腐植酸對(duì)不同筋度小麥品種生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

王云赫,范仲卿，郭新送，李學(xué)峰，宋小偉，楊 猛，丁方軍

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271018；2.山東農(nóng)大肥業(yè)科技股份有限公司,山東泰安 271000)

小麥?zhǔn)鞘澜缰饕Z食作物之一，高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)一直是小麥生產(chǎn)追求的兩大目標(biāo)。小麥的性狀不僅受品種基因的控制,也受環(huán)境條件的影響。合理施用化肥不僅可以促進(jìn)小麥增產(chǎn)，還可以提高小麥的品質(zhì)。腐植酸類(lèi)肥料富含腐植酸和無(wú)機(jī)養(yǎng)分，具有改良土壤、促進(jìn)作物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等特性。腐植酸與化肥配合施用，可以提高肥料利用率，達(dá)到增產(chǎn)、增效的目的。龐慶陽(yáng)等研究表明，棉粕腐植酸復(fù)合肥可以使小麥的株高、葉綠素、分蘗、成穗率和產(chǎn)量增加；楊 柳等研究表明，腐植酸增效復(fù)混肥料能夠調(diào)控小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素，顯著增加小麥產(chǎn)量。楊雪貞等通過(guò)對(duì)各省份施用腐植酸后小麥株高、穗長(zhǎng)、穗粒數(shù)、千粒重的效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)上述指標(biāo)并沒(méi)有明顯的一致性，說(shuō)明腐植酸對(duì)不同地區(qū)小麥生長(zhǎng)的影響存在差異。前人的研究大多集中于腐植酸對(duì)小麥生長(zhǎng)特性及產(chǎn)量指標(biāo)的效應(yīng)，關(guān)于腐植酸對(duì)小麥品質(zhì)影響的相關(guān)研究較少?；诖?，本試驗(yàn)以山東省推廣的3個(gè)不同筋度小麥品種為材料，在不同腐植酸施用量下，探究腐植酸對(duì)該地區(qū)不同筋度小麥品種生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，為腐植酸類(lèi)肥料在小麥生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地基本概況

本試驗(yàn)于2020年10月—2021年6月在山東省泰安市岱岳區(qū)馬莊鎮(zhèn)馬莊村進(jìn)行，該試驗(yàn)點(diǎn)地處溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，土壤質(zhì)地為壤土，試驗(yàn)地前茬作物為玉米，為一年兩熟種植模式。試驗(yàn)地 0～20 cm土壤有機(jī)質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀含量分別為14.03 g·kg、102.84 mg·kg、 15.01 mg·kg、174.4 mg·kg，pH為7.08。

1.2 供試材料

供試小麥品種為中筋小麥品種山農(nóng)38、中強(qiáng)筋小麥品種山農(nóng)47、強(qiáng)筋小麥品種濟(jì)麥44。供試肥料為尿素(N 46.4%)、磷酸二銨(N 18%，PO46%)、擠壓硫酸鉀(N 4%，KO 43%)、腐植酸鉀(KO 9%，腐植酸40%)，均由山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，腐植酸施用量為主區(qū)，設(shè)5個(gè)水平，分別為0(F)、75(F)、150(F)、300(F)、600(F)kg·hm；品種為副區(qū)。每個(gè)處理3次重復(fù)，共計(jì)45個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積12 m。播種密度均為 333×10?！m，行距23.5 cm，各小區(qū)間距0.5 m，設(shè)置保護(hù)行。底肥投入量為N、PO、KO各120 kg·hm。根據(jù)養(yǎng)分一致原則，各處理肥料投入具體如表1所示。各小區(qū)于小麥拔節(jié)期追施N 120 kg·hm。

在小麥播種后、冬前、拔節(jié)期和開(kāi)花期進(jìn)行灌溉，每次灌溉水 60 mm。加強(qiáng)病蟲(chóng)草害的防治，確保各處理均不發(fā)生病蟲(chóng)草害。其他田間管理同當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)小麥田。

于小麥三葉期調(diào)查基本苗并間苗至225×10株·hm，標(biāo)記長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的區(qū)域2個(gè)點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)1 m，用于后期相關(guān)性狀測(cè)定。

表1 不同處理肥料種類(lèi)及施用量Table 1 Fertilizers of different treatments and application amount kg·hm-2

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

抽穗后采用可持式 SPAD 葉綠素儀(SPAD502-plus，中國(guó))隨機(jī)測(cè)10株小麥旗葉的SPAD值，每隔6 d測(cè)一次。于拔節(jié)期在標(biāo)記樣點(diǎn)數(shù)分蘗數(shù)。于成熟期測(cè)標(biāo)記樣點(diǎn)的有效穗數(shù)，并計(jì)算成穗率(有效穗數(shù)÷拔節(jié)期分蘗數(shù)×100%)；用卷尺測(cè)量連續(xù)10株的株高和穗長(zhǎng)；隨機(jī)取10個(gè)麥穗測(cè)穗粒數(shù)。按小區(qū)收獲后進(jìn)行考種，測(cè)定千粒重。根據(jù)統(tǒng)計(jì)后的有效穗數(shù)、穗粒數(shù)及千粒重計(jì)算理論產(chǎn)量。

采用瑞典Perten公司的DA7200近紅外分析儀測(cè)定小麥籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、硬度、沉降值、總淀粉含量、直鏈淀粉含量及支鏈淀粉含量，并計(jì)算直/支比(直鏈淀粉含量/支鏈淀粉含量)；采用Brabender公司的GWZJ/YS-26粉質(zhì)儀測(cè)定面團(tuán)形成時(shí)間及穩(wěn)定時(shí)間。

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2020進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，運(yùn)用SPSS Statistics 26進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 腐植酸對(duì)不同筋度小麥品種生長(zhǎng)特性的影響

2.1.1 對(duì)旗葉SPAD值的影響

從圖1可以看出，與對(duì)照F相比，山農(nóng)47在4月18日的F處理下的旗葉SPAD值顯著增加(3.74%，≤0.05)，其他品種的各處理較對(duì)照F差異均不顯著，說(shuō)明腐植酸對(duì)不同小麥品種的旗葉SPAD值效應(yīng)不同。

2.1.2 對(duì)最大分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、成穗率、株高及穗長(zhǎng)的影響

由表2可知，不同筋度小麥品種的最大分蘗數(shù)和有效穗數(shù)均隨腐植酸施用量的增加而增加，與對(duì)照F相比，山農(nóng)38的最大分蘗數(shù)在F、F、F處理下顯著提高，增幅分別為11.22%、 10.30%、13.23%。與對(duì)照F相比，山農(nóng)38和山農(nóng)47的有效穗數(shù)在F、F、F處理下分別提高 6.11%、7.02%、8.58%和3.53%、4.93%、 4.49%，差異均顯著。腐植酸小麥成穗率無(wú)顯著影響。山農(nóng)47的株高在F、F處理下較對(duì)照F分別提高6.40%、 6.80%；山農(nóng)38和濟(jì)麥44的株高在F、F、F處理下較對(duì)照F分別提高 7.23%、7.59%、 6.57%和7.80%、8.54%、 7.80%，差異均顯著。較對(duì)照F，山農(nóng)38和山農(nóng)47的穗長(zhǎng)在F、F處理下分別提高2.57%、 4.21%和 4.66%、6.85%；濟(jì)麥44的穗長(zhǎng)在F、F、F處理下分別提高4.21%、3.71%、5.32%，差異均顯著。結(jié)果表明，腐植酸能夠顯著提高山農(nóng)38的最大分蘗數(shù)及山農(nóng)38和山農(nóng)47的有效穗數(shù)；顯著提高小麥的株高和穗長(zhǎng)；對(duì)小麥的成穗率無(wú)顯著影響。

a:山農(nóng)38；b:山農(nóng)47；c:濟(jì)麥44。

2.2 腐植酸對(duì)不同筋度小麥品種產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子的影響

由表3可知，腐植酸對(duì)小麥產(chǎn)量有顯著影響，與對(duì)照F相比，山農(nóng)38的產(chǎn)量在F、F、F處理下分別增加10.94%、7.35%、13.75%；山農(nóng)47的產(chǎn)量在F、F處理下分別增加8.23%、 9.63%；濟(jì)麥44的產(chǎn)量在F、F、F、F處理下分別增加5.37%、6.87%、11.29%、 10.78%,差異均顯著。較對(duì)照F，基施腐植酸能夠顯著提高山農(nóng)38和山農(nóng)47的有效穗數(shù)，顯著提高濟(jì)麥44的穗粒數(shù)，濟(jì)麥44的穗粒數(shù)在F、F處理下分別增加5.51%、 4.93%，差異顯著；基施腐植酸對(duì)小麥千粒重沒(méi)有顯著影響。結(jié)果表明，腐植酸通過(guò)提高中筋小麥品種山農(nóng)38和中強(qiáng)筋小麥品種山農(nóng)47的有效穗數(shù)顯著提高其產(chǎn)量；通過(guò)提高強(qiáng)筋小麥品種濟(jì)麥44的穗粒數(shù)顯著提高其產(chǎn)量。

表2 不同筋度小麥品種的最大分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、成穗率、株高及穗長(zhǎng)Table 2 Maximum number of tillers,effective spikes,spike rate,plant height and ear length of wheat varieties with different gluten

表3 不同筋度小麥品種的產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因子Table 3 Yield and yield components of wheat varieties with different gluten

2.3 腐植酸對(duì)不同筋度小麥品種品質(zhì)的影響

2.3.1 對(duì)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表4可知，腐植酸對(duì)3個(gè)小麥品種的蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量均有顯著影響，濟(jì)麥44的蛋白質(zhì)含量在F、F處理下分別較對(duì)照F提高 4.47%、5.84%，山農(nóng)38和山農(nóng)47的蛋白質(zhì)含量均在F處理下最高，且顯著高于對(duì)照；與對(duì)照F相比，山農(nóng)38、山農(nóng)47和濟(jì)麥44的濕面筋含量均在F處理下增幅最大，分別為6.76%、 11.74%和8.65%，差異均顯著?；└菜釋?duì)小麥的直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量和直/支比沒(méi)有顯著影響。

表4 不同筋度小麥品種的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)Table 4 Nutritional quality of wheat varieties with different gluten

2.3.2 對(duì)加工品質(zhì)的影響

由表5可知，腐植酸能夠顯著提高山農(nóng)38的籽粒硬度，與對(duì)照F相比，山農(nóng)38的籽粒硬度在F、F處理下顯著增加(7.96%、8.62%)。3個(gè)小麥品種的沉降值均隨腐植酸施用量的增加而增加，當(dāng)施用量達(dá)到F時(shí)，山農(nóng)38、山農(nóng)47和濟(jì)麥44的沉降值較對(duì)照F分別增加6.81%、5.91%和7.16%，差異均顯著。腐植酸施用量對(duì)不同筋度小麥品種的穩(wěn)定時(shí)間有顯著影響，穩(wěn)定時(shí)間隨腐植酸施用量的增加而增加，與對(duì)照F相比，山農(nóng)38、山農(nóng)47和濟(jì)麥44在F處理下增加幅度最大，分別為24.19%、24.37%和15.46%。腐植酸對(duì)山農(nóng)38的形成時(shí)間有顯著影響，山農(nóng)38的形成時(shí)間在F、F、F處理下較對(duì)照F顯著增加(15.84%、10.89%、25.25%)；腐植酸對(duì)山農(nóng)47和濟(jì)麥44的形成時(shí)間沒(méi)有顯著影響。結(jié)果表明，腐植酸能夠顯著提高不同筋度小麥品種的沉降值和穩(wěn)定時(shí)間，顯著提高山農(nóng)38的籽粒硬度和形成時(shí)間。

3 討 論

根據(jù)腐植酸不同形態(tài)，可將其分為固體腐植酸類(lèi)肥料和液體腐植酸類(lèi)肥料，固體腐植酸肥料通過(guò)根施改良土壤和調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)；液體腐植酸肥料通過(guò)葉面噴施直接作用于作物上。本研究通過(guò)基施不同量腐植酸固體肥料處理不同筋度小麥品種，發(fā)現(xiàn)腐植酸能夠顯著提高供試小麥品種的株高、穗長(zhǎng)、產(chǎn)量、濕面筋含量、沉降值、穩(wěn)定時(shí)間，提高小麥的旗葉SPAD值，對(duì)小麥的成穗率、千粒重、總淀粉含量、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量及直/支比沒(méi)有顯著影響；施用腐植酸能夠顯著提高中筋小麥品種山農(nóng)38的最大分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、籽粒硬度、形成時(shí)間；顯著提高中強(qiáng)筋小麥品種山農(nóng)47的有效穗數(shù)；顯著提高強(qiáng)筋小麥品種濟(jì)麥44的穗粒數(shù)、蛋白質(zhì)含量，說(shuō)明不同品種的不同性狀對(duì)腐殖酸的響應(yīng)不同。王 琦等研究表明，腐植酸可以提高燕麥的SPAD值，改善燕麥光合能力，與本研究結(jié)果相近。畢 軍等研究表明，腐植酸能夠提高小麥的株高、穗長(zhǎng)、最大分蘗數(shù)、有效穗數(shù)及成穗率。本試驗(yàn)結(jié)果再次證明腐植酸能夠提高小麥的株高、穗長(zhǎng)、最大分蘗數(shù)、有效穗數(shù)，但腐植酸對(duì)小麥成穗率沒(méi)有顯著影響，導(dǎo)致結(jié)論不一致的原因可能與品種和環(huán)境差異有關(guān)。孫克剛等認(rèn)為，腐植酸促進(jìn)水稻增產(chǎn)的主要原因是增加了有效穗數(shù)和每穗實(shí)粒數(shù)。本研究結(jié)果表明，腐植酸通過(guò)提高中筋小麥品種山農(nóng)38和中強(qiáng)筋小麥品種山農(nóng)47的有效穗數(shù)顯著提高其產(chǎn)量；通過(guò)提高強(qiáng)筋小麥品種濟(jì)麥44的穗粒數(shù)顯著提高其產(chǎn)量，說(shuō)明促進(jìn)小麥增產(chǎn)的主要因子為有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，與前人研究結(jié)果相似。劉盛林等研究表明，腐植酸含量對(duì)冬小麥千粒重沒(méi)有顯著促進(jìn)作用，與本研究結(jié)果相似。趙海燕等研究表明，噴施腐植酸葉面肥可以明顯提高小麥產(chǎn)量及蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、沉降值和穩(wěn)定時(shí)間，與本研究結(jié)果類(lèi)似。腐植酸可刺激植株的莖葉生長(zhǎng)，提高葉片向籽粒輸送營(yíng)養(yǎng)的能力，從而提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。張運(yùn)紅等研究表明，腐植酸可提高小麥籽?？偟矸酆亢椭ф湹矸酆?，降低直/支比。本研究結(jié)果表明，腐植酸對(duì)3個(gè)不同筋度小麥品種的總淀粉含量、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量和直/支比沒(méi)有顯著影響。導(dǎo)致結(jié)論不一致的原因可能與品種或環(huán)境差異有關(guān)。

表5 不同筋度小麥品種的加工品質(zhì)Table 5 Processing quality of wheat varieties with different gluten

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，腐植酸對(duì)不同筋度小麥品種的生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響存在差異，結(jié)果可以為腐植酸類(lèi)肥料在小麥生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考依據(jù)。由于本試驗(yàn)為一季試驗(yàn)，腐植酸對(duì)不同筋度小麥品種生長(zhǎng)特性、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響尚需進(jìn)一步研究。