楊紅梅,張躍強,史應武,吾買爾江·庫爾班,林 青,王 寧,楚 敏,曾 軍

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學院微生物應用研究所/新疆特殊環(huán)境微生物實驗室,烏魯木齊 830091;2. 新疆農(nóng)業(yè)科學院核技術(shù)生物技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部荒漠綠洲作物生理生態(tài)與耕作重點實驗室,烏魯木齊 830091;3. 新疆農(nóng)業(yè)科學院庫車陸地棉試驗站,新疆庫車 842000)

0 引 言

【研究意義】葉面施肥養(yǎng)分吸收快、利用率高、針對性強、用肥量少,是土壤施肥的有效補充,科學合理施用葉面肥有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。小麥是新疆主要糧食作物之一,占全區(qū)糧食作物種植面積的50%左右。小麥生育后期噴施葉面肥,有助于小麥植株的生長發(fā)育,對產(chǎn)量及其構(gòu)成因素和籽粒品質(zhì)有積極的影響[3-7]。【前人研究進展】葉面肥種類繁多,主要包括調(diào)節(jié)型、營養(yǎng)型、生物型、單一型微量元素、復合型等幾種類型[8]。目前,葉面肥在糧食、果蔬等作物上應用廣泛,其中噸田寶、磷酸二氫鉀、尿素是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用的葉面肥。噸田寶廣泛應用于種植業(yè),在小麥抗逆增產(chǎn)中效果顯著[9-12]。磷酸二氫鉀是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的高效磷鉀復合肥料[13-14];尿素是作物生產(chǎn)中最常用的氮素肥料,適時適量施用尿素對農(nóng)作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)至關(guān)重要[15-16];磷酸二氫鉀與尿素配施對提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的效果優(yōu)于單一施肥[17-19]。光合菌肥(photosynthetic bacteria fertilizer,簡稱PSB fertilizer)是一種優(yōu)質(zhì)生物肥料[20-28]。【本研究切入點】目前,有關(guān)生物型葉面肥與其它類型葉面肥對冬小麥產(chǎn)量與品質(zhì)影響的比較研究相對較少。需研究相同基肥條件下不同類型葉面肥對冬小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以生產(chǎn)上較常用的葉面肥(噸田寶、磷酸二氫鉀+尿素)和自主研發(fā)的光合菌肥作為供試肥料,在小麥灌漿期噴施2 次,分析光合菌肥在冬小麥上的施用效果,為冬小麥生產(chǎn)肥料的合理選擇及施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

冬小麥品種為新冬20號。噸田寶(小麥灌漿期專用型,黑龍江禾田豐澤興農(nóng)科技開發(fā)有限公司生產(chǎn));磷酸二氫鉀(貴州開磷集團股份有限公司生產(chǎn),KH2PO4≥ 99%);尿素(中國石油天然氣股份有限公司烏魯木齊石化分公司生產(chǎn),總氮≥ 46%);光合菌肥(系紫色非硫光合細菌液體肥,主要成分:嗜酸柏拉紅菌(Rhodoblastusacidophilus),總活菌數(shù)1.23×1010CFU/mL,由新疆農(nóng)業(yè)科學院微生物應用研究所提供。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

試驗在新疆喀什地區(qū)疏勒縣庫木西力克鄉(xiāng)15村4小隊、5小隊、8小隊進行,種植制度為冬小麥-復播谷子一年兩熟。于2019～2020年冬小麥生長季,在大田試驗條件下,采用隨機區(qū)組排列,共設置4個施肥處理,①噸田寶:750 mL/hm2,兌水300 kg;②磷酸二氫鉀+尿素:3 kg/hm2,兌水300 kg;③光合菌肥:30 L/hm2,兌水300 kg;④清水對照(CK,不施葉面肥,噴施等量清水)。每個處理3次重復,每個處理小區(qū)面積為22 m×20 m=440 m2。于小麥灌漿初期(花后10 d)、灌漿中期(花后20 d)各噴施1次,其他田間管理等同一般高產(chǎn)麥田。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 小麥籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

于小麥成熟期,每個處理每個重復選取長勢均勻的樣段,每個樣段收取1 m2進行脫粒測產(chǎn)及室內(nèi)考種,測定小麥穗長、穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、可孕小穗數(shù)、穗粒數(shù)、穗粒重和千粒重等7個產(chǎn)量構(gòu)成因素。

1.2.2.2 小麥籽粒品質(zhì)

收獲后的小麥籽粒,經(jīng)過2個月生理后熟期,用近紅外谷物品質(zhì)分析儀對籽粒粗蛋白質(zhì)含量(干基)、容重、硬度指數(shù)、出粉率、吸水率、濕面筋含量、形成時間、穩(wěn)定時間和沉降值等9個小麥品質(zhì)相關(guān)性狀進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 20.0 軟件和Microsoft Excel 2010進行試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析及作圖,采用單因素ANOVA進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉面肥對小麥籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

2.1.1 不同類型葉面肥噴施對小麥籽粒產(chǎn)量的影響

研究表明,與不噴施葉面肥對照(噴灑清水,CK)相比,灌漿期噴施噸田寶、磷酸二氫鉀+尿素、光合菌肥3種不同類型葉面肥處理均可顯著提高小麥籽粒產(chǎn)量(P<0.05)。不同處理小麥籽粒產(chǎn)量高低依次為噸田寶>光合菌肥>磷酸二氫鉀+尿素>CK,3種類型葉面肥處理小麥籽粒產(chǎn)量分別為8 310.75、8 204.10和8 131.8 kg/hm2,較CK分別增產(chǎn)7.46%、6.08%、5.15%;3種類型葉面肥處理間差異不顯著。圖1

注:圖柱上不同小寫字母表示同時期處理間差異顯著(P<0.05)

2.1.2 不同類型葉面肥噴施對小麥籽粒產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

研究表明,與CK相比,3種不同類型葉面肥處理均有利于小麥產(chǎn)量的形成。噸田寶、磷酸二氫鉀+尿素、光合菌肥處理的小麥穗粒重、千粒重均顯著高于CK,其中穗粒重分別較CK提高17.12%、14.38%、15.75%,千粒重分別較CK提高5.79%、5.24%、5.51%,3種類型葉面肥處理間差異均不顯著;3種類型葉面肥處理的小麥穗長、穗數(shù)、不孕小穗數(shù)、可孕小穗數(shù)和穗粒數(shù)與CK差異均不顯著。灌漿期葉面噴施噸田寶、磷酸二氫鉀+尿素、光合菌肥均可有效增加小麥的穗粒重和千粒重,提高籽粒產(chǎn)量,其中噸田寶處理的效果較好。表1

表1 不同葉面肥噴施下小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素變化

2.2 不同葉面肥對小麥籽粒品質(zhì)的影響

2.2.1 不同類型葉面肥噴施對小麥籽粒粗蛋白質(zhì)含量的影響

研究表明,與CK相比,灌漿期噴施噸田寶、磷酸二氫鉀+尿素、光合菌肥3種不同類型葉面肥,均能夠顯著增加小麥粗蛋白質(zhì)含量(P<0.05);不同處理小麥粗蛋白質(zhì)含量由高到低依次為:光合菌肥>磷酸二氫鉀+尿素>噸田寶>CK,3種類型葉面肥處理間差異均不顯著。噴施葉面肥可以顯著改善小麥粗蛋白質(zhì)含量,其中光合菌肥處理的效果較好。圖2

圖2 不同葉面肥處理下小麥籽粒粗蛋白質(zhì)含量變化

2.2.2 不同類型葉面肥噴施對小麥籽粒1次加工品質(zhì)的影響

研究表明,與CK相比,灌漿期噴施3種不同類型葉面肥對小麥籽粒容重、硬度指數(shù)、出粉率這3項1次加工品質(zhì)(磨粉品質(zhì))均有一定的改善作用。其中,容重分別較CK提高1.27%、0.89%、0.89%,硬度指數(shù)分別較CK提高1.97%、2.96%、3.44%,出粉率分別較CK提高0.51%、0.63%、1.78%。3種不同類型葉面肥噴施處理的容重、硬度指數(shù)和出粉率效果差別不大,均略高于未噴肥處理CK,但差異不顯著(P>0.05)。表2

表2 不同葉面肥處理下小麥籽粒1次加工品質(zhì)變化

2.2.3 不同類型葉面肥噴施對小麥籽粒2次加工品質(zhì)的影響

研究表明,灌漿期噴施3種不同類型葉面肥對小麥籽粒吸水率、濕面筋含量、形成時間、穩(wěn)定時間、沉降值這5項2次加工品質(zhì)(食品加工品質(zhì))均有一定程度的提高作用。小麥濕面筋含量受葉面肥影響的大小表現(xiàn)為光合菌肥>磷酸二氫鉀+尿素>噸田寶>CK,3種類型葉面肥處理間差異不顯著,但光合菌肥和磷酸二氫鉀+尿素處理的濕面筋含量顯著高于CK(P<0.05)。與CK相比,3種類型葉面肥顯著延長了面團穩(wěn)定時間,受葉面肥影響的大小表現(xiàn)為光合菌肥>噸田寶>磷酸二氫鉀+尿素>CK,葉面肥處理間差異不顯著。3種不同類型葉面肥噴施處理對小麥籽粒吸水率、面團形成時間以及沉降值的影響雖不顯著但均呈增高的趨勢。噴施葉面肥處理的小麥籽粒吸水率、濕面筋含量、形成時間、穩(wěn)定時間、沉降值均高于未噴肥處理,其中光合菌肥處理的效果較好。表3

表3 不同葉面肥處理下小麥籽粒2次加工品質(zhì)變化

3 討 論

3.1 不同類型葉面肥對冬小麥籽粒產(chǎn)量的影響

研究結(jié)果表明,3種不同類型葉面肥均可顯著提高小麥產(chǎn)量,但增產(chǎn)效果不一,其中噸田寶提高小麥籽粒產(chǎn)量的效果略優(yōu)于光合菌肥,其次是磷酸二氫鉀+尿素。噸田寶是一種植物生長調(diào)節(jié)劑,通過調(diào)節(jié)小麥內(nèi)源激素水平,改善小麥發(fā)育進程和產(chǎn)量構(gòu)成因素,增產(chǎn)效果顯著。薛志偉等[9]研究表明,灌漿期噴施噸田寶可以增加小麥穗長、穗粒數(shù)和總小穗數(shù),提高小麥產(chǎn)量。陸梅等[10]研究表明,噴施噸田寶可延長小麥葉片功能期,延緩根系衰老,增加成熟期穗數(shù)和千粒重,從而顯著提高籽粒產(chǎn)量。張朋偉等[12]研究表明,小麥灌漿初期噴施噸田寶有利于延長籽粒灌漿期,增加千粒重,提升干物質(zhì)積累,從而增加產(chǎn)量。李忠華等[5]研究表明,噴施噸田寶能提高小麥葉片葉綠素含量,增加次生根數(shù)、穗長,顯著增加小麥籽粒產(chǎn)量。試驗研究表明,小麥灌漿初期(花后10 d)、灌漿中期(花后20 d)各噴施噸田寶1次,顯著增加了小麥籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素(尤其是穗粒重和千粒重)。

3.2 不同類型葉面肥對冬小麥籽粒品質(zhì)的影響

研究結(jié)果表明,3種不同類型葉面肥均可顯著提高小麥籽粒粗蛋白質(zhì)含量和面團穩(wěn)定時間;其中光合菌肥還顯著提高了小麥濕面筋含量,改善小麥籽粒品質(zhì)的性能略優(yōu)于磷酸二氫鉀+尿素、噸田寶。光合細菌是一類能利用光能作為能量來源的特殊微生物菌群,通過自身的代謝活動,促進農(nóng)作物的生長,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。在農(nóng)作物減肥增效提質(zhì)的需求下,以光合細菌為菌種的光合菌肥在許多作物上取得了良好的應用效果。趙志強等[22]研究表明,光合細菌和尿素聯(lián)合施用改善了水稻農(nóng)藝性狀,顯著提高了水稻產(chǎn)量,提升了水稻品質(zhì)。楊芳等[24]研究表明,施用光合菌肥顯著增加了番茄植株的株高、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量,提高了番茄果實番茄紅素和抗壞血酸的含量。趙芮晗等[26]研究表明,光合細菌與豬場糞污聯(lián)合施用能提高生菜的可溶性蛋白、可溶性糖和維生素C含量。試驗研究表明,小麥灌漿初期(花后10 d)、灌漿中期(花后20 d)各噴施光合菌肥1次,顯著增加了小麥籽粒粗蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量和面團穩(wěn)定時間等品質(zhì)指標。田壽樂等[17]研究表明,尿素和磷酸二氫鉀配施可提高肥料利用效率,對板栗產(chǎn)量和品質(zhì)具有明顯的正向協(xié)同效應。呂曉飛等[18]研究表明,磷酸二氫鉀和6-BA配施能有效提高谷子的光合特性,改善谷子的穗部性狀,提高產(chǎn)量。屈磊等[19]研究表明,尿素與磷酸二氫鉀對小麥具有明顯的復合增效作用,顯著提高了旗葉光合作用、千粒重和最終產(chǎn)量。趙志強等[22]研究表明,光合菌肥與尿素配施顯著激活了土壤反消化酶活性和脲酶活性,從而促進了水稻產(chǎn)量的增加和品質(zhì)的提升。不同葉面肥配施的種類及施用的最佳配比還需進一步的試驗驗證和探討。

4 結(jié) 論

3種不同類型葉面肥,噸田寶為調(diào)節(jié)型葉面肥、磷酸二氫鉀+尿素為營養(yǎng)型葉面肥、光合菌肥為生物型葉面肥。3種施肥處理均可顯著提高小麥穗粒重、千粒重和籽粒產(chǎn)量;3種施肥處理也能顯著提高小麥籽粒粗蛋白質(zhì)含量和面團穩(wěn)定時間,光合菌肥、磷酸二氫鉀+尿素還能顯著提高小麥籽粒濕面筋含量。噴施葉面肥有利于增加小麥籽粒產(chǎn)量和改善籽粒品質(zhì)。