站,河南 鄭州 450002)
葉面施肥是傳統(tǒng)土壤施肥的重要補(bǔ)充,尤其在作物生長后期,因根系活力下降,吸收營養(yǎng)元素的能力也隨之下降,為了保證作物對營養(yǎng)元素的需求進(jìn)而提高作物產(chǎn)量,補(bǔ)施葉面肥是一種非常有效的方法,而且還能改善產(chǎn)品品質(zhì)[1~3]。小麥產(chǎn)量在很大程度上決定于后期籽粒增重情況[4]。張祎等的研究表明,在小麥生長的中后期噴施美洲星復(fù)合液肥能夠增加穗粒數(shù)和千粒重,增產(chǎn)幅度在6%左右[5]。周吉紅等指出噴施葉面肥能夠顯著提高小麥的穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重并且以小麥生長后期噴肥效果更明顯[6]。裴雪霞等的研究表明,噴施葉面肥可顯著提高千粒重,且尿素、磷酸二氫鉀和微肥混噴效果最好,產(chǎn)量提高15.82%[7]。噴施葉面肥之所以能夠提高小麥產(chǎn)量,其原因可能在于增強(qiáng)了生長后期小麥的抗衰老特性[8]。我們在前人研究的基礎(chǔ)上,研究了噴施葉面肥對小麥抗性和產(chǎn)量的影響,旨在為旱區(qū)小麥葉面肥的施用提供理論依據(jù)。
指示小麥品種為中育10號。供試水溶性肥料為磷酸二氫鉀(P2O5≥52%、K2O≥34%)、黃腐酸(≥95%)、含腐植酸水溶肥料(腐植酸≥40 g/L,N+P2O5+K2O≥350 g/L)、有機(jī)水溶肥料(有機(jī)質(zhì)≥80 g/L、N+P2O5+K2O≥170g/L、Zn+Mn+B≥30g/L)。
試驗(yàn)在豫西地區(qū)的洛陽市洛龍區(qū)農(nóng)場(以下簡稱“試驗(yàn)農(nóng)場”)進(jìn)行。試驗(yàn)農(nóng)場(34°36′N,112°24′E)屬暖溫帶大陸性氣候,太陽年總輻射量491.5kJ/cm2,光合有效輻射年總量為250 kJ/cm2;年日照時數(shù)2083~2246h,日照率47.53%;年平均氣溫14.1℃,積溫為5 289℃,≥10℃日溫的持續(xù)日數(shù)為218 d,活動積溫4 673℃,無霜期184~224 d。多年平均降水量600 mm,3—5月份降水量占全年降水量的20.2%~33.7%;6—8月份占41.2%~47.6%,9—11月份占6.3%~31.6%,冬季占3.1%~5.3%。2011—2012年小麥季降水較正常年份偏多,除4月中旬至5月上旬出現(xiàn)干旱外,生育期間土壤水分正常。
試驗(yàn)共設(shè)5個處理,處理1為噴清水(CK),處理2為噴施磷酸二氫鉀溶液,處理3為噴施黃腐酸,處理4為噴施黃腐酸+含腐植酸水溶肥料,處理5為噴施有機(jī)水溶肥料。試驗(yàn)方案見表1。試驗(yàn)隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),小區(qū)為24行區(qū)。試驗(yàn)于2012年10月20日條播,行距20 cm,行長8 m。其余管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?月2日收獲。成熟期調(diào)查成產(chǎn)因素,每小區(qū)連續(xù)取樣10株,測定其株高、莖粗、穗長、穗粒數(shù)、千粒重等。穗數(shù)按1 m雙行統(tǒng)計(jì)。每小區(qū)取中間4行收獲計(jì)實(shí)產(chǎn)。
表1 試驗(yàn)方案
開花期選同一天開花、有代表性的麥穗標(biāo)記,從開花期開始,每7 d取1次有代表性的單莖的旗葉至花期結(jié)束,一部分葉片采用張志良的方法測定葉綠素含量、用電導(dǎo)率儀測定相對電導(dǎo)率、采用蒽酮法測定可溶性糖含量[9],其余葉片于液氮中速凍4 h后放入-40℃冰箱中保存,分別采用王愛國等的方法測定SOD的含量[10]、采用愈創(chuàng)木酚法測定POD的活性[11]、采用紫外吸收法測定CAT活性[12]、采用林植芳等的方法測定MDA的含量[13]。開花后第7天、第14天、第21天、第28天、第35天、成熟期分別取麥穗測定灌漿速率。
2.1.1 對葉片可溶性糖含量的影響 可溶性糖含量的多少在一定程度上能夠反映作物的抗旱能力,可溶性糖含量越高,抗旱能力越強(qiáng)。由圖1可以看出,小麥花期葉片可溶性糖含量呈雙峰變化的趨勢。與CK相比,處理2和處理5均降低了葉片處理可溶性糖的含量。在處理4條件下,開花期葉片可溶性糖含量稍低于對照,其余處理均明顯高于對照,且以處理3增加幅度較大。說明噴施黃腐酸和黃腐酸+含腐植酸水溶肥料能夠明顯提高小麥的抗旱能力,而噴施磷酸二氫鉀和有機(jī)水溶肥料幾乎沒有影響。
圖1 小麥花期不同處理葉片可溶性糖含量
2.1.2 對葉片SOD活性的影響 SOD是活性氧清除系統(tǒng)的關(guān)鍵酶之一,可以清除體內(nèi)自由基的過度積累,減輕活性氧的傷害,延緩衰老。從圖2可知,在小麥花期6個取樣期內(nèi),噴施葉面肥均能夠增強(qiáng)小麥葉片的SOD活性,效果由大到小依次為處理4、處理3、處理5、處理2。說明噴施葉面肥能夠提高小麥的抗衰老能力,且以黃腐酸+含腐植酸水溶肥料的效果最好。
圖2 小麥花期不同處理葉片的SOD活性
2.1.3 對葉片POD活性的影響 POD是植物體內(nèi)膜脂過氧化過程中的重要保護(hù)酶之一,是植物體內(nèi)清除氧化物、降低活性氧傷害的關(guān)鍵酶。由圖3可以看出,小麥開花后葉片POD活性呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢,但噴施葉面肥均能增強(qiáng)小麥葉片POD活性,且增強(qiáng)幅度相對較大,增強(qiáng)效應(yīng)由大到小依次為處理4、處理3、處理5、處理2。
圖3 小麥花期不同處理葉片POD的活性
2.1.4 對小麥葉片相對電導(dǎo)率的影響 葉片相對電導(dǎo)率是反映葉片在逆境下受傷害程度的指標(biāo),葉片受傷害程度愈嚴(yán)重其電導(dǎo)率值愈大。從圖4可以看出,在處理2條件下,開花期、花后7 d的葉片相對電導(dǎo)率稍高于對照,而其余4個時期均稍低于對照。說明處理2對葉片的相對電導(dǎo)率無明顯影響。與CK相比,小麥花期處理3、處理4以及處理5均能夠降低葉片相對電導(dǎo)率,且降低幅度較大。說明噴施這3種肥料在一定程度上能夠提高葉片的抗逆性,并且以噴施黃腐酸+含腐植酸水溶肥料的效果最好,黃腐酸次之,有機(jī)水溶肥料居第3。
圖4 小麥花期不同處理葉片的相對電導(dǎo)率
2.1.5 對葉片MDA含量的影響 丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的產(chǎn)物,是反映脂膜受傷害程度的一個指標(biāo),也是反映衰老過程中衰老程度的指標(biāo)。從圖5可以看出,小麥開花后其葉片MDA含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢,這可能與葉片中抗衰老抗氧化酶如SOD和POD等活性逐漸下降有關(guān)。與CK相比,取樣期內(nèi)噴施葉面肥均能夠明顯降低小麥葉片中MDA的含量,且MDA含量的變化趨勢由大到小依次為處理2、處理5、處理3、處理4。說明噴施葉面肥能夠提高小麥的抗衰老能力,且以黃腐酸+含腐植酸水溶肥料的效果最好,黃腐酸次之,其余依次為有機(jī)水溶肥料和磷酸二氫鉀。
圖5 小麥花期不同處理葉片MDA的含量
2.1.6 對葉片葉綠素含量的影響 葉綠素是光合作用的重要物質(zhì),同時也是反映葉片衰老程度的重要指標(biāo)。由圖6可以看出,小麥開花后葉綠素含量呈逐漸降低趨勢?;ê?5 d,不同處理的葉綠素含量均降至0.02 mg/g,說明此時葉片葉綠素幾乎分解殆盡,小麥已進(jìn)入完全成熟狀態(tài)。從開花至花后28 d,噴施葉面肥處理的葉綠素含量均高于噴施清水處理,其變化趨勢由大到小依次為處理4、處理3、處理5、處理2,說明噴施葉面肥能夠增強(qiáng)小麥抗性,其效應(yīng)由強(qiáng)至弱依次為黃腐酸+含腐植酸水溶肥料、黃腐酸、有機(jī)水溶肥料和磷酸二氫鉀。
圖6 小麥花期不同處理葉片的葉綠素含量
2.1.7 對籽粒灌漿速率的影響 從圖7可以看出,不同處理的籽粒干物質(zhì)積累均呈“先緩慢,后加快,再緩慢”的趨勢。小麥粒重花后7~14 d增加較慢,14~28 d迅速增加,開花28 d后增加又趨于平緩,成熟期不再增加。與CK相比,噴施葉面肥均能夠提高小麥籽粒的重量,粒重的變化趨勢由大到小依次為處理4、處理5、處理2、處理3。
圖7 小麥花期不同處理籽粒重量
2.2.1 對小麥生物性狀的影響 如表2所示,噴施水溶性肥料均使小麥株高、莖粗和穗長有所增加。其中株高增加了3.45~5.20 cm,以處理4增高最多,為5.20 cm;處理2增高3.45 cm。莖粗、穗長與對照相比增加均不明顯,且不同葉面肥處理的增加效應(yīng)幾乎一致。
表2 不同處理對小麥生物性狀的影響
2.2.2 對小麥成產(chǎn)要素及產(chǎn)量的影響 通過表3可以看出,噴施葉面肥均增加了小麥的穗粒數(shù)、成穗數(shù)和千粒重,且以處理4和處理5的效果好。不同處理折合產(chǎn)量以處理4最高,達(dá)7 683.0 kg/hm2,較CK增產(chǎn)624.0 kg/hm2,增產(chǎn)率8.8%;處理5次之,為7 597.5 kg/hm2,較CK增產(chǎn)7.6%;處理2、處理3分別較CK增產(chǎn)6.9%、6.5%。說明噴施黃腐酸+含腐植酸水溶肥料的增產(chǎn)效應(yīng)為最大,其次為有機(jī)水溶肥料,然后為磷酸二氫鉀和黃腐酸。
1)試驗(yàn)結(jié)果表明,在干旱地區(qū)小麥葉面補(bǔ)施磷酸二氫鉀、黃腐酸、黃腐酸+含腐植酸水溶肥料與有機(jī)水溶肥料均可增強(qiáng)小麥葉片的SOD和POD活性,提高葉片的葉綠素含量,降低葉片的相對電導(dǎo)率及丙二醛含量。增產(chǎn)效果以噴施黃腐酸+含腐植酸最好,小麥折合產(chǎn)量達(dá)7 683.0 kg/hm2,較噴清水處理增產(chǎn)624.0 kg/hm2,增產(chǎn)率8.8%;噴施有機(jī)水溶肥料次之,為7 597.5 kg/hm2,較噴清水處理增產(chǎn)7.6%。葉面噴施的增產(chǎn)效果由大到小依次為黃腐酸+含腐植酸水溶肥料、有機(jī)水溶肥料、磷酸二氫鉀、黃腐酸。
2)旱區(qū)小麥補(bǔ)施葉面肥可起到補(bǔ)水與增加營養(yǎng)的功效,從而提高抗逆能力與產(chǎn)量,但對葉綠素含量、葉片光合作用和產(chǎn)量的調(diào)節(jié)效果也不太明顯,可能與其噴施濃度較低有關(guān),有待下一步研究。試驗(yàn)結(jié)果為1 a數(shù)據(jù),為避免誤差等因素影響,有必要繼續(xù)跟蹤驗(yàn)證水溶性肥料效果,同時擴(kuò)大生理機(jī)理因子監(jiān)測范圍,準(zhǔn)確地驗(yàn)證水溶性肥料增產(chǎn)效果。
[1] 思彬彬,張 超,徐如宏,等.小麥基因組DNA改良提取方法的探索[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報,2005,24(2): 142-145.
[2] 馮 斌,王振武,張 虎,等.葉面噴施尿素及磷酸二氫鉀對強(qiáng)筋優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,31(6):1 083.
[3] 邢會琴,馬建倉,肖占文,等.滴滴豐植物生理機(jī)能劑對玉米病害的防控效果[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,2012(2):10-12.
[4] 王 靜,馮國華,王來花,等.抽穗期噴肥和殺菌劑對強(qiáng)筋小麥徐麥27產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2008,24(10):161-163.
[5] 張 祎,趙小慶,張德玲.“美洲星”葉面肥對小麥的增產(chǎn)效果研究[J]. 安微農(nóng)業(yè)科學(xué),2007,37(22):10 443-10 445.
[6] 周吉紅,曹海軍,朱青蘭,等.不同類型葉面肥在不同時期噴施對小麥產(chǎn)量的影響[J].作物雜志,2012,(5):140-144.
[7] 裴雪霞,王姣愛,黨建友.后期噴肥對強(qiáng)筋小麥臨汾138產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].麥類作物學(xué)報,2005,25(6):148-149.
[8] 徐軍飛,鄭煒君,孫現(xiàn)軍,等.葉面施肥對小麥品種西農(nóng)2000抗衰老特性及產(chǎn)量的影響[J].西農(nóng)農(nóng)業(yè)學(xué)報,2012,21(6):74-76.
[9] 張志良,瞿偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2005.
[10] 王愛國,羅廣華,邵從本,等.大豆種子超氧物歧化酶的研究[J]. 植物生理學(xué)報,1983,9(1):77-84.
[11] 陳建勛,王曉峰.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(第二版)[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2006.
[12] XUE Y F,LIU L,LIU Z P,et al.Protective role of Ca against NaCl toxicity in Jerusalem artichoke by upregulation ofantioxidantenzymes[J].Pedosphere,2008,18(6):766-774.
[13] 林植芳,李雙順,林桂珠,等.水稻葉片的衰老與超氧物歧化酶活性及脂質(zhì)過氧化作用的關(guān)系[J].植物學(xué)報,1984,26(6):605-615.