葉面噴鉬對紫云英結實特性的影響

劉春增，李本銀，鄭春風*，呂玉虎，潘茲亮，曹衛(wèi)東

（1．河南省農(nóng)業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2．信陽市農(nóng)業(yè)科學院，河南 信陽 464000；3．中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

紫云英（Astragalus sinicus L．）又名紅花草、翹搖、草籽等，是豆科黃芪屬綠肥作物，為中國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植綠肥作物之一，具有改善土壤理化性狀，增加土壤微生物數(shù)量和多樣性及提高土壤肥力的作用［1-3］。隨著綠肥作物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不同領域的大量應用，紫云英的種子生產(chǎn)已成為發(fā)展綠肥生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)［4-5］。目前，紫云英種子生產(chǎn)基礎性研究投入不足，紫云英種子高產(chǎn)理論和配套技術研究相對薄弱，導致種子產(chǎn)量低且不穩(wěn)定［6-8］。因此，如何保證長期穩(wěn)定地提供紫云英生產(chǎn)用種，將是十分重大的難題，也是目前綠肥研究的重要課題之一。對于提高我國綠肥品種資源的活力，擴大品種資源的儲備與利用以及緩解日益嚴重的全球能源危機和化肥污染也具有現(xiàn)實意義［9-11］。

鉬是植物生長發(fā)育所必需的微量元素，在豆科植物代謝和固氮過程中起關鍵作用，適量的鉬能提高豆科作物的產(chǎn)量并改善其品質(zhì)。有研究指出［12］，鉬肥能夠提高大豆與花生的產(chǎn)量。也有研究［13］指出，噴灑鉬酸銨對成熟期大豆株高、莖粗和分枝數(shù)作用明顯。趙海泉等［14］研究表明，鉬浸種能顯著促進紫花苜蓿的生長及生產(chǎn)。陳述明等［15］研究表明，紫花苜蓿噴施鉬元素可提高其種子產(chǎn)量，且鉬元素對植株生長速度具有促進作用。徐根娣等［16］報道，鉬能促進植物糖類的轉(zhuǎn)運，增加繁殖器官和同化器官糖類的水解與合成作用。前人［15-17］有關鉬對植物生長發(fā)育、經(jīng)濟性狀及其部分生理效應研究已有較多報道，然而關于鉬肥對紫云英結實特性調(diào)控效應的研究少見報道。本文擬通過花莢發(fā)育后期葉面噴施鉬肥，初步探討不同濃度鉬肥對紫云英產(chǎn)量結實性的調(diào)控效應，找出適宜的噴施濃度及其調(diào)控途徑，以期為今后紫云英種子生產(chǎn)及產(chǎn)量提高調(diào)控技術的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

本研究于2017～2019年在河南省正陽縣蘭青鄉(xiāng)大余莊（32°16′N，114°11′E）進行田間試驗。試驗田土壤類型為砂姜黑土，土壤質(zhì)地為粘壤，0～20 cm土層有機質(zhì)含量為17.20 g/kg，全氮為0.9 g/kg，堿解氮為102.98 mg/kg，有效磷為28.7 mg/kg，速效鉀為125.42 mg/kg，有效鉬為0.064 mg/kg，低于土壤鉬肥臨界值（有效鉬含量在0.1 ～ 0.5 mg/kg 為缺鉬臨界值）［18］。播前每公頃施復合肥（N∶P2O5∶K2O=24∶11∶10）187.5 kg，以信紫1號為供試材料，兩年試驗均于9月15日播種，播種量為22.5 kg/hm2，播種時將種子與細沙混勻后撒播，每處理小區(qū)面積為20 m2，試驗田栽培管理同一般高產(chǎn)田。在開花前（第一層花序開花之前）噴施鉬酸銨（含鉬54.3%），鉬酸銨濃度分別為100、200、400、600、800 mg/kg，以噴施清水作為對照（CK），均以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準，每個處理重復4次。

1.2 測定內(nèi)容與方法

根據(jù)信紫1號生長特性，自下而上將其分為6個花序?qū)?，其中?層及其以上花序?qū)咏y(tǒng)稱為第6層花序。

成熟期每小區(qū)隨機取1 m2（每處理重復4次），常規(guī)法考種其有效株數(shù)、一級分枝數(shù)、不同層花序的花序數(shù)、結莢數(shù)［結實莢數(shù)、不孕莢數(shù)（癟莢）］、籽粒數(shù)及粒重，并實收2 m2計產(chǎn)。根據(jù)考種結果計算單位面積的各層花序平均單莢籽粒數(shù)、粒重及莢果結實率。

每層花序平均單莢籽粒數(shù)=每層花序籽粒數(shù)/每層花序結莢數(shù)

每層花序平均粒重=每層花序總粒重/每層花序籽粒數(shù)

每層花序莢果結實率（%）=每層花序結實莢數(shù)/每層花序結莢數(shù)×100

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和PASW Statistics 18軟件對兩年數(shù)據(jù)進行處理分析，采用兩年數(shù)據(jù)平均值進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 噴鉬對紫云英產(chǎn)量結實特性的影響

從產(chǎn)量結實特性分析，噴施不同濃度鉬肥處理與對照處理在每莢粒數(shù)、千粒重上表現(xiàn)為400 mg/kg＞600 mg/kg ＞200 mg/kg ＞800 mg/kg ＞100 mg/kg ＞CK，其中，噴施濃度400 mg/kg處理與對照之間差異達到顯著水平，其它各濃度處理與對照之間差異不明顯。然而，在單位面積花序數(shù)、有效株數(shù)、一級分枝數(shù)、單株一級分枝數(shù)、一級分枝花序數(shù)和每有效花序結莢數(shù)上，噴施不同濃度鉬肥處理與對照處理之間差異均不明顯。

表1 噴鉬對紫云英產(chǎn)量結實特性的影響

2.2 噴鉬對紫云英莢數(shù)、結實莢數(shù)和莢果結實率的影響

由圖1可看出，在單位面積莢數(shù)上，各濃度鉬肥處理與對照處理之間差異不明顯。在單位面積結實莢數(shù)和莢果結實率上，噴施鉬肥400 mg/kg處理與對照處理之間差異達到顯著水平，分別較對照提高11.81%和3.29%，而其它各濃度處理與對照處理之間差異不顯著。

2.3 噴鉬對紫云英不同層花序莢果結實率的影響

由圖2可看出，在第1～4層花序上，噴施濃度400 mg/kg的鉬肥處理的莢果結實率與對照差異顯著，其它各濃度處理與對照之間差異不顯著。其中，在第1層花序上，該噴施濃度的莢果結實率較對照提高2.89%，在第2層花序上，較對照提高3.36%，在第3層花序上，較對照提高2.72%，在第4層花序上，較對照提高2.74%。然而，在第5、6層花序上，各噴施濃度處理與對照之間差異不明顯。

圖1 不同噴鉬處理的單位面積莢數(shù)、結實莢數(shù)和結實率

圖2 紫云英不同層花序上的莢果結實率

2.4 噴鉬對紫云英不同層花序單莢籽粒數(shù)的影響

由圖3可看出，噴鉬400 mg/kg處理對第1～4花序?qū)拥膯吻v籽粒數(shù)產(chǎn)生影響較為顯著，而對第5、6花序?qū)拥膯吻v籽粒數(shù)影響不大。其中，在第1層花序上，該濃度處理的單莢籽粒數(shù)較對照提高12.69%，在第2、3、4層花序上，分別較對照提高14.79%、18.75%和20.36%，其余各濃度處理與對照之間差異不顯著。

2.5 噴鉬對紫云英不同層花序籽粒重的影響

由圖4可看出，在第1～4層花序上，與對照相比，噴施濃度400 mg/kg鉬肥處理的平均籽粒重分別較對照提高16.72%、20.21%、19.06%和18.77%，且達到顯著水平。然而，其它各濃度處理與對照之間差異不顯著。在第5、6花序?qū)由希鲊娛舛忍幚砼c對照之間差異不明顯。

2.6 噴鉬條件下種子產(chǎn)量及其結實特性的相關分析

通過對紫云英種子產(chǎn)量及其結實因子進行相關分析（表2）發(fā)現(xiàn)，單位面積花序數(shù)與單位面積分枝數(shù)和一級分枝花序數(shù)呈顯著正相關；單位面積有效株數(shù)與單株一級分枝數(shù)呈顯著負相關；每莢籽粒數(shù)與莢果結實率呈顯著正相關；種子產(chǎn)量與莢果結實率、單莢籽粒數(shù)及千粒重的相關系數(shù)均達到0.9以上，呈顯著正相關。然而，與株數(shù)、分枝數(shù)、花序數(shù)及結莢數(shù)相關性不大。綜上說明，在葉面噴施鉬的條件下，紫云英種子產(chǎn)量與其莢果結實率、籽粒數(shù)和千粒重等結實因子關系密切，而與株數(shù)、分枝數(shù)及花莢數(shù)關系不大。

圖3 紫云英不同層花序上的平均單莢籽粒數(shù)

圖4 紫云英不同層花序上的平均粒重

表2 噴鉬條件下種子產(chǎn)量及其結實特性的相關分析

3 討論

劉香萍等［19］研究指出，紫花苜蓿在盛花期噴施適量濃度的鉬肥，能夠顯著促進種子產(chǎn)量的提高，過高或過低濃度都不能起到增產(chǎn)效果。李科等［20］同樣指出在苜蓿種子生產(chǎn)中噴施一定量的鉬肥對苜蓿種子發(fā)育及種子增產(chǎn)具有積極效應。陳述明等［15］研究表明，在苜?，F(xiàn)蕾期，葉面噴施325 g/hm2鉬酸銨，能夠提高單莢種子數(shù)和種子產(chǎn)量。本試驗結果表明，在開花前，葉面噴施400 mg/kg鉬酸銨，可顯著促進結實莢數(shù)、莢果結實率、單莢籽粒數(shù)、粒重和產(chǎn)量的增加。由此表明，在紫云英種子生產(chǎn)過程中，噴施一定量的鉬肥，能夠促進其莢果發(fā)育結實，同時促進其單莢種子數(shù)的增加，促進種子發(fā)育飽滿，提高粒重，從而增加其種子產(chǎn)量，這與以上學者在苜蓿作物上的研究結果相一致。

通過對紫云英花莢脫落問題的初步探討，鐘山研究［21］指出，在栽培上對于留種紫云英應當將重點放在如何提高植株各部位花序的結莢率上，進而達到?；ㄔ銮v，促進種子高產(chǎn)的目的。本試驗結果表明，與對照相比，噴施鉬肥400 mg/kg處理的紫云英單位面積結實莢數(shù)較對照提高11.81%，莢果結實率較對照提高3.29%，其中，莢果結實率在第1～4層花序上較對照分別提高2.89%、3.36%、2.72%和2.74%，然而在第5、6層花序上與對照之間差異不明顯。由此說明，在開花前，葉面噴施鉬肥400 mg/kg可促進紫云英中下層部位莢果結實率的顯著提高。

紫云英植株中下部莢果生產(chǎn)力較高，且對種子產(chǎn)量貢獻度較大［22］。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，噴施鉬肥400 mg/kg處理的紫云英單莢籽粒數(shù)在第1～4層花序上較對照分別提高12.69%、14.79%、18.75%和20.36%，該濃度處理的平均粒重在第1～4層花序上較對照分別提高16.72%、20.21%、19.06%和18.77%。由此說明，在開花前，葉面噴施鉬肥400 mg/kg 處理可促進紫云英中下層部位莢果生產(chǎn)力的提高。

鉬元素能夠促進植物體內(nèi)不同器官之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)運，可影響植物體內(nèi)激素的合成。隨著植株生殖器官的不斷出現(xiàn)、營養(yǎng)器官繼續(xù)迅速增長，植株體內(nèi)養(yǎng)分供應不足或分配失調(diào)，是造成紫云英花莢大量脫落的主要生理原因，本研究結果表明，在開花前，葉面噴施400 mg/kg鉬肥處理可促進1～4層花序莢果結實率、單莢籽粒數(shù)和粒重的增加。由此推測，在開花前，噴施400 mg/kg鉬肥可能調(diào)控了花莢發(fā)育過程中葉片和花莢內(nèi)源激素水平的變化，或改變了花序?qū)硬煌课煌锏墓c分配，從而有利于1～4層花序莢果發(fā)育與結實，其內(nèi)在的生理機制需進行進一步的探究。

4 結論

在紫云英花莢開始脫落之前，采取葉面噴施鉬肥（400 mg/kg），可明顯促進紫云英中下層花序莢果結實率、單莢籽粒數(shù)和粒重的增加。由此建議，在紫云英生產(chǎn)中應根據(jù)各生態(tài)區(qū)土壤鉬供應狀況，關注鉬肥的施用，葉面噴鉬不失為一項投入少、增粒增重效果好的技術措施。