礦源黃腐酸鉀施用方法對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

張昭會(huì)，李 放，朱 琳，貝敬超，翟秀麗，劉曉麗，韓桂蓮

(山東省東阿縣農(nóng)業(yè)局 山東東阿 252201)

0 前言

黃腐酸是腐殖酸中分子量最小、生理活性最高、具有多種官能團(tuán)的一類(lèi)水溶性小分子聚合物，其在農(nóng)業(yè)上有著廣泛的用途。礦源黃腐酸具有調(diào)節(jié)土壤pH、提高肥料利用率、縮小葉片氣孔開(kāi)張度、促進(jìn)根系發(fā)育、增加葉綠素含量、增強(qiáng)光合作用、提高多種酶的活性、增強(qiáng)作物抗逆性、提高作物產(chǎn)量和產(chǎn)品品質(zhì)等諸多功能[1- 3]。有關(guān)研究表明，礦源黃腐酸應(yīng)用于小麥、玉米、水稻等多種糧食作物，能提高種子發(fā)芽率、作物抗旱能力和產(chǎn)量[4- 10]。礦源黃腐酸應(yīng)用于西瓜、辣椒、番茄等果蔬，能促進(jìn)種子發(fā)芽，幼苗生長(zhǎng)健壯，根系發(fā)達(dá)，作物抗病能力增強(qiáng)，果實(shí)品質(zhì)提高[11- 13]。礦源黃腐酸應(yīng)用于果樹(shù)，可提高果樹(shù)水分利用率，減少果樹(shù)根系病害發(fā)生，提高果實(shí)含糖量及Vc含量，增加單果質(zhì)量，提高產(chǎn)量[14- 15]，防治蘋(píng)果苦痘病[16]。礦源黃腐酸還是一種土壤改良劑，可使土壤中氮、磷、鉀及有機(jī)質(zhì)的含量提高，土壤有益生物數(shù)量翻倍，土壤中中、微量元素的利用率顯著提高，有害物質(zhì)對(duì)農(nóng)作物的危害明顯減輕，使土壤板結(jié)和透氣性明顯改善，土壤保墑性能提高，與化肥配合施用可提高肥料利用率[17]。

綜上所述，礦源黃腐酸是一種應(yīng)用范圍較廣的生物刺激劑、土壤改良劑，不僅可應(yīng)用于糧食作物，還可應(yīng)用于蔬菜、水果。大豆是我國(guó)主要油料作物之一，年需求量較大，我國(guó)2015年的進(jìn)口量為81 690 kt，因此，尋求大豆高產(chǎn)技術(shù)成為一個(gè)重要課題。我國(guó)對(duì)礦源黃腐酸在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用研究多集中于糧食作物，很少涉及大豆，偶有關(guān)于黃腐酸應(yīng)用于大豆的研究，也是關(guān)于生化黃腐酸對(duì)大豆影響機(jī)理的研究[18]。礦源黃腐酸成分難以確定，生化黃腐酸與傳統(tǒng)化學(xué)提取礦源黃腐酸的成分存在較大的差別。目前，關(guān)于礦源黃腐酸對(duì)大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的研究仍是空白。礦源黃腐酸鉀是一種黃腐酸肥料，既能刺激作物生長(zhǎng)，也能補(bǔ)充作物生長(zhǎng)所需的各種營(yíng)養(yǎng)元素，其礦源黃腐酸來(lái)源于傳統(tǒng)化學(xué)提取法。為了探討礦源黃腐酸鉀對(duì)大豆農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，進(jìn)而探討礦源黃腐酸鉀在大豆種植上的應(yīng)用方法，為我國(guó)主要油料作物大豆的高產(chǎn)探尋新的途徑，開(kāi)展了礦源黃腐酸鉀葉面噴施和拌種試驗(yàn)。

1 方法與材料

通過(guò)葉面噴施試驗(yàn)和拌種試驗(yàn)來(lái)討探礦源黃腐酸鉀的2種施用方法對(duì)大豆生育期的影響，從而確定礦源黃腐酸鉀的最佳施用量及施用方法。

1.1 葉面噴施礦源黃腐酸鉀的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

葉面噴施礦源黃腐酸鉀的試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理：處理1，噴施質(zhì)量濃度100 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液；處理2，噴施質(zhì)量濃度200 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液；處理3，噴施質(zhì)量濃度500 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液；處理4，噴施質(zhì)量濃度1 000 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液；處理5，對(duì)照，噴施清水。

因礦源黃腐酸鉀是小分子有機(jī)聚合物，所以各處理間的用量均為礦源黃腐酸鉀粉劑產(chǎn)品的用量，噴施量為225 L/hm2。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為66.7 m2。

1.2 礦源黃腐酸鉀拌種試驗(yàn)設(shè)計(jì)

礦源黃腐酸鉀拌種試驗(yàn)設(shè)2個(gè)處理：處理B，對(duì)照，清水拌種；處理A，質(zhì)量濃度1 000 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液(礦源黃腐酸鉀粉劑產(chǎn)品用量)拌種，拌種液體用量為10 mL/kg。每個(gè)處理設(shè)8個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積100 m2，隨機(jī)區(qū)組排列。

1.3 供試材料與實(shí)施

礦源黃腐酸鉀由山東創(chuàng)新腐植酸科技股份有限公司提供，w(黃腐酸)≥50.0%，w(K2O)≥12.0%。供試大豆品種均為當(dāng)?shù)胤N植面積最大的中黃24。

2個(gè)試驗(yàn)均設(shè)在山東省東阿縣張漢吳村有代表性的輕壤質(zhì)潮土地塊進(jìn)行，各試驗(yàn)地塊理化性狀如表1所示。

表1 各試驗(yàn)地塊理化性狀

項(xiàng)目pH有機(jī)質(zhì)/(g·kg-1)全氮/(g·kg-1)堿解氮/(mg·kg-1)有效磷/(mg·kg-1)速效鉀/(mg·kg-1)葉面噴施試驗(yàn)8.3414.860.9185.520.35140拌種試驗(yàn)8.3314.720.9594.621.42139

2個(gè)試驗(yàn)的種植密度均為行距86 cm、株距24 cm。由于2個(gè)試驗(yàn)的試驗(yàn)地塊土壤肥力較為接近，所以采用相同的水肥運(yùn)籌方法。供試肥料為尿素(含N質(zhì)量分?jǐn)?shù)46%)、過(guò)磷酸鈣(含P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)14%)、硫酸鉀(含K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%)。全生育期各養(yǎng)分施入量P2O582.5 kg/hm2、K2O 37.5 kg/hm2、N 45.0 kg/hm2，所有肥料均作為底肥施入。葉面噴施試驗(yàn)于初花期對(duì)各處理噴施相應(yīng)用量的礦源黃腐酸鉀溶液，拌種試驗(yàn)在播種前進(jìn)行拌種。大豆成熟后，分小區(qū)收獲用于室內(nèi)拷種及測(cè)產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施礦源黃腐酸鉀試驗(yàn)

2.1.1 不同處理對(duì)大豆部分農(nóng)藝性狀的影響

圖1 不同處理對(duì)大豆部分農(nóng)藝性狀的影響

如圖1所示：隨礦源黃腐酸鉀噴施濃度的增大，大豆收獲期的植株高度、單株分枝數(shù)量和側(cè)生根數(shù)量均出現(xiàn)了一定幅度的變化，但變化幅度均不大；側(cè)生根數(shù)量與植株高度的變化趨勢(shì)一致，均以處理1最大；當(dāng)噴施的礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度超過(guò)100 mg/L時(shí)，側(cè)生根數(shù)量與植株高度均隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的增大而減小，但經(jīng)方差分析各處理間的株高、側(cè)生根數(shù)量均未達(dá)到顯著性差異，說(shuō)明初花期葉面噴施黃腐酸鉀對(duì)大豆的株高和側(cè)生根數(shù)量影響不大；單株分枝的數(shù)量隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的變化表現(xiàn)出無(wú)序波動(dòng)，且各處理之間差異不顯著，說(shuō)明大豆初花期葉面噴施礦源黃腐酸鉀對(duì)單株分枝的數(shù)量無(wú)影響。

圖2 不同處理對(duì)大豆結(jié)莢的影響

2.1.2 不同處理對(duì)大豆結(jié)莢的影響

如圖2所示：各處理均以二粒莢數(shù)量最多；當(dāng)噴施的礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度不超過(guò)500 mg/L時(shí)，二粒莢與三粒莢的數(shù)量均隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的增大而增加；當(dāng)噴施的礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度超過(guò)500 mg/L時(shí)，隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的增大，二粒莢數(shù)量略有增加但變化不大，而三粒莢數(shù)量則表現(xiàn)出降低的趨勢(shì)；處理4的二粒莢數(shù)比處理3平均多0.4個(gè)，遠(yuǎn)小于處理4的標(biāo)準(zhǔn)誤差1.2，且2個(gè)處理間沒(méi)有達(dá)到顯著性差異，因此可認(rèn)為當(dāng)葉面噴施的礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度超過(guò)500 mg/L時(shí)，對(duì)提高大豆二粒莢數(shù)量無(wú)作用；處理3的三粒莢數(shù)最多，比處理5平均多10.1個(gè)，并達(dá)到極顯著差異，因此葉面噴施質(zhì)量濃度500 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液可有效提高三粒莢數(shù)量；與處理3相比，處理4的三粒莢數(shù)量平均少4.0個(gè)，2個(gè)處理間差異雖不顯著，但趨勢(shì)較為明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明，噴施礦源黃腐酸鉀對(duì)大豆一粒莢數(shù)量影響不大，噴施濃度過(guò)高的礦源黃腐酸鉀溶液有可能會(huì)降低大豆三粒莢數(shù)量。

2.1.3 不同處理對(duì)大豆單株粒數(shù)和千粒重的影響

大豆初花期噴施礦源黃腐酸鉀對(duì)單株粒數(shù)和千粒重表現(xiàn)出相同的影響趨勢(shì)，隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的遞增而增加，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)隨濃度的進(jìn)一步增大而降低。如圖3所示：大豆單株粒數(shù)與千粒重均以處理3最高，單株粒數(shù)比對(duì)照提高17.6%，達(dá)到極顯著差異，千粒重雖比對(duì)照提高5.1%，但差異并不顯著；處理2和處理4的單株粒數(shù)也均與對(duì)照達(dá)到極顯著差異。由此可見(jiàn)，大豆初花期噴施質(zhì)量濃度500 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液為最佳用量，可有效提高單株粒數(shù)及千粒重。噴施濃度過(guò)高的礦源黃腐酸鉀會(huì)對(duì)大豆單株粒數(shù)、千粒重產(chǎn)生一定的負(fù)面作用，處理4與處理3相比，單株粒數(shù)降低5.5%，千粒重降低1.0%。試驗(yàn)結(jié)果表明，大豆初花期葉面噴施礦源黃腐酸鉀質(zhì)量濃度不可超過(guò)500 mg/L。

圖3 不同處理對(duì)大豆單株粒數(shù)和千粒重的影響

2.1.4 不同處理對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

大豆初花期葉面噴施礦源黃腐酸鉀可顯著提高大豆產(chǎn)量。如表2所示，各處理產(chǎn)量隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的遞增表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，大豆產(chǎn)量由高到低依次為處理3>處理2>處理4>處理1>處理5。處理3的產(chǎn)量最高，因此可將礦源黃腐酸鉀的最佳噴施質(zhì)量濃度定為500 mg/L。

表2 不同處理對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

處理產(chǎn)量/(kg·hm-2)LSR顯著性0.050.01較對(duì)照增產(chǎn)率/%處理32552.6±26.7aa25.3處理22466.4±73.9aba21.1處理42390.8±30.9aba17.4處理12268.5±47.3bab11.4處理52036.5±75.4cb

2.2 礦源黃腐酸鉀拌種試驗(yàn)

礦源黃腐酸鉀拌種對(duì)大豆生育期各研究指標(biāo)均產(chǎn)生了明顯的影響。如表3所示，處理A與處理B相比，單株分枝數(shù)量、側(cè)生根數(shù)量、植株高度均達(dá)到了極顯著差異水平，單株分枝數(shù)量比對(duì)照增加23.8%，側(cè)生根數(shù)量比對(duì)照增加15.4%，植株高度比對(duì)照降低7.4%，說(shuō)明利用礦源黃腐酸鉀拌種可有效降低大豆株高、增加分枝數(shù)量、促進(jìn)根系發(fā)育。

表3 礦源黃腐酸鉀拌種對(duì)大豆生長(zhǎng)的影響

研究指標(biāo)處理A處理B較對(duì)照增減/%株高/cm57.4??±0.862.0±0.6-7.4單株分枝數(shù)量/根5.2??±0.24.2±0.223.8側(cè)生根數(shù)量/根24.0??±0.620.8±0.415.4三粒莢/個(gè)35.6??±0.432.6±0.49.2二粒莢/個(gè)44.8??±1.040.1±0.811.7一粒莢/個(gè)12.9?±0.910.8±0.419.4單株粒數(shù)/粒209.2??±3.4188.9±2.610.7千粒重/g252.1??±0.9231.0±1.39.1產(chǎn)量/(kg·hm-2)2557.1??±36.02041.2±23.325.3

礦源黃腐酸鉀拌種還對(duì)大豆結(jié)莢情況產(chǎn)生了顯著影響，處理A的三粒莢、二粒莢和一粒莢數(shù)量均比處理B多，其中三粒莢數(shù)量比處理B多9.2%，二粒莢數(shù)量比處理B多11.7%，一粒莢數(shù)量比處理B多19.4%，均達(dá)到顯著差異水平。由于礦源黃腐酸鉀拌種可增加大豆結(jié)莢數(shù)量，故提高了大豆的單株粒數(shù)，處理A的單株粒數(shù)比處理B增加10.7%，千粒重比處理B增加9.1%，并且均達(dá)到極顯著差異水平。由此可見(jiàn)，礦源黃腐酸鉀拌種可對(duì)大豆的單株粒數(shù)、千粒重、結(jié)莢情況產(chǎn)生積極的影響，進(jìn)而提高大豆產(chǎn)量，處理A的產(chǎn)量比處理B提高25.3%。

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 礦源黃腐酸鉀施用方法對(duì)大豆部分農(nóng)藝性狀的影響

葉面噴施試驗(yàn)表明：隨礦源黃腐酸鉀噴施濃度的增大，大豆的側(cè)生根數(shù)量與株高均呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，且均以處理1最大；單株分枝的數(shù)量隨礦源黃腐酸鉀噴施濃度的變化表現(xiàn)出無(wú)規(guī)律的波動(dòng)；各處理之間的側(cè)生根數(shù)量、單株分枝數(shù)、株高差異并不顯著，表明噴施礦源黃腐酸鉀對(duì)試驗(yàn)中所涉及的大豆初花期農(nóng)藝性狀影響不大。

拌種試驗(yàn)表明，與對(duì)照相比，礦源黃腐酸鉀拌種處理的大豆側(cè)生根數(shù)、單株分枝數(shù)、植株高度均達(dá)到了極顯著差異，單株分枝數(shù)比對(duì)照增加了23.8%，株高比對(duì)照降低了7.4%，側(cè)生根數(shù)比對(duì)照增加了15.4%，說(shuō)明利用礦源黃腐酸鉀拌種可有效降低大豆株高、增加分枝數(shù)、促進(jìn)根系發(fā)育。

由此可見(jiàn)，礦源黃腐酸鉀拌種對(duì)大豆農(nóng)藝性狀的影響比初花期噴施更大、效果更好。

3.2 礦源黃腐酸鉀施用方法對(duì)大豆產(chǎn)量的影響

在礦源黃腐酸鉀葉面噴施試驗(yàn)中，一粒莢、二粒莢和三粒莢的數(shù)量均隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度變化表現(xiàn)出一定的變化趨勢(shì)，其中：二粒莢數(shù)量隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的遞增而增加；一粒莢數(shù)量隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的遞增出現(xiàn)先減后增，以噴施質(zhì)量濃度200 mg/L礦源黃腐酸鉀溶液的處理數(shù)量最低；各處理間的二粒莢數(shù)及一粒莢數(shù)均未達(dá)到顯著性差異水平，只有處理3的三粒莢數(shù)與處理5達(dá)到極顯著差異水平，比處理5增加35.3%。由此可見(jiàn)，大豆初花期噴施質(zhì)量濃度500 mg/L的礦源黃腐酸鉀溶液可顯著提高三粒莢數(shù)量。由于噴施礦源黃腐酸鉀溶液可提高三粒莢數(shù)量，因此單株粒數(shù)明顯增加，處理3的單株粒數(shù)最大，為214.0粒，比對(duì)照提高17.6%，且達(dá)到極顯著差異。大豆千粒重隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的遞增表現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)，各處理大豆產(chǎn)量隨噴施的礦源黃腐酸鉀濃度的遞增同樣表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)，以處理3的產(chǎn)量最高，為2 552.6 kg/hm2，比對(duì)照增產(chǎn)25.3%。大豆產(chǎn)量的變化趨勢(shì)與單株粒數(shù)的變化趨勢(shì)完全一致，經(jīng)相關(guān)性分析，兩者相關(guān)系數(shù)為0.998，呈極顯著正相關(guān)，所以大豆初花期噴施礦源黃腐酸鉀對(duì)產(chǎn)量的影響主要來(lái)源于大豆單株粒數(shù)的增加，以質(zhì)量濃度500 mg/L礦源黃腐酸鉀進(jìn)行噴施效果最好。

大豆拌種試驗(yàn)表明：礦源黃腐酸鉀拌種對(duì)大豆結(jié)莢情況、千粒重、單株粒數(shù)均產(chǎn)生了顯著影響，處理A的一粒莢數(shù)量比對(duì)照高19.4%，二粒莢數(shù)量比對(duì)照高11.7%，三粒豆莢數(shù)量比對(duì)照高9.2%；處理A的單株粒數(shù)比對(duì)照增加10.7%，千粒重比對(duì)照增加9.1%，產(chǎn)量以極顯著差異比對(duì)照高25.3%。由此可見(jiàn)，礦源黃腐鉀拌種可對(duì)大豆的單株粒數(shù)、千粒重、結(jié)莢情況產(chǎn)生積極的影響，進(jìn)而提高大豆產(chǎn)量。雖然研究中2個(gè)試驗(yàn)的最佳處理與各自對(duì)照相比產(chǎn)量增幅相同，但初花期葉面噴施礦源黃腐酸鉀對(duì)大豆農(nóng)藝性狀、部分產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響僅有趨勢(shì)但不顯著，因此，礦源黃腐酸鉀拌種是大豆種植的最佳應(yīng)用方法。