腐植酸葉面肥對谷子農(nóng)藝性狀及理化指標的影響

閆 鋒 董 揚 趙富陽 侯曉敏 李清泉 范國權(quán) 張 磊

1 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院 齊齊哈爾 161006

2 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟作物研究所 哈爾濱 150086

3 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄉(xiāng)村振興科技研究所 哈爾濱150086

谷子是一種典型的環(huán)境友好型作物，具有耐旱、耐瘠薄、適應(yīng)性廣的特點，是我國北方旱作區(qū)具有代表性的特色糧食作物之一[1]。目前，谷子生產(chǎn)上施肥仍以化肥為主，且過量施肥情況時有發(fā)生，使土壤鹽堿化、板結(jié)日益嚴重。適度降低化肥投入量，增施有機底肥或生物質(zhì)葉面肥對響應(yīng)國家“雙減”政策、減輕環(huán)境污染意義重大[2，3]。

腐植酸葉面肥是生物質(zhì)腐植酸添加適量氮、磷、鉀大量元素或銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬微量元素而制成的水溶性肥料，作為一種多功能、無公害肥料，與傳統(tǒng)肥料相比，具有配方多樣、吸收率高、速效、無殘留、施用方式靈活等優(yōu)點[4，5]。前人關(guān)于腐植酸葉面肥對不同作物的生物學(xué)效應(yīng)做過大量研究，并且在甘藍、水稻、燕麥等作物上取得了良好的應(yīng)用效果[6～8]。筆者查閱文獻發(fā)現(xiàn)腐植酸葉面肥在谷子上的應(yīng)用研究仍鮮有報道，為了明確腐植酸葉面肥對谷子的應(yīng)用效果，本研究以黑龍江主栽谷子品種“嫩選18”為研究對象，在谷子拔節(jié)期和開花期分2 次進行腐植酸葉面肥噴施處理，探究腐植酸葉面肥對谷子形態(tài)指標、光合指標和品質(zhì)指標的影響，進而明確腐植酸葉面肥最佳噴施濃度，為本地區(qū)谷子生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年5 月—9 月在黑龍江省齊齊哈爾市富拉爾基區(qū)全合臺村進行，試驗地點屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年降水量415 mm，年均溫度3.2 ℃，活動積溫2900 ℃。土壤類型為碳酸鹽黑鈣土，0 ～20 cm 土層土壤的基礎(chǔ)養(yǎng)分含量如下：有機質(zhì)32.64 g/kg，全氮1.48 g/kg，有效磷23.16 mg/kg，速效鉀296.35 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試作物：谷子，品種為“嫩選18”。

供試肥料：腐植酸水溶肥料，購自陜西鼎天濟農(nóng)腐殖酸制品有限公司，500 mL 瓶裝（腐植酸≥80 g/L、N≥140 g/L、P2O5≥20 g/L、K2O≥40 g/L），用作本試驗的葉面肥。

1.3 試驗設(shè)計

試驗設(shè)6 個處理，分別為腐植酸水溶肥料稀釋200 倍液（T1）、稀釋400 倍液（T2）、稀釋600 倍液（T3）、稀釋800 倍液（T4）、稀釋1000 倍液（T5），清水對照（CK），采用隨機區(qū)組設(shè)計，分別在谷子拔節(jié)期和開花期進行噴施處理，噴液量以打濕葉面不滴下為標準。每個小區(qū)為6 行區(qū)，行長4 m，3 次重復(fù)，各處理定植密度均為40 萬株/hm2，田間管理同大田生產(chǎn)。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀的測定

于乳熟期每個處理中間4 行中選取長勢均勻的谷子植株10 株，測定株高、穗長、節(jié)數(shù)、莖粗（基部第2 節(jié)間的粗度），在完熟期測定穗重、穗粒重、千粒重，收獲小區(qū)全部谷穗，晾干后稱重測產(chǎn)。

1.4.2 光合指標的測定

于第2 次施用7 d 后在每處理選取代有代表性的植株10 株，選晴朗無風(fēng)天氣上午使用GH-10 型植物光合測定儀（山東萬象科技有限公司）測定倒二葉的凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度，測定位置為葉片中部。

1.4.3 品質(zhì)指標的測定

粗蛋白含量采用凱氏定氮法測定[9]；粗淀粉含量采用酸水解法測定[10]；粗脂肪含量采用索氏抽提法測定[11]。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用Microsoft Excel 2019、SPSS19.0 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計及方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對谷子農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可知，除了節(jié)數(shù)這一指標外，與CK 相比，腐植酸葉面肥噴施處理均能不同程度地改善谷子的農(nóng)藝性狀。噴施腐植酸葉面肥后谷子株高范圍為140.3 ～144.0 cm，其中T3 處理下的株高最高，顯著高于其他處理，比CK 高3.2%，各處理下谷子株高依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；穗長范圍為25.2 ～27.6 cm，其中T3 處理下的穗長最高，顯著高于其他處理，比CK 高10.4%，各處理下谷子穗長依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；莖粗范圍為9.5 ～10.5 mm，其中T3處理下的莖粗最高，顯著高于其他處理，比CK 高10.5%，各處理下谷子莖粗依次為T3 ＞T4 ＞T2 ＞T5 ＞CK ＞T1。

表1 不同處理下谷子的農(nóng)藝性狀Tab.1 Agronomic characters of foxtail millet under different treatments

2.2 不同處理對谷子產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

由表2 可知，除了千粒重這一指標外，與CK相比，腐植酸葉面肥噴施處理均能不同程度地改善谷子的產(chǎn)量構(gòu)成因素。噴施腐植酸葉面肥后谷子穗重的范圍為16.5 ～17.7 g，其中T3 處理下的穗重最高，顯著高于其他處理，比CK 高9.3%，各處理下谷子穗重依次為T3 ＞T4 ＞T2 ＞T1 ＞T5 ＞CK；穗粒重范圍為11.9 ～12.5 g，其中T3 處理下的穗粒重最高，顯著高于其他處理，比CK 高6.8%，各處理下谷子穗粒重依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；產(chǎn)量范圍為4738.5 ～5058.4 kg/hm2，增產(chǎn)幅度為1.0%～7.8%，其中T3 處理下的產(chǎn)量最高，顯著高于其他處理，各處理下谷子產(chǎn)量依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK。

表2 不同處理下谷子的產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量Tab.2 Yield characters and yield of foxtail millet under different treatments

2.3 不同處理對谷子光合指標的影響

由表3 可知，噴施腐植酸葉面肥后谷子凈光合速率的范圍為17.1 ～18.7 μmol/（m2·s），其中T3 處理下的凈光合速率最高，顯著高于其他處理，比CK 高10.7%，各處理下谷子凈光合速率依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK，T2 ～T5處理顯著優(yōu)于其他處理；蒸騰速率范圍為3.2 ～3.9 mmol/（m2·s），其中T3 處理下的蒸騰速率最高，顯著高于其他處理，比CK 高21.9%，各處理下谷子蒸騰速率依次為T3 ＞T4 ＞T2 ＞T5 ＞T1 ＞CK；胞間CO2濃度范圍為105.1 ～124.5 μmol/（m2·s），其中CK 處理下的胞間CO2濃度最高，顯著高于其他處理，各處理下谷子胞間CO2濃度依次為CK ＞T1 ＞T5 ＞T4 ＞T2 ＞T3。

2.4 不同處理對谷子品質(zhì)指標的影響

由表4 可知，噴施腐植酸葉面肥后谷子粗蛋白含量的范圍為10.6%～11.5%，其中T4 處理下的粗蛋白含量最高，顯著高于CK 9.5%，T1 與CK 差異不顯著，各處理下谷子粗蛋白含量依次為T4 ＞T3 ＞T2 ＞T5 ＞T1 ＞CK；粗淀粉含量的范圍為64.6%～65.2%，其中T2 處理下的粗淀粉含量最高，顯著高于CK 6.8%，但與其他處理差異不顯著，各處理下谷子粗淀粉含量依次為T2 ＞T4 ＞T1 ＞T3 ＞T5 ＞CK。粗脂肪含量的范圍為3.6%～3.7%，其中T1、T3、T4 處理下的粗脂肪含量最高，均為3.7%，但與其他處理及CK 差異不顯著。

表3 不同處理下谷子的光合指標Tab.3 Photosynthesis indexes of foxtail millet under different treatments

表4 不同處理下谷子的品質(zhì)指標Tab.4 Quality indexes of foxtail millet under different treatments %

3 討論

前人研究表明[12～14]，在谷子不同生育時期（拔節(jié)期、抽穗期、開花期、灌漿期）噴施葉面肥均可不同程度地改善谷子農(nóng)藝性狀、提升產(chǎn)量。本研究選擇在谷子拔節(jié)期和開花期進行葉面肥噴施處理，結(jié)果表明，噴施處理后谷子的各性狀指標均較CK有不同程度的改善，這與前人研究結(jié)果基本一致。T2、T3、T4 處理能顯著改善谷子農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀并達到增產(chǎn)的效果，而T1、T5 處理后的改善效果與CK 相比并不顯著。這可能是由于較高的處理濃度對谷子產(chǎn)生了毒害抑制作用，本結(jié)果符合Bertrand 生物劑量規(guī)律，即低濃度時，對植物的生長有促進效應(yīng)，過量則對植物構(gòu)成毒害[15]。本研究中株高隨著噴施濃度上升呈先升高后降低的變化趨勢，而節(jié)數(shù)變化不顯著，這說明引起株高變化主要是由節(jié)間長度引起的。通過產(chǎn)量性狀可以發(fā)現(xiàn)不同處理間產(chǎn)量差異顯著，而千粒重差異不顯著，這說明產(chǎn)量變化主要取決于穗粒數(shù)，而張素梅等[16]研究認為，孕穗期噴施腐植酸主要通過千粒重及穗粒數(shù)共同作用提高產(chǎn)量，與本研究結(jié)果有一定差異，這可能是參試谷子品種不同引起的。董娟蘭等[17]研究發(fā)現(xiàn)，腐植酸可顯著改善“張雜谷5 號”的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量構(gòu)成及抗逆性，這與本研究結(jié)果基本一致。

本研究發(fā)現(xiàn)適宜腐植酸葉面肥噴施處理后谷子的凈光合速率、蒸騰速率與CK 相比均顯著提高，胞間CO2濃度顯著降低濃度。這與張沁怡等[18]在水稻上的研究結(jié)果一致。各光合指標隨著噴施濃度增加逐漸改善，并且在T3 處理下達到最優(yōu)，隨著濃度上升各光合指標逐漸下降，這可能是高濃度腐植酸對谷子葉片光合作用產(chǎn)生了抑制作用，這部分研究結(jié)果與產(chǎn)量結(jié)果相互吻合印證，即光合指標和產(chǎn)量均在T3 處理下達到最優(yōu)。前人研究發(fā)現(xiàn)腐植酸葉面肥可顯著改善作物品質(zhì)，本研究中除T1 處理下粗蛋白含量與CK 差異不顯著，其余各處理下的品質(zhì)指標均優(yōu)于CK，這與前人研究結(jié)果一致，而TI 處理下的粗蛋白與CK 差異不顯著可能是由于粗蛋白這一指標對腐植酸響應(yīng)較不敏感造成的。

4 結(jié)論

在拔節(jié)期和開花期噴施腐植酸葉面肥后，與CK 相比，谷子“嫩選18”的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量性狀、光合指標及品質(zhì)指標均得到不同程度改善，其中600 倍液處理下的綜合性狀最好，產(chǎn)量最高，可為齊齊哈爾地區(qū)谷子優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)栽培提供參考依據(jù)。