劉春增，李本銀，鄭春風(fēng)*，呂玉虎，潘茲亮，曹衛(wèi)東

（1．河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2．信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 信陽 464000；3．中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

紫云英（Astragalus sinicus L．）又名紅花草、翹搖、草籽等，是豆科黃芪屬綠肥作物，為中國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植綠肥作物之一，具有改善土壤理化性狀，增加土壤微生物數(shù)量和多樣性及提高土壤肥力的作用［1-3］。隨著綠肥作物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不同領(lǐng)域的大量應(yīng)用，紫云英的種子生產(chǎn)已成為發(fā)展綠肥生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)［4-5］。目前，紫云英種子生產(chǎn)基礎(chǔ)性研究投入不足，紫云英種子高產(chǎn)理論和配套技術(shù)研究相對薄弱，導(dǎo)致種子產(chǎn)量低且不穩(wěn)定［6-8］。因此，如何保證長期穩(wěn)定地提供紫云英生產(chǎn)用種，將是十分重大的難題，也是目前綠肥研究的重要課題之一。對于提高我國綠肥品種資源的活力，擴(kuò)大品種資源的儲備與利用以及緩解日益嚴(yán)重的全球能源危機(jī)和化肥污染也具有現(xiàn)實意義［9-11］。

鉬是植物生長發(fā)育所必需的微量元素，在豆科植物代謝和固氮過程中起關(guān)鍵作用，適量的鉬能提高豆科作物的產(chǎn)量并改善其品質(zhì)。有研究指出［12］，鉬肥能夠提高大豆與花生的產(chǎn)量。也有研究［13］指出，噴灑鉬酸銨對成熟期大豆株高、莖粗和分枝數(shù)作用明顯。趙海泉等［14］研究表明，鉬浸種能顯著促進(jìn)紫花苜蓿的生長及生產(chǎn)。陳述明等［15］研究表明，紫花苜蓿噴施鉬元素可提高其種子產(chǎn)量，且鉬元素對植株生長速度具有促進(jìn)作用。徐根娣等［16］報道，鉬能促進(jìn)植物糖類的轉(zhuǎn)運，增加繁殖器官和同化器官糖類的水解與合成作用。前人［15-17］有關(guān)鉬對植物生長發(fā)育、經(jīng)濟(jì)性狀及其部分生理效應(yīng)研究已有較多報道，然而關(guān)于鉬肥對紫云英結(jié)實特性調(diào)控效應(yīng)的研究少見報道。本文擬通過花莢發(fā)育后期葉面噴施鉬肥，初步探討不同濃度鉬肥對紫云英產(chǎn)量結(jié)實性的調(diào)控效應(yīng)，找出適宜的噴施濃度及其調(diào)控途徑，以期為今后紫云英種子生產(chǎn)及產(chǎn)量提高調(diào)控技術(shù)的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設(shè)計

本研究于2017～2019年在河南省正陽縣蘭青鄉(xiāng)大余莊（32°16′N，114°11′E）進(jìn)行田間試驗。試驗田土壤類型為砂姜黑土，土壤質(zhì)地為粘壤，0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)含量為17.20 g/kg，全氮為0.9 g/kg，堿解氮為102.98 mg/kg，有效磷為28.7 mg/kg，速效鉀為125.42 mg/kg，有效鉬為0.064 mg/kg，低于土壤鉬肥臨界值（有效鉬含量在0.1 ～ 0.5 mg/kg 為缺鉬臨界值）［18］。播前每公頃施復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=24∶11∶10）187.5 kg，以信紫1號為供試材料，兩年試驗均于9月15日播種，播種量為22.5 kg/hm2，播種時將種子與細(xì)沙混勻后撒播，每處理小區(qū)面積為20 m2，試驗田栽培管理同一般高產(chǎn)田。在開花前（第一層花序開花之前）噴施鉬酸銨（含鉬54.3%），鉬酸銨濃度分別為100、200、400、600、800 mg/kg，以噴施清水作為對照（CK），均以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準(zhǔn)，每個處理重復(fù)4次。

1.2 測定內(nèi)容與方法

根據(jù)信紫1號生長特性，自下而上將其分為6個花序?qū)?，其中?層及其以上花序?qū)咏y(tǒng)稱為第6層花序。

成熟期每小區(qū)隨機(jī)取1 m2（每處理重復(fù)4次），常規(guī)法考種其有效株數(shù)、一級分枝數(shù)、不同層花序的花序數(shù)、結(jié)莢數(shù)［結(jié)實莢數(shù)、不孕莢數(shù)（癟莢）］、籽粒數(shù)及粒重，并實收2 m2計產(chǎn)。根據(jù)考種結(jié)果計算單位面積的各層花序平均單莢籽粒數(shù)、粒重及莢果結(jié)實率。

每層花序平均單莢籽粒數(shù)=每層花序籽粒數(shù)/每層花序結(jié)莢數(shù)

每層花序平均粒重=每層花序總粒重/每層花序籽粒數(shù)

每層花序莢果結(jié)實率（%）=每層花序結(jié)實莢數(shù)/每層花序結(jié)莢數(shù)×100

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和PASW Statistics 18軟件對兩年數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，采用兩年數(shù)據(jù)平均值進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴鉬對紫云英產(chǎn)量結(jié)實特性的影響

從產(chǎn)量結(jié)實特性分析，噴施不同濃度鉬肥處理與對照處理在每莢粒數(shù)、千粒重上表現(xiàn)為400 mg/kg＞600 mg/kg ＞200 mg/kg ＞800 mg/kg ＞100 mg/kg ＞CK，其中，噴施濃度400 mg/kg處理與對照之間差異達(dá)到顯著水平，其它各濃度處理與對照之間差異不明顯。然而，在單位面積花序數(shù)、有效株數(shù)、一級分枝數(shù)、單株一級分枝數(shù)、一級分枝花序數(shù)和每有效花序結(jié)莢數(shù)上，噴施不同濃度鉬肥處理與對照處理之間差異均不明顯。

表1 噴鉬對紫云英產(chǎn)量結(jié)實特性的影響

2.2 噴鉬對紫云英莢數(shù)、結(jié)實莢數(shù)和莢果結(jié)實率的影響

由圖1可看出，在單位面積莢數(shù)上，各濃度鉬肥處理與對照處理之間差異不明顯。在單位面積結(jié)實莢數(shù)和莢果結(jié)實率上，噴施鉬肥400 mg/kg處理與對照處理之間差異達(dá)到顯著水平，分別較對照提高11.81%和3.29%，而其它各濃度處理與對照處理之間差異不顯著。

2.3 噴鉬對紫云英不同層花序莢果結(jié)實率的影響

由圖2可看出，在第1～4層花序上，噴施濃度400 mg/kg的鉬肥處理的莢果結(jié)實率與對照差異顯著，其它各濃度處理與對照之間差異不顯著。其中，在第1層花序上，該噴施濃度的莢果結(jié)實率較對照提高2.89%，在第2層花序上，較對照提高3.36%，在第3層花序上，較對照提高2.72%，在第4層花序上，較對照提高2.74%。然而，在第5、6層花序上，各噴施濃度處理與對照之間差異不明顯。

圖1 不同噴鉬處理的單位面積莢數(shù)、結(jié)實莢數(shù)和結(jié)實率

圖2 紫云英不同層花序上的莢果結(jié)實率

2.4 噴鉬對紫云英不同層花序單莢籽粒數(shù)的影響

由圖3可看出，噴鉬400 mg/kg處理對第1～4花序?qū)拥膯吻v籽粒數(shù)產(chǎn)生影響較為顯著，而對第5、6花序?qū)拥膯吻v籽粒數(shù)影響不大。其中，在第1層花序上，該濃度處理的單莢籽粒數(shù)較對照提高12.69%，在第2、3、4層花序上，分別較對照提高14.79%、18.75%和20.36%，其余各濃度處理與對照之間差異不顯著。

2.5 噴鉬對紫云英不同層花序籽粒重的影響

由圖4可看出，在第1～4層花序上，與對照相比，噴施濃度400 mg/kg鉬肥處理的平均籽粒重分別較對照提高16.72%、20.21%、19.06%和18.77%，且達(dá)到顯著水平。然而，其它各濃度處理與對照之間差異不顯著。在第5、6花序?qū)由?，各噴施濃度處理與對照之間差異不明顯。

2.6 噴鉬條件下種子產(chǎn)量及其結(jié)實特性的相關(guān)分析

通過對紫云英種子產(chǎn)量及其結(jié)實因子進(jìn)行相關(guān)分析（表2）發(fā)現(xiàn)，單位面積花序數(shù)與單位面積分枝數(shù)和一級分枝花序數(shù)呈顯著正相關(guān)；單位面積有效株數(shù)與單株一級分枝數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)；每莢籽粒數(shù)與莢果結(jié)實率呈顯著正相關(guān)；種子產(chǎn)量與莢果結(jié)實率、單莢籽粒數(shù)及千粒重的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.9以上，呈顯著正相關(guān)。然而，與株數(shù)、分枝數(shù)、花序數(shù)及結(jié)莢數(shù)相關(guān)性不大。綜上說明，在葉面噴施鉬的條件下，紫云英種子產(chǎn)量與其莢果結(jié)實率、籽粒數(shù)和千粒重等結(jié)實因子關(guān)系密切，而與株數(shù)、分枝數(shù)及花莢數(shù)關(guān)系不大。

圖3 紫云英不同層花序上的平均單莢籽粒數(shù)

圖4 紫云英不同層花序上的平均粒重

表2 噴鉬條件下種子產(chǎn)量及其結(jié)實特性的相關(guān)分析

3 討論

劉香萍等［19］研究指出，紫花苜蓿在盛花期噴施適量濃度的鉬肥，能夠顯著促進(jìn)種子產(chǎn)量的提高，過高或過低濃度都不能起到增產(chǎn)效果。李科等［20］同樣指出在苜蓿種子生產(chǎn)中噴施一定量的鉬肥對苜蓿種子發(fā)育及種子增產(chǎn)具有積極效應(yīng)。陳述明等［15］研究表明，在苜蓿現(xiàn)蕾期，葉面噴施325 g/hm2鉬酸銨，能夠提高單莢種子數(shù)和種子產(chǎn)量。本試驗結(jié)果表明，在開花前，葉面噴施400 mg/kg鉬酸銨，可顯著促進(jìn)結(jié)實莢數(shù)、莢果結(jié)實率、單莢籽粒數(shù)、粒重和產(chǎn)量的增加。由此表明，在紫云英種子生產(chǎn)過程中，噴施一定量的鉬肥，能夠促進(jìn)其莢果發(fā)育結(jié)實，同時促進(jìn)其單莢種子數(shù)的增加，促進(jìn)種子發(fā)育飽滿，提高粒重，從而增加其種子產(chǎn)量，這與以上學(xué)者在苜蓿作物上的研究結(jié)果相一致。

通過對紫云英花莢脫落問題的初步探討，鐘山研究［21］指出，在栽培上對于留種紫云英應(yīng)當(dāng)將重點放在如何提高植株各部位花序的結(jié)莢率上，進(jìn)而達(dá)到保花增莢，促進(jìn)種子高產(chǎn)的目的。本試驗結(jié)果表明，與對照相比，噴施鉬肥400 mg/kg處理的紫云英單位面積結(jié)實莢數(shù)較對照提高11.81%，莢果結(jié)實率較對照提高3.29%，其中，莢果結(jié)實率在第1～4層花序上較對照分別提高2.89%、3.36%、2.72%和2.74%，然而在第5、6層花序上與對照之間差異不明顯。由此說明，在開花前，葉面噴施鉬肥400 mg/kg可促進(jìn)紫云英中下層部位莢果結(jié)實率的顯著提高。

紫云英植株中下部莢果生產(chǎn)力較高，且對種子產(chǎn)量貢獻(xiàn)度較大［22］。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，噴施鉬肥400 mg/kg處理的紫云英單莢籽粒數(shù)在第1～4層花序上較對照分別提高12.69%、14.79%、18.75%和20.36%，該濃度處理的平均粒重在第1～4層花序上較對照分別提高16.72%、20.21%、19.06%和18.77%。由此說明，在開花前，葉面噴施鉬肥400 mg/kg 處理可促進(jìn)紫云英中下層部位莢果生產(chǎn)力的提高。

鉬元素能夠促進(jìn)植物體內(nèi)不同器官之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運，可影響植物體內(nèi)激素的合成。隨著植株生殖器官的不斷出現(xiàn)、營養(yǎng)器官繼續(xù)迅速增長，植株體內(nèi)養(yǎng)分供應(yīng)不足或分配失調(diào)，是造成紫云英花莢大量脫落的主要生理原因，本研究結(jié)果表明，在開花前，葉面噴施400 mg/kg鉬肥處理可促進(jìn)1～4層花序莢果結(jié)實率、單莢籽粒數(shù)和粒重的增加。由此推測，在開花前，噴施400 mg/kg鉬肥可能調(diào)控了花莢發(fā)育過程中葉片和花莢內(nèi)源激素水平的變化，或改變了花序?qū)硬煌课煌锏墓?yīng)與分配，從而有利于1～4層花序莢果發(fā)育與結(jié)實，其內(nèi)在的生理機(jī)制需進(jìn)行進(jìn)一步的探究。

4 結(jié)論

在紫云英花莢開始脫落之前，采取葉面噴施鉬肥（400 mg/kg），可明顯促進(jìn)紫云英中下層花序莢果結(jié)實率、單莢籽粒數(shù)和粒重的增加。由此建議，在紫云英生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)各生態(tài)區(qū)土壤鉬供應(yīng)狀況，關(guān)注鉬肥的施用，葉面噴鉬不失為一項投入少、增粒增重效果好的技術(shù)措施。