不同肥料對鹽堿地小麥花后旗葉生理特性及產(chǎn)量的影響

摘要：設置復合肥（CK）、有機肥（T1）、過磷酸鈣（T2）、過磷酸鈣與有機肥混施（T3）4種施肥處理，進行鹽堿地小麥（Triticum aestivum L.）旗葉生理特性的研究，進而確定鹽堿地小麥的合理施肥配方。結果表明，隨著灌漿進程的推進，各處理旗葉中的丙二醛（MDA）及游離脯氨酸（FP）含量均呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢，相較于其他3種處理，T3的MDA含量增長速度較慢且積累量較少，游離脯氨酸含量增長迅速且積累量較多；超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）活性以及可溶性蛋白質(zhì)含量呈逐漸降低的趨勢，與其他處理相比，T3有較高的SOD、POD活性及可溶性蛋白質(zhì)含量。T3的產(chǎn)量及其構成因素顯著高于其他處理。從衰老特性及產(chǎn)量來看，過磷酸鈣與有機肥混施（T3）是鹽堿地較為合理的施肥配方。

關鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）；鹽堿地；肥料；生理特性；產(chǎn)量

中圖分類號：S512.1；S143.6 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）13-3280-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.13.004

土壤鹽漬化是制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素之一，嚴重影響作物的生長發(fā)育，造成了作物的減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)[1-4]。在全世界現(xiàn)有耕地中約有3.6億hm2在遭受鹽漬化侵害，約占可耕地面積的10%，隨工業(yè)發(fā)展與人口增長，可耕地面積急劇下降，而不合理的灌溉及化肥農(nóng)藥的不當使用，使次生鹽漬化土地面積仍在持續(xù)擴大[5，6]。因此鹽堿地的合理改良和高效利用對于提高糧食產(chǎn)量及糧食安全具有重要的意義。

小麥（Triticum aestivum L.）是世界上主要的糧食作物之一，其在鹽堿地中推廣種植是農(nóng)業(yè)亟待解決的問題。前人對鹽堿地的改良做了一些研究，有學者認為過磷酸鈣可以顯著改良鹽堿土，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[7，8]，且過磷酸鈣還可以有效減少玉米秸稈及有機肥中的氨氣揮發(fā)，并減少溫室氣體的排放，有助于提高肥料的利用效率[9，10]。宇萬太等[11]、宋震震等[12]研究發(fā)現(xiàn)有機肥能夠增加土壤堿解氮和全氮含量，改善土壤養(yǎng)分和酶活性，具有明顯的增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)作用；張建兵等[13]、李鳳霞等[14]指出有機肥可以降低土壤pH和全鹽含量。上述研究多為不同施肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響，而對鹽堿地小麥花后旗葉衰老特性及產(chǎn)量的影響研究鮮有報道。本試驗設置不同的施肥處理并對鹽堿地小麥衰老特性進行動態(tài)研究，以期為鹽堿地的改良和高效利用提供理論依據(jù)，進而探索鹽堿地小麥的合理施肥措施。

1 材料與方法

1.1 材料與設計

供試小麥品種為青麥6號，由青島農(nóng)業(yè)大學小麥遺傳與育種實驗室提供。試驗在東營市現(xiàn)代畜牧業(yè)示范區(qū)（東經(jīng)118°53′，北緯37°38′）進行。氣候?qū)儆跍貛Ъ撅L氣候，年降水量480～580 mm，年平均氣溫10～15 ℃。耕作層含全氮1.58 g/kg，速效磷20.63 mg/g，堿解氮61.62 mg/g，速效鉀111.56 mg/g，有機質(zhì)9.67 g/kg，pH 7.04。

本試驗設復合肥（N∶P∶K為18∶18∶8）1 500 kg/hm2（CK）、海藻酸有機肥料1 500 kg/hm2（T1）、過磷酸鈣1 500 kg/hm2（T2）、海藻酸有機肥料與過磷酸鈣各750 kg/hm2混施（T3）4種處理。每個處理設3個小區(qū)，隨機分布，小區(qū)面積為31 m2（3.1 m×10.0 m）。播種日期為2014年10月21日。

1.2 取樣和測定方法

于小麥的開花期選取生長基本一致的小麥150株標記，每隔7 d隨機采集小麥旗葉10片，經(jīng)液氮處理后保存在超低溫冰箱中。

丙二醛（MDA）含量按照林植芳等[15]的方法測定，過氧化物酶（POD）活性按照錢嘉淵[16]的方法測定，超氧化物歧化酶（SOD）活性按照王愛國等[17]的方法測定，脯氨酸（Pro）含量按照鄒琦[18]的方法測定，可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍法[19]測定。

于小麥成熟期在田間調(diào)查每個小區(qū)的穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重，各小區(qū)選取完整的4 m2，風干脫粒稱量千粒重后換算為產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)、圖表利用Excel 2007處理，統(tǒng)計分析和差異顯著性用SAS 9.3處理。

2 結果與分析

2.1 不同施肥處理對鹽堿地小麥旗葉MDA含量的影響

由表1可知，隨著花后時間的延長，4種處理下小麥花后旗葉中MDA含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。開花0 d時，T3、T2、T1與CK相比差異顯著，三者的MDA含量顯著小于CK。在灌漿中、后期T2、T1、CK三者之間MDA含量相比差異不顯著，三者關系表現(xiàn)為T2

2.2 不同施肥處理對鹽堿地小麥旗葉POD活性的影響

由表2可以看出，在整個灌漿期各處理下小麥旗葉POD活性呈現(xiàn)單峰曲線的變化趨勢，其中T3、T2、T1在花后14 d達到峰值，CK在花后7 d達到峰值。開花0 d時，各處理的POD活性差異不顯著，其關系為T3>T2>T1>CK。在灌漿中期，T3、T2、T1的POD活性與CK相比差異顯著；在灌漿后期，T3與CK相比差異顯著，T2、T1與CK相比差異不顯著；在整個灌漿期T3的POD活性始終高于其他處理，表明在整個灌漿期T3處理較其他處理旗葉的衰老速度較慢，保持較長的持綠期。

2.3 不同施肥處理對鹽堿地小麥旗葉SOD活性的影響

由表3可以看出，各處理的SOD活性隨著灌漿的進行呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，在花后14 d時，4種處理的SOD活性差異不顯著；在灌漿前期，T3的SOD活性與CK相比差異顯著，T2、T1與CK相比差異不顯著；在灌漿后期，T3、T2、T1的SOD活性與CK差異顯著。在整個灌漿期，T3保持相對較高的SOD活性，T2高于T1，CK的SOD活性較低，表明在整個灌漿期，與其他處理相比，T3具有較高的SOD活性，顯著提高了小麥的耐鹽堿能力。

2.4 不同施肥處理對鹽堿地小麥旗葉脯氨酸含量的影響

由表4可知，各處理的小麥旗葉游離脯氨酸含量隨著灌漿的進行呈現(xiàn)上升的趨勢，各處理的脯氨酸含量關系始終表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK。在整個灌漿期間，T3、T2的游離脯氨酸含量與CK相比差異均顯著，T3與T2相比，除花后14 d時，其他時間差異均不顯著。T1與CK相比僅花后21 d時差異顯著，但在整個灌漿期T1的游離脯氨酸含量高于CK。在灌漿后期，T3、T2與T1、CK相比差異顯著，表明其在灌漿后期有較高的游離脯氨酸含量，能夠更好地調(diào)節(jié)組織的代謝功能，提高小麥的耐鹽性。

2.5 不同施肥處理對鹽堿地小麥旗葉可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由表5可知，CK、T1、T2三者旗葉的可溶性蛋白質(zhì)含量隨著灌漿的進行呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，并在花后7 d達到最大值，T3呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，但T3的可溶性蛋白質(zhì)含量始終高于其他處理。在灌漿前期各處理的可溶性蛋白質(zhì)含量差異不顯著，在灌漿的中、后期T3的可溶性蛋白質(zhì)含量與T1、CK相比差異顯著，T3與T2間差異不顯著，但T3的可溶性蛋白質(zhì)含量高于T2。表明T3處理在灌漿的中后期具有較高的可溶性蛋白質(zhì)含量，降低了鹽堿地對小麥的危害。

2.6 不同施肥處理對鹽堿地小麥產(chǎn)量及其構成因素的影響

由表6可知，穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量均表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK。在產(chǎn)量構成因素中，T1、T2的穗數(shù)、每穗粒數(shù)與CK相比差異均達顯著水平；T3的穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重與CK間差異顯著；T3、T2的穗數(shù)、每穗粒數(shù)與T1間差異顯著；T3的每穗粒數(shù)與T2相比差異達顯著水平。各處理間產(chǎn)量差異均達顯著水平，T3的產(chǎn)量顯著高于其他3種處理，與CK相比，T3、T2、T1的增產(chǎn)幅度分別為60.95%、41.23%、12.19%。

2.7 不同施肥處理間各因素的相關性

取整個灌漿期的脯氨酸、SOD、POD、MDA、可溶性蛋白質(zhì)的平均值做各因素之間的相關性分析。由表7可知，產(chǎn)量與脯氨酸、SOD、POD、MDA、可溶性蛋白質(zhì)、穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重的相關系數(shù)分別為0.982、0.974、0.958、-0.963、0.982、0.971、0.995、0.473，其中產(chǎn)量與脯氨酸、SOD、POD、可溶性蛋白質(zhì)、穗數(shù)、每穗粒數(shù)呈極顯著正相關，與MDA呈極顯著負相關。而MDA與除千粒重外的各因素均呈極顯著負相關，千粒重與各因素間無顯著相關性。

3 小結與討論

質(zhì)膜透性反映了植物葉片細胞膜的完整性以及受過氧化物破壞的程度，MDA是膜脂過氧化的產(chǎn)物，其積累量反映了細胞膜受損傷程度，研究發(fā)現(xiàn)鹽脅迫下植物體內(nèi)的MDA呈上升趨勢[20，21]。本研究發(fā)現(xiàn)T3處理的MDA積累量顯著小于其余3種處理，說明有機肥與過磷酸鈣混施（T3）可以有效地降低細胞膜受損傷程度，改良鹽堿地土壤，降低鹽堿脅迫對小麥的傷害。這可能與過磷酸鈣降低了土壤中的Na+ 含量有關。

在脅迫下植物體內(nèi)會產(chǎn)生并積累大量的活性氧，而SOD、POD能夠緩解或消除活性氧對植物的傷害[22，23]。前人認為鹽脅迫條件下，植物體內(nèi)的SOD、POD活性顯著降低[24]。在本試驗中SOD、POD都隨著灌漿的進行呈現(xiàn)下降的趨勢，T3、T2、T1與CK相比，3種處理的SOD、POD活性都明顯提高，其中T3處理最為顯著，T2次之，說明這3種處理與CK相比可有效改善鹽堿地土壤，進而提高抗氧化酶活性，降低鹽堿脅迫對小麥危害。這與李鳳霞等[14]、張大庚等[25]研究結果一致。游離脯氨酸作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，是否能作為耐鹽性指標存在較大分歧。Koca等[22]、Tripathi等[26]的研究結果表明，鹽脅迫條件下，植物體內(nèi)積累了大量游游離脯氨酸，增強了滲透調(diào)節(jié)能力，可作為植物耐鹽性指標；而Liu等[27]認為鹽脅迫下植物體內(nèi)脯氨酸變化不明顯，不能作為耐鹽性指標。本研究表明，在鹽堿地條件下，各處理的脯氨酸含量都呈現(xiàn)升高的趨勢，但T3的脯氨酸含量顯著高于其他3種處理，表明T3處理能夠使鹽堿地小麥有較高的脯氨酸含量，進而有助于小麥葉片細胞維持穩(wěn)定的細胞結構及正常的生理代謝功能。因此，脯氨酸在一定程度上可作為耐鹽性鑒定指標。可溶性蛋白質(zhì)在同化物代謝中發(fā)揮著重要的作用，本研究發(fā)現(xiàn)T1、T2、T3與CK相比，旗葉中的可溶性蛋白質(zhì)含量均增加，其中T3最為顯著，表明了T3處理對鹽堿地的改良最為顯著，顯著降低了鹽堿地的全鹽含量，這與曹彩云等[21]、王慎強等[28]研究認為有機肥與過磷酸鈣可顯著降低土壤鹽含量，提高可溶性蛋白質(zhì)含量一致。

作物產(chǎn)量及其構成因素是生產(chǎn)中的一項重要指標。本研究發(fā)現(xiàn)T3、T2、T1的產(chǎn)量與CK間差異顯著，其關系表現(xiàn)為T3>T2>T1>CK。在產(chǎn)量構成因素方面，T3與CK相比，其穗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重均顯著高于CK，表明T3通過提高穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重進而提高小麥產(chǎn)量。TI、T2的穗數(shù)、穗粒數(shù)與CK相比差異顯著，表明T2、T1通過影響小麥穗數(shù)和每穗粒數(shù)影響小麥產(chǎn)量。T2與T1穗數(shù)、穗粒數(shù)相比差異顯著，表明過磷酸鈣較有機肥可以顯著提高鹽堿地小麥的穗數(shù)和每穗粒數(shù)，進而提高產(chǎn)量。

從本試驗結果可知，過磷酸鈣和有機肥混施（T3）相較于其他3種處理，顯著降低了MDA含量，提高了SOD、POD活性、脯氨酸和可溶性蛋白質(zhì)含量及小麥產(chǎn)量，因此過磷酸鈣和有機肥混施（T3）是鹽堿地小麥較為合理的施肥方案。但過磷酸鈣和有機肥混施（T3）如何顯著改善土壤理化性質(zhì)、降低土壤鹽分以及提高小麥產(chǎn)量的機制還有待進一步研究。

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