腐植酸施用方法對綠豆產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

劉雪嬌茹雪峰高同國*譯

(1 韓國慶北大學(xué)應(yīng)用生物科學(xué)學(xué)院 大邱 702-701

2 巴基斯坦開伯爾-普什圖農(nóng)業(yè)大學(xué) 白沙瓦 25000

3 巴基斯坦開伯爾-普什圖農(nóng)業(yè)推廣學(xué)院 布內(nèi)爾 999010

4 阿曼尼茲瓦大學(xué)生物科學(xué)與化學(xué)學(xué)院 尼茲瓦 518103

5 美國密蘇里大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院和大豆生物技術(shù)國家中心(NCSB) 哥倫比亞 999076

6 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 保定 071001

7 保定市清苑區(qū)第一中學(xué) 保定 071100)

腐植酸施用方法對綠豆產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響

劉雪嬌6茹雪峰7高同國6*譯

(1 韓國慶北大學(xué)應(yīng)用生物科學(xué)學(xué)院 大邱 702-701

2 巴基斯坦開伯爾-普什圖農(nóng)業(yè)大學(xué) 白沙瓦 25000

3 巴基斯坦開伯爾-普什圖農(nóng)業(yè)推廣學(xué)院 布內(nèi)爾 999010

4 阿曼尼茲瓦大學(xué)生物科學(xué)與化學(xué)學(xué)院 尼茲瓦 518103

5 美國密蘇里大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院和大豆生物技術(shù)國家中心(NCSB) 哥倫比亞 999076

6 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 保定 071001

7 保定市清苑區(qū)第一中學(xué) 保定 071100)

為了探索腐植酸(HA)的施用方法，在白沙瓦開伯爾-普什圖省農(nóng)業(yè)大學(xué)的農(nóng)業(yè)研究農(nóng)場內(nèi)進(jìn)行了完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)試驗(yàn)，并設(shè)置3次重復(fù)。HA的施用方法分為浸種、葉片噴施和土壤施用3種。HA的施用方法對綠豆單株結(jié)莢數(shù)、每莢粒數(shù)、千粒重和籽粒產(chǎn)量具有顯著影響，而對綠豆生物量影響不大。每公頃土地施用3 kg HA能顯著提高綠豆結(jié)莢率、千粒重和產(chǎn)量；而土壤中加入1 kg/hm2和2 kg/hm2HA，濃度為0、1%、2%的HA浸種和0.01%、0.05%、0.1%的HA葉面噴施3種方法所得到的結(jié)果在統(tǒng)計(jì)學(xué)上相似。由此得出結(jié)論：3種施用HA的方法均能顯著提高綠豆產(chǎn)量及其構(gòu)成因子。

綠豆 腐植酸 浸種 葉面噴施 土壤施用 產(chǎn)量

綠豆[Vigna radiata (L.)，Wilczek]是蛋白質(zhì)的一種重要來源，自古以來被種植在以谷類為主要食物的印巴次大陸。綠豆因其種子可食用而被種植，其種子可以用于煮、發(fā)酵、烘烤、生芽或碾磨。與其他豆類相似，綠豆種子常被碾碎，然后制作成一種咖喱醬。綠豆也常常用來制作湯、面條、面包、甜食，加香料烘烤的綠豆種子同樣受到人們的歡迎。在南亞，降雨和灌溉交替的條件下種植300萬公頃的改良綠豆，年產(chǎn)量可達(dá)3100萬噸。大多數(shù)低收入國家綠豆消費(fèi)水平從22%增加到66%。即便如此，旱作地區(qū)由于稀少、不穩(wěn)定的降雨和貧瘠的土壤，綠豆產(chǎn)量普遍較低且不穩(wěn)定。

腐植酸(HA)是土壤有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)中重要的核心組成成分，被許多科學(xué)家、農(nóng)學(xué)家和農(nóng)民用來改善土壤條件和促進(jìn)植物生長。在植物中，HA因?qū)γ富钚?、營養(yǎng)物質(zhì)積累和生長有促進(jìn)作用，而被稱為“植物的食物”。HA對高碳水化合物類作物如馬鈴薯、胡蘿卜、玉米、水稻、小麥等的效果最顯著。HA中含51%～57%的C、4%～6%的N、0.2%～1%的P和其他少量微量元素。每公頃土壤施用1.0 kg HA能明顯促進(jìn)小麥、玉米、棉花、甜菜、花生產(chǎn)量提高(20%)和土壤理化條件的改善。 微量HA的應(yīng)用效果同樣適于改善作物的酶學(xué)特性。用HA處理種子對進(jìn)一步提高作物產(chǎn)量非常有利。

作物施用微量營養(yǎng)物質(zhì)通常有3種方法：土壤施肥、葉面噴施和種子處理。葉片噴施微量營養(yǎng)物質(zhì)是有效的，但反復(fù)噴施需要消耗大量的器材、肥料和勞動(dòng)力等所需成本太高，導(dǎo)致資源匱乏地區(qū)的農(nóng)民不能廣泛使用這種方法。同樣，在土壤中施用大量的高質(zhì)量微量元素肥料也令人無法承受。為了提高植物微量營養(yǎng)元素的含量，用微量元素處理種子是一種簡單且廉價(jià)的方法。

為了充分利用HA在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上的巨大潛力，本試驗(yàn)研究了HA的不同施用方法對提高綠豆產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地

白沙瓦地處亞熱帶、半干旱大陸性氣候，氣候溫?zé)?，年均降雨量約為360 mm。夏季( 5～9月)平均最高溫度40 ℃，最低溫度25 ℃。冬季(12月～次年3月底)平均最低溫度4 ℃，最高溫度18.4 ℃。冬季最高降雨量在3月，夏季在8月，且冬季平均降雨量高于夏季。試驗(yàn)土壤中N、P、可利用態(tài)Zn缺乏，但K元素充足。灌溉水來自運(yùn)河水。

試驗(yàn)區(qū)土壤理化性質(zhì)：砂8.7%，淤泥51.3%，粘土40%(紋理類；粉質(zhì)粘壤土)，有機(jī)質(zhì)0.845 g/kg，全氮0.04 g/kg，碳酸鈣14.4%，pH(1∶1)8.02，電導(dǎo)率0.87 ds/m、利用AB-DTPA提取營養(yǎng)元素磷(3.80 mg/kg)、鉀(105 mg/kg)，鋅(0.86 mg/kg)。

1.2 試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)于2007年夏季，在白沙瓦(北緯34°01’，東經(jīng)71°35’)開伯爾-普什圖省農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)研究農(nóng)場開展。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方法，并設(shè)置3次重復(fù)。播種期基施6 0 k g/h m2P，第一次灌溉時(shí)追施25 k g/h m2N?！癗 M-92”綠豆種子用量為25 k g/h m2，小區(qū)規(guī)格為4 m×5 m，共8行，行長4 m，行間距為50 cm?！癗M-92”是巴基斯坦費(fèi)薩拉巴德的農(nóng)業(yè)和生物學(xué)核研究所(NIAB)將當(dāng)?shù)赝蛔凅w“NM-36”與來源于亞洲蔬菜研究與發(fā)展中心(AVRDC)的外來品種(種質(zhì)保藏號VC 2768B)雜交獲得的綠豆品種，并于1996年被批準(zhǔn)種植。褐煤HA購自當(dāng)?shù)馗菜嵘a(chǎn)機(jī)構(gòu)(白沙瓦開伯爾-普什圖省農(nóng)業(yè)大學(xué)土壤與環(huán)境科學(xué)系)。種子萌發(fā)處理：分別用濃度為0.5%、1%、1.5%、2%的HA催芽綠豆種子8小時(shí)，種子發(fā)芽后，用自來水沖洗并在空氣中晾曬約2小時(shí)，以避免播種時(shí)粘手。土壤施用處理：分別將1、2、3 kg/hm2的HA加入到苗床土壤中。對于噴施處理：在綠豆5～6葉期，分別用0.01%、0.05%、0.1%濃度的HA進(jìn)行葉面噴施。農(nóng)業(yè)種植管理措施如灌溉、除草、鋤地等，各處理保持一致。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

各處理具體如下，處理1：干種子(對照)；處理2：蒸餾水浸種處理；處理3：0.5%HA催芽；處理4：1%HA催芽；處理5：1.5%HA催芽；處理6：2%HA催芽；處理7：土壤施用1 kg/hm2HA；處理8：土壤施用2 kg/hm2HA；處理9：土壤施用3 kg/hm2

HA；處理10：葉面噴施0.01% HA；處理11：葉面噴施0.05%HA；處理12：葉面噴施0.1%HA。

記錄綠豆單株結(jié)莢數(shù)，每莢粒數(shù)，千粒重(g)，生物量(kg/hm2)，籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)和收獲指數(shù)(%)。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)中隨機(jī)選取10株綠豆，統(tǒng)計(jì)每株綠豆結(jié)莢數(shù)，并取平均值。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選取10個(gè)豆莢，統(tǒng)計(jì)每個(gè)豆莢籽粒數(shù)量，其平均值即為該綠豆品種莢內(nèi)籽粒數(shù)量。每個(gè)試驗(yàn)區(qū)隨機(jī)選取1000粒綠豆種子，用電子天平稱重。統(tǒng)計(jì)生物量和籽粒產(chǎn)量：每個(gè)試驗(yàn)區(qū)選取有代表性的4行成熟綠豆收割，每4行捆綁成束，每束曬干后用彈簧秤稱重，其數(shù)值即為生物量(kg/hm2)；將豆莢摘下，曬干，脫粒，用電子天平稱重，其數(shù)值即為籽粒產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel工作表記錄，根據(jù)隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用方差分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，平均值比較采用LSD檢驗(yàn)(顯著水平為0.05)，5個(gè)產(chǎn)量指標(biāo)HA各處理間以及對照與其他處理組間均采用單自由度法進(jìn)行比較。

2 結(jié)論與討論

2.1 單株結(jié)莢數(shù)

綠豆單株結(jié)莢數(shù)見表1。表中數(shù)據(jù)表明，綠豆單株結(jié)莢數(shù)受HA施用方法的影響明顯。土壤中施入3 kg/hm2HA時(shí)，單株結(jié)莢數(shù)最多，其次為葉面噴施0.05%和0.1%HA處理(兩者作用相當(dāng))，干種子組單株結(jié)莢數(shù)最小。

樣本均數(shù)比較結(jié)果表明：對照組與其余組、對照組與蒸餾水浸種組、種子催芽組與葉面噴施組、種子催芽組與土壤施用組比較，單株結(jié)莢數(shù)差異均顯著；而葉面噴施和土壤施用組單株結(jié)莢數(shù)差異不顯著(表2)。相比其他各組和蒸餾水浸種組，干種子組單株結(jié)莢數(shù)較少；相比土壤施用組和葉面噴施組處理，催芽組單株結(jié)莢數(shù)較少；土壤施用HA單株結(jié)莢數(shù)高，與土壤能直接和間接促進(jìn)植株生長這一固有性質(zhì)相關(guān)?？傊寥朗┯肏A能改變土壤的松散度、含氧量、滲透性，提高土壤儲(chǔ)水能力。此外，HA可以增強(qiáng)土壤微生物活性，從而增加土壤中有機(jī)質(zhì)礦化率和溶解率，進(jìn)一步提高了大量和微量元素的可用性，以滿足作物快速生長的需要。

HA的激素活性也可以調(diào)節(jié)內(nèi)激素活動(dòng)機(jī)制。Ashraf等對綠豆單株結(jié)莢數(shù)有類似研究，他們發(fā)現(xiàn)先用0.005%水溶性HA浸泡，然后進(jìn)行噴施，可以顯著提高綠豆單株結(jié)莢數(shù)。本試驗(yàn)研究結(jié)果與Shuixiu和Ruizhen的研究結(jié)果一致，即KOMIX(一種含HA有機(jī)肥)能顯著提高春大豆單株結(jié)莢數(shù)。Almarshadi和Ismail發(fā)現(xiàn)，在干旱條件下，HA可通過提高土壤儲(chǔ)水能力來提高大麥分蘗數(shù)，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

表1 施用HA的不同方法對綠豆單株結(jié)莢數(shù)、每莢粒數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量和生物量的影響Tab.1 Pods/plant, grains/pod, thousand grain weights, grain yield and biological yield as affected by humic acid (HA) application methods in mungbean

表2 樣本均值比較不同施用HA的方法對綠豆單株結(jié)莢數(shù)、每莢粒數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量和生物量的影響Tab.2 Planned mean comparisons for pods/plant, grains/pod, thousand grain weights, grain yield and biological yield as affected by humic acid (HA) application methods in mungbean

2.2 每莢粒數(shù)

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，HA不同施用方法顯著影響每莢粒數(shù)。與對照組相比，HA各種施用方法得到的每莢粒數(shù)多于對照組，并且各種應(yīng)用方法間每莢粒數(shù)差異不顯著。土壤施用3 kg/hm2的HA所得綠豆每莢粒數(shù)最多；次之為1.5%HA浸種(11.7)，兩者在同一水平上；蒸餾水浸種組每莢粒數(shù)最少(9.4)，見表1。

樣本均數(shù)比較結(jié)果表明，對照組與其余組、對照組與蒸餾水浸種組每莢粒數(shù)差異顯著，而其他處理對比差異均不顯著(表2)。與其余處理組和蒸餾水浸種組相比，干種子組每莢粒數(shù)較少。

每莢粒數(shù)較高可能源于HA對葉綠素含量的間接正向作用。葉綠素含量的增加促進(jìn)光合作用，反過來使更多的光合產(chǎn)物生成更多沉積物。這在大多數(shù)作物如芥末、甘藍(lán)拉亞、旱稻、小麥中具有典型效果。HA單獨(dú)使用或與推薦劑量的全部大量元素配合使用均能提高每莢粒數(shù)。Vanitha、Almarshadi、Atak、Sharif、Ashraf等的研究與本研究結(jié)論一致。

2.3 千粒重

千粒重?cái)?shù)據(jù)和樣本均值比較結(jié)果分別見表1和表2。數(shù)據(jù)表明，施用HA顯著影響綠豆千粒重。土壤施用3 kg/hm2HA綠豆的千粒重值達(dá)到最大，其次為每公頃施用2 kg/hm2HA，干種子組的千粒重最小。樣本均數(shù)比較表明，對照組與其余組、對照組與蒸餾水浸種組相比千粒重差異顯著，而其他處理相比千粒重差異均未達(dá)到顯著水平。與其他處理組和蒸餾水浸種組比較，干種子組綠豆的千粒重?cái)?shù)值較低。

許多學(xué)者研究了HA對根的生長和形成的巨大作用。HA的應(yīng)用使根長度增加，從而促進(jìn)根吸收大量和微量元素。土壤施用HA增加綠豆粒重，表明HA有效增加土壤養(yǎng)分吸收、促進(jìn)植株生長。HA通過緩解細(xì)胞膜的通透性，提高營養(yǎng)元素尤其是N元素的吸收和積累。同樣，Solaiman等將鷹嘴豆千粒重的顯著提高和其他生長參數(shù)的增加歸因于營養(yǎng)元素的應(yīng)用。植物對大量和微量元素包括磷、鉀、鈣、鎂、鐵、鋅等的高吸收也要?dú)w功于HA的施用。上述結(jié)果與Khan、Sharif、Atak、Thenmozhi等的研究結(jié)果一致。

2.4 籽粒產(chǎn)量

數(shù)據(jù)表明，施用HA能顯著提高綠豆的籽粒產(chǎn)量。土壤施用3 kg/hm2HA的綠豆籽粒產(chǎn)量最高，施用2 kg/hm2HA效果次之(表1)，干種子組綠豆籽粒產(chǎn)量最低。樣本均值比較結(jié)果表明，對照組與其余組、對照組和蒸餾水浸種組相比，籽粒產(chǎn)量差異顯著，而其他處理組籽粒產(chǎn)量差異均不顯著。 與其他處理組和蒸餾水浸種組相比，干種子組綠豆籽粒產(chǎn)量值最低(表2)。

HA施用增加籽粒產(chǎn)量的試驗(yàn)結(jié)論驗(yàn)證了Khan、Vanitha、Mohandass、Thenmozhi、David、Samule、Albayrak、Almarshadi和Ismail等的研究結(jié)果。這些學(xué)者發(fā)現(xiàn)，施用HA能提高很多作物的產(chǎn)量，例如：小麥、旱稻、花生、油菜、甘藍(lán)拉亞、大麥等。本試驗(yàn)中，土壤施用3 kg/hm2HA籽粒產(chǎn)量的提高可能與產(chǎn)量相關(guān)組成成分提高有關(guān)。該試驗(yàn)結(jié)果在Sarir、Sharif、Shuixiu等文章中得到進(jìn)一步證實(shí)。

2.5 生物量

HA施用方法并沒有顯著影響生物量(表1)。樣本均值比較結(jié)構(gòu)表明，對照組和其余組、對照組和蒸餾水浸種組相比，生物量差異顯著，而其他處理組生物量差異均不顯著(表2)。與其余組和蒸餾水浸種組比較，干種子組綠豆生物量值最低。類似的研究還有Ashraf等發(fā)現(xiàn)土壤中施用HA可顯著提高綠豆總干物質(zhì)含量。

3 結(jié)論

HA是土壤有機(jī)質(zhì)中重要的核心組成成分，被許多科學(xué)家、農(nóng)學(xué)家和農(nóng)民用來改善土壤條件和促進(jìn)植物生長。 土壤施用3 kg/hm2HA，提高了綠豆結(jié)莢率、千粒重和籽粒產(chǎn)量。然而，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，其效果與土壤施用1 kg/hm2、2 kg/hm2的HA、濃度為0、1%、2%的HA催芽和葉面噴施0.01%、0.05%、0.1%的 HA類似。由此得出結(jié)論：3種施用HA的方法均能顯著提高綠豆籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因子。

致謝和參考文獻(xiàn)(略)

譯自：American Journal of Plant Sciences，2014，(5)：2269～2276。

Muhammad Waqas1，2，3, Bashir Ahmad2, Muhammad Arif2, Fazal Munsif2, Abdul Latif Khan1，4, Muhammad Amin2, Sang-Mo Kang1, Yoon-Ha Kim1，5, In-Jung Lee1著

Evaluation of Humic Acid Application Methods for Yield and Yield Components of Mungbean

Muhammad Waqas1,2,3, Bashir Ahmad2, Muhammad Arif2, Fazal Munsif2, Abdul Latif Khan1,4, Muhammad Amin2, Sang-Mo Kang1, Yoon-Ha Kim1,5, In-Jung Lee1write, Liu Xuejiao6, Ru Xuefeng7, Gao Tongguo6*translate
(1 School of Applied Biosciences, Kyungpook National University in Korea, Daegu, 702-701
2 Khyber Pakhtunkhwa Agricultural University in Pakistan, Peshawar, 25000
3 Department of Agriculture Extension, Khyber Pakhtunkhwa in Pakistan, Buner, 999010
4 Department of Biological Sciences and Chemistry, University of Nizwa in Oman, Nizwa, 518103
5 Division of Plant Sciences and National Center for Soybean Biotechnology (NCSB), University of Missouri in USA, Columbia, 999076
6 College of Life Sciences, Hebei Agricultural University, Baoding, 071001
7 Qingyuan District No.1 Middle School, Baoding, 071100)

A triplicate fi eld experiment laid out in randomized complete block design was conducted to evaluate different humic acid (HA) application methods at Agricultural Research Farm, of KPK Agricultural University, Peshawar. Threemethods of HA application: seed priming, foliar spray and soil application were included in the experiment. Humic acid application methods signifi cantly affected pods plant-1, grains pod-1, 1000 grain weights, and grain yield whereas biological yield was not signifi cantly affected by HA application methods. Humic acid application at the rate of 3 kg/hm2resulted in higher number of pods plant-1, thousand grain weights and grain yield, however it was statistically similar to the treatments where HA was soil applied at rate of 1 and 2 kg/hm2, seed priming with 0 (water soaked), 1%, 2% HA solution and foliar spray with 0.01%, 0.05% and 0.1% of HA solution. It is concluded that HA application in all the three methods signifi cantly enhances grain yield and yield components of mungbean.

mungbean; humic acid; seed priming; foliar spray; soil application; yield

TQ314.1，S522

A

1671-9212(2016)06-0036-05

2016-09-28

劉雪嬌，女，1991年生，在讀碩士研究生，主要從事植物真菌病害及生物防治研究。*通訊聯(lián)系人：高同國，男，博士/講師，E-mail：gtgrxf@163.com。