腐植酸水溶肥對(duì)小麥產(chǎn)量及抗逆性的影響效應(yīng)

王潤正 高 覓 張雪花 周 濤 高文興

(1 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院 北京 100193 2 內(nèi)蒙古永業(yè)農(nóng)豐生物科技有限責(zé)任公司 呼和浩特 010000)

近年來，我國北方小麥生產(chǎn)常遇高溫、低溫和干旱威脅，災(zāi)情頻發(fā)，嚴(yán)重影響小麥安全生長和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。在眾多的抗旱保水劑中，比較受關(guān)注的是腐植酸類。眾多研究表明，腐植酸在改良土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)作物生長發(fā)育，提高作物抗逆性和產(chǎn)量等方面有很好的作用[1]。周毅等[2]的研究表明，盆栽春小麥?zhǔn)艿礁珊得{迫后, 在長勢(shì)較差、土壤蒸發(fā)占優(yōu)勢(shì)的條件下，噴施硝基黃腐酸鈉，可以通過降低作物蒸騰作用和提高水分利用效率來增強(qiáng)其抗旱性。陳玉玲等[3]通過黃腐酸浸小麥根系試驗(yàn)表明，黃腐酸既可以直接起作用來刺激植物生長發(fā)育和抑制氣孔開張，也可以通過改變內(nèi)源激素水平(ABA和IAA)間接起作用。張小冰等[4]的研究表明，腐植酸鉀浸種玉米，可以有效提高干旱脅迫下植物體細(xì)胞保護(hù)酶活性，減少丙二醛的產(chǎn)生，降低膜脂的過氧化程度，增加膜的穩(wěn)定性，提高植物抗旱性。葉綠素含量和葉片光合速率與植物營養(yǎng)物質(zhì)的積累密切相關(guān)，而相對(duì)電導(dǎo)率是反映植物膜系統(tǒng)狀況的一個(gè)重要的生理生化指標(biāo)，植物在受到逆境或者其他損傷的情況下細(xì)胞膜容易破裂，膜蛋白受傷害因而使胞質(zhì)的胞液外滲而使相對(duì)電導(dǎo)率增大。因此，葉綠素含量、葉片光合速率和葉片電導(dǎo)率等指標(biāo)均可反映出植物的生長狀況。

為了尋找小麥抗逆增產(chǎn)的有效技術(shù)措施，本項(xiàng)研究以內(nèi)蒙古永業(yè)農(nóng)豐生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的含腐植酸水溶肥料“生命素”(加強(qiáng)型)為試材，在正常與逆境脅迫兩種條件下，考察研究“生命素”對(duì)小麥生長、產(chǎn)量形成及抗逆性的影響效應(yīng)，檢測(cè)其對(duì)干旱、高溫等逆境的抗災(zāi)減災(zāi)效果，在明確其大田應(yīng)用效應(yīng)基礎(chǔ)上，確定其最佳使用劑量。

1 試驗(yàn)內(nèi)容

1.1 試驗(yàn)材料

供試肥料是內(nèi)蒙古永業(yè)農(nóng)豐生物科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的含腐植酸水溶性肥料“生命素”，主要技術(shù)指標(biāo)水溶性腐植酸含量≥50 g/L，氮、磷、鉀總含量≥200 g/L，微量元素(錳、硼、鉬、鋅等)總量≥10 g/L。小麥品種有衡4399、濟(jì)麥22、石麥15、濰麥8號(hào)。

1.2 試驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容

葉綠素相對(duì)含量的測(cè)定：采用SPAD502型葉綠素測(cè)定儀，每處理測(cè)定3片旗葉。

光合速率的測(cè)定：用CO2分析儀測(cè)定葉片光合速率，用便攜式葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定葉品光化學(xué)效率(Fv/Fm)，每處理測(cè)3片旗葉。

相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定：取大小相當(dāng)?shù)闹参锶~片(盡量保證葉片的完整性，少含莖節(jié))，用自來水洗凈后再用蒸餾水沖洗3次，用濾紙吸干表面水分，將葉片剪成適宜長度的長條(避開主脈)，快速稱取鮮樣3份，每份0.1 g，分別置于10 mL去離子水的刻度試管中，蓋上玻璃塞置于室溫下浸泡處理12 h．用電導(dǎo)儀測(cè)定浸提液電導(dǎo)(R1)，然后沸水浴加熱30 min，冷卻至室溫后搖勻，再次測(cè)定浸提液電導(dǎo)(R2)。相對(duì)電導(dǎo)率=R1/R2×100%，每處理重復(fù)3次。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 “生命素”應(yīng)用濃度及效應(yīng)試驗(yàn)

在大田條件下設(shè)置“生命素”不同應(yīng)用濃度處理試驗(yàn)，處理包括：

A、花后3 d噴“生命素”液(稀釋400倍)+花后10 d噴“生命素”液(稀釋400倍)；

B、花后3 d噴“生命素”液(稀釋600倍)+花后10 d噴“生命素”液(稀釋600倍)；

C、花后3 d噴“生命素”液(稀釋800倍)+花后10 d噴“生命素”液(稀釋800倍)；

D、花后3 d噴“生命素”液(稀釋1000倍)+花后10 d噴“生命素”液(稀釋1000倍)；

E、花后3 d噴“生命素”液(稀釋600倍)和磷酸二氫鉀(0.3%)+花后10天噴“生命素”液(稀釋600倍)和磷酸二氫鉀(0.3%)；

F、花后3 d噴磷酸二氫鉀(0.3%)+花后10 d噴磷酸二氫鉀(0.3%)；

G、對(duì)照(噴清水)。

“生命素”推薦用量為100毫升/畝，具體稀釋濃度按照各處理要求進(jìn)行稀釋(下同)。

試驗(yàn)小麥品種為衡4399，正常田間管理，每處理小區(qū)50 m2，重復(fù)3次。

1.3.2 不同水分條件下“生命素”的效應(yīng)試驗(yàn)

在春季不澆水(0水)、澆1水、澆2水3種水分條件下進(jìn)行“生命素”處理。

“生命素”處理：花后3 d噴“生命素”液(稀釋800倍)+花后10 d噴“生命素”液(稀釋800倍)：在澆1水田，增設(shè)磷酸二氫鉀(0.5%，花后3 d+花后10 d噴)處理。以同時(shí)噴清水為對(duì)照。小麥品種為濟(jì)麥22，每處理小區(qū)58 m2，重復(fù)3次。

1.3.3 花后高溫脅迫條件下“生命素”處理效應(yīng)

采用品種石麥15，于開花后第3天進(jìn)行“生命素”處理(稀釋800倍，連續(xù)噴2次)，以同時(shí)噴清水為對(duì)照(CK)。處理后第3天進(jìn)行大棚增溫，高溫處理15 d，溫度為35～38 ℃。另設(shè)自然溫度(25～28 ℃)對(duì)照。

1.3.4 限水灌溉下不同播期小麥對(duì)“生命素”的反應(yīng)

在春澆1水條件下，設(shè)置3種播期試驗(yàn)，即早播(10月10日)；晚播(10月20日)；超晚播(10月30日)，在各播期進(jìn)行“生命素”處理，即在花后3 d噴“生命素”液(稀釋600倍)+花后10 d噴“生命素”液(稀釋600倍)；以同時(shí)噴清水為對(duì)照。供試品種石麥15。每處理小區(qū)50 m2，重復(fù)2次。

1.3.5 不同品種對(duì)“生命素”處理的反應(yīng)

在超晚播(播期：11月10日) 條件下，安排4個(gè)品種，包括：石麥15(河北)、衡4399(河北)、濟(jì)麥22(山東)、濰麥8號(hào)(山東)。在每個(gè)品種區(qū)設(shè)噴施“生命素”處理和噴施清水(CK)對(duì)照進(jìn)行比較試驗(yàn)，“生命素”處理為：花后3 d噴“生命素”液(稀釋600倍)+花后10 d噴“生命素”液(稀釋600倍)。每處理小區(qū)30 m2，重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 “生命素”應(yīng)用濃度及效應(yīng)試驗(yàn)

與對(duì)照相比，幾種不同濃度的“生命素”處理均提高了千粒重，進(jìn)而提高了產(chǎn)量。增產(chǎn)效果最明顯的處理為C和E，即采用2次噴施800倍“生命素”液，或2次噴施“生命素”(600倍液)與磷酸二氫鉀(0.3%)混合液效果最好。見表1。

表1 “生命素”不同應(yīng)用濃度對(duì)小麥千粒重和產(chǎn)量的影響Tab.1 Effects of different concentrations of “Shengmingsu”on 1000-grain weight and yield of wheat

2.2 不同水分條件下“生命素”效應(yīng)試驗(yàn)

不同水分條件處理對(duì)產(chǎn)量和千粒重的影響效應(yīng)見表2。

表2 不同供水條件下“生命素”處理對(duì)產(chǎn)量的影響Tab.2 Effects of “Shengmingsu” treatment on yield of wheat under different times of irrigation

在不同水分條件下“生命素”處理均表現(xiàn)比對(duì)照有所增產(chǎn)，在0水條件下，增產(chǎn)幅度達(dá)11%；在1水條件下，增產(chǎn)幅度7.8%；在2水條件下增產(chǎn)幅度2%。說明在后期無灌溉或水分脅迫條件下，“生命素”的增產(chǎn)效應(yīng)能較好表現(xiàn)出來。

在春澆1水條件下，測(cè)定了不同處理對(duì)花后葉片光合速率、葉綠素相對(duì)含量、相對(duì)電導(dǎo)率的影響，從表3可以看出，“生命素”和磷酸二氫鉀處理均能明顯提高小麥的光合活性，光合速率均高于對(duì)照，花后25 d，“生命素”處理也較磷酸二氫鉀處理高?；ê?5 d，“生命素”處理下的葉片葉綠素含量(表4)高于磷酸二氫鉀處理和對(duì)照。而花后25 d，“生命素”處理的葉片電導(dǎo)率(表5)均低于磷酸二氫鉀處理和對(duì)照，說明“生命素”處理具有維特葉片功能持續(xù)期的作用，對(duì)于提高作物產(chǎn)量具有一定作用。

2.3 花后高溫脅迫條件下“生命素”處理效應(yīng)

表6顯示，在正常大氣溫度下，花后噴施“生命素”對(duì)粒重和產(chǎn)量有一定提高效應(yīng)，而在高溫脅迫條件下，“生命素”處理的增產(chǎn)效應(yīng)更突出。

表3 “生命素”處理對(duì)葉片光合速率的影響Tab.3 Effects of “Shengmingsu” treatment on photo synthetic rate of fl ag leaves μmolCO2/m?s

表4 “生命素”處理對(duì)葉片葉綠素相對(duì)含量的影響Tab.4 Effects of “Shengmingsu” treatment on relative Chlorophyll content of fl ag leaves

表5 “生命素”處理對(duì)葉片相對(duì)電導(dǎo)率的影響Tab.5 Effects of “Shengmingsu” treatment on relative Chlorophyll content of fl ag leaves %

表6 不同溫度條件下“生命素”處理的產(chǎn)量效應(yīng)Tab.6 Effects of “Shengmingsu” treatment on yield of wheat under different temperature conditions

對(duì)不同處理葉片光合速率和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定表明，在正常溫度下“生命素”處理對(duì)光合性能有改善作用，在高溫脅迫條件下，“生命素”處理葉片光合速率與光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)高于對(duì)照，與對(duì)照的差異較為明顯。見表7。

測(cè)定表明，高溫脅迫下葉片電導(dǎo)率明顯升高，說明高溫對(duì)細(xì)胞膜有損傷作用。高溫脅迫后“生命素”處理葉片電導(dǎo)率上升幅度小于對(duì)照，所測(cè)電導(dǎo)值低于對(duì)照，說明“生命素”處理對(duì)細(xì)胞膜有一定保護(hù)作用。所測(cè)葉綠素含量，“生命素”處理高于對(duì)照。見表8。

表7 不同溫度條件下“生命素”處理對(duì)旗葉光合指標(biāo)的影響Tab.7 Effects of “Shengmingsu” treatment on the photosynthetic indexes of fl ag leaves under different temperature conditions

表8 不同溫度條件下“生命素”處理對(duì)旗葉的影響Tab.8 Effects of “Shengmingsu” treatment on the stability of fl ag leaves under different temperature conditions

2.4 限水灌溉下不同播期小麥對(duì)“生命素”的反應(yīng)

播期不同，小麥根系生長及開花成熟期也會(huì)有差異。過晚播一般開花期有所推遲，后期易遭高溫及干熱風(fēng)危害。分別在3種不同播期條件下進(jìn)行“生命素”處理，結(jié)果表明，播期越晚“生命素”處理對(duì)粒重的正面效應(yīng)越明顯，在超晚播條件下，“生命素”處理增產(chǎn)效應(yīng)相對(duì)較大(表9)。

2.5 不同品種對(duì)“生命素”處理的反應(yīng)

在不同品種試驗(yàn)田應(yīng)用“生命素”，得出以下結(jié)論見表10。

所測(cè)4個(gè)品種對(duì)小麥“生命素”處理對(duì)比照區(qū)均表現(xiàn)出增產(chǎn)的正向效應(yīng)。其中，尤其是衡4399和濰麥8號(hào)，在畝產(chǎn)量的比較中增加8%與16%。“生命素”處理的產(chǎn)量均顯著高于對(duì)照。

表9 不同播期小麥“生命素”處理對(duì)產(chǎn)量的影響Tab.9 Effects of “Shengmingsu” treatment on yield of different sowing dates of wheat

表10 “生命素”處理對(duì)不同品種產(chǎn)量的影響Tab.10 Effects of “Shengmingsu” treatment on yields of different wheat varieties

3 結(jié)論

以黃腐酸為主要成分的腐植酸水溶肥“生命素”，在逆境條件下，對(duì)提高葉片葉綠素含量、提高光合速率，有效降低小麥葉片的電導(dǎo)率效果明顯，從而減少干旱、高溫等對(duì)細(xì)胞的破壞作用，對(duì)維持葉片光合功能有一定調(diào)節(jié)效應(yīng)，對(duì)提高小麥粒重和產(chǎn)量具有正向效應(yīng)。噴施“生命素”對(duì)小麥的增產(chǎn)表現(xiàn)與品種和環(huán)境有一定關(guān)系，在干旱和高溫逆境下增產(chǎn)效果較明顯?！吧亍痹谛←溕笃趹?yīng)用的適宜濃度為600～800倍稀釋液，以在灌漿前期噴施2次(間隔5～7 d)為好，將“生命素”與磷酸二氫鉀(0.3%)混合應(yīng)用效果更佳。

有關(guān)小麥增產(chǎn)效應(yīng)與增產(chǎn)機(jī)理有待進(jìn)一步研究和探討。

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