腐植酸水溶肥对小麦产量及抗逆性的影响效应

王润正 高 觅 张雪花 周 涛 高文兴

(1 中国农业大学农学与生物技术学院 北京 100193 2 内蒙古永业农丰生物科技有限责任公司 呼和浩特 010000)

近年来，我国北方小麦生产常遇高温、低温和干旱威胁，灾情频发，严重影响小麦安全生长和高产稳产。在众多的抗旱保水剂中，比较受关注的是腐植酸类。众多研究表明，腐植酸在改良土壤结构，促进作物生长发育，提高作物抗逆性和产量等方面有很好的作用[1]。周毅等[2]的研究表明，盆栽春小麦受到干旱胁迫后, 在长势较差、土壤蒸发占优势的条件下，喷施硝基黄腐酸钠，可以通过降低作物蒸腾作用和提高水分利用效率来增强其抗旱性。陈玉玲等[3]通过黄腐酸浸小麦根系试验表明，黄腐酸既可以直接起作用来刺激植物生长发育和抑制气孔开张，也可以通过改变内源激素水平(ABA和IAA)间接起作用。张小冰等[4]的研究表明，腐植酸钾浸种玉米，可以有效提高干旱胁迫下植物体细胞保护酶活性，减少丙二醛的产生，降低膜脂的过氧化程度，增加膜的稳定性，提高植物抗旱性。叶绿素含量和叶片光合速率与植物营养物质的积累密切相关，而相对电导率是反映植物膜系统状况的一个重要的生理生化指标，植物在受到逆境或者其他损伤的情况下细胞膜容易破裂，膜蛋白受伤害因而使胞质的胞液外渗而使相对电导率增大。因此，叶绿素含量、叶片光合速率和叶片电导率等指标均可反映出植物的生长状况。

为了寻找小麦抗逆增产的有效技术措施，本项研究以内蒙古永业农丰生物科技有限责任公司生产的含腐植酸水溶肥料“生命素”(加强型)为试材，在正常与逆境胁迫两种条件下，考察研究“生命素”对小麦生长、产量形成及抗逆性的影响效应，检测其对干旱、高温等逆境的抗灾减灾效果，在明确其大田应用效应基础上，确定其最佳使用剂量。

1 试验内容

1.1 试验材料

供试肥料是内蒙古永业农丰生物科技有限责任公司生产的含腐植酸水溶性肥料“生命素”，主要技术指标水溶性腐植酸含量≥50 g/L，氮、磷、钾总含量≥200 g/L，微量元素(锰、硼、钼、锌等)总量≥10 g/L。小麦品种有衡4399、济麦22、石麦15、潍麦8号。

1.2 试验测试内容

叶绿素相对含量的测定：采用SPAD502型叶绿素测定仪，每处理测定3片旗叶。

光合速率的测定：用CO2分析仪测定叶片光合速率，用便携式叶绿素荧光仪测定叶品光化学效率(Fv/Fm)，每处理测3片旗叶。

相对电导率的测定：取大小相当的植物叶片(尽量保证叶片的完整性，少含茎节)，用自来水洗净后再用蒸馏水冲洗3次，用滤纸吸干表面水分，将叶片剪成适宜长度的长条(避开主脉)，快速称取鲜样3份，每份0.1 g，分别置于10 mL去离子水的刻度试管中，盖上玻璃塞置于室温下浸泡处理12 h．用电导仪测定浸提液电导(R1)，然后沸水浴加热30 min，冷却至室温后摇匀，再次测定浸提液电导(R2)。相对电导率=R1/R2×100%，每处理重复3次。

1.3 试验方法

1.3.1 “生命素”应用浓度及效应试验

在大田条件下设置“生命素”不同应用浓度处理试验，处理包括：

A、花后3 d喷“生命素”液(稀释400倍)+花后10 d喷“生命素”液(稀释400倍)；

B、花后3 d喷“生命素”液(稀释600倍)+花后10 d喷“生命素”液(稀释600倍)；

C、花后3 d喷“生命素”液(稀释800倍)+花后10 d喷“生命素”液(稀释800倍)；

D、花后3 d喷“生命素”液(稀释1000倍)+花后10 d喷“生命素”液(稀释1000倍)；

E、花后3 d喷“生命素”液(稀释600倍)和磷酸二氢钾(0.3%)+花后10天喷“生命素”液(稀释600倍)和磷酸二氢钾(0.3%)；

F、花后3 d喷磷酸二氢钾(0.3%)+花后10 d喷磷酸二氢钾(0.3%)；

G、对照(喷清水)。

“生命素”推荐用量为100毫升/亩，具体稀释浓度按照各处理要求进行稀释(下同)。

试验小麦品种为衡4399，正常田间管理，每处理小区50 m2，重复3次。

1.3.2 不同水分条件下“生命素”的效应试验

在春季不浇水(0水)、浇1水、浇2水3种水分条件下进行“生命素”处理。

“生命素”处理：花后3 d喷“生命素”液(稀释800倍)+花后10 d喷“生命素”液(稀释800倍)：在浇1水田，增设磷酸二氢钾(0.5%，花后3 d+花后10 d喷)处理。以同时喷清水为对照。小麦品种为济麦22，每处理小区58 m2，重复3次。

1.3.3 花后高温胁迫条件下“生命素”处理效应

采用品种石麦15，于开花后第3天进行“生命素”处理(稀释800倍，连续喷2次)，以同时喷清水为对照(CK)。处理后第3天进行大棚增温，高温处理15 d，温度为35～38 ℃。另设自然温度(25～28 ℃)对照。

1.3.4 限水灌溉下不同播期小麦对“生命素”的反应

在春浇1水条件下，设置3种播期试验，即早播(10月10日)；晚播(10月20日)；超晚播(10月30日)，在各播期进行“生命素”处理，即在花后3 d喷“生命素”液(稀释600倍)+花后10 d喷“生命素”液(稀释600倍)；以同时喷清水为对照。供试品种石麦15。每处理小区50 m2，重复2次。

1.3.5 不同品种对“生命素”处理的反应

在超晚播(播期：11月10日) 条件下，安排4个品种，包括：石麦15(河北)、衡4399(河北)、济麦22(山东)、潍麦8号(山东)。在每个品种区设喷施“生命素”处理和喷施清水(CK)对照进行比较试验，“生命素”处理为：花后3 d喷“生命素”液(稀释600倍)+花后10 d喷“生命素”液(稀释600倍)。每处理小区30 m2，重复3次。

2 结果与分析

2.1 “生命素”应用浓度及效应试验

与对照相比，几种不同浓度的“生命素”处理均提高了千粒重，进而提高了产量。增产效果最明显的处理为C和E，即采用2次喷施800倍“生命素”液，或2次喷施“生命素”(600倍液)与磷酸二氢钾(0.3%)混合液效果最好。见表1。

表1 “生命素”不同应用浓度对小麦千粒重和产量的影响Tab.1 Effects of different concentrations of “Shengmingsu”on 1000-grain weight and yield of wheat

2.2 不同水分条件下“生命素”效应试验

不同水分条件处理对产量和千粒重的影响效应见表2。

表2 不同供水条件下“生命素”处理对产量的影响Tab.2 Effects of “Shengmingsu” treatment on yield of wheat under different times of irrigation

在不同水分条件下“生命素”处理均表现比对照有所增产，在0水条件下，增产幅度达11%；在1水条件下，增产幅度7.8%；在2水条件下增产幅度2%。说明在后期无灌溉或水分胁迫条件下，“生命素”的增产效应能较好表现出来。

在春浇1水条件下，测定了不同处理对花后叶片光合速率、叶绿素相对含量、相对电导率的影响，从表3可以看出，“生命素”和磷酸二氢钾处理均能明显提高小麦的光合活性，光合速率均高于对照，花后25 d，“生命素”处理也较磷酸二氢钾处理高。花后25 d，“生命素”处理下的叶片叶绿素含量(表4)高于磷酸二氢钾处理和对照。而花后25 d，“生命素”处理的叶片电导率(表5)均低于磷酸二氢钾处理和对照，说明“生命素”处理具有维特叶片功能持续期的作用，对于提高作物产量具有一定作用。

2.3 花后高温胁迫条件下“生命素”处理效应

表6显示，在正常大气温度下，花后喷施“生命素”对粒重和产量有一定提高效应，而在高温胁迫条件下，“生命素”处理的增产效应更突出。

表3 “生命素”处理对叶片光合速率的影响Tab.3 Effects of “Shengmingsu” treatment on photo synthetic rate of fl ag leaves μmolCO2/m•s

表4 “生命素”处理对叶片叶绿素相对含量的影响Tab.4 Effects of “Shengmingsu” treatment on relative Chlorophyll content of fl ag leaves

表5 “生命素”处理对叶片相对电导率的影响Tab.5 Effects of “Shengmingsu” treatment on relative Chlorophyll content of fl ag leaves %

表6 不同温度条件下“生命素”处理的产量效应Tab.6 Effects of “Shengmingsu” treatment on yield of wheat under different temperature conditions

对不同处理叶片光合速率和叶绿素荧光参数的测定表明，在正常温度下“生命素”处理对光合性能有改善作用，在高温胁迫条件下，“生命素”处理叶片光合速率与光能转化效率(Fv/Fm)高于对照，与对照的差异较为明显。见表7。

测定表明，高温胁迫下叶片电导率明显升高，说明高温对细胞膜有损伤作用。高温胁迫后“生命素”处理叶片电导率上升幅度小于对照，所测电导值低于对照，说明“生命素”处理对细胞膜有一定保护作用。所测叶绿素含量，“生命素”处理高于对照。见表8。

表7 不同温度条件下“生命素”处理对旗叶光合指标的影响Tab.7 Effects of “Shengmingsu” treatment on the photosynthetic indexes of fl ag leaves under different temperature conditions

表8 不同温度条件下“生命素”处理对旗叶的影响Tab.8 Effects of “Shengmingsu” treatment on the stability of fl ag leaves under different temperature conditions

2.4 限水灌溉下不同播期小麦对“生命素”的反应

播期不同，小麦根系生长及开花成熟期也会有差异。过晚播一般开花期有所推迟，后期易遭高温及干热风危害。分别在3种不同播期条件下进行“生命素”处理，结果表明，播期越晚“生命素”处理对粒重的正面效应越明显，在超晚播条件下，“生命素”处理增产效应相对较大(表9)。

2.5 不同品种对“生命素”处理的反应

在不同品种试验田应用“生命素”，得出以下结论见表10。

所测4个品种对小麦“生命素”处理对比照区均表现出增产的正向效应。其中，尤其是衡4399和潍麦8号，在亩产量的比较中增加8%与16%。“生命素”处理的产量均显著高于对照。

表9 不同播期小麦“生命素”处理对产量的影响Tab.9 Effects of “Shengmingsu” treatment on yield of different sowing dates of wheat

表10 “生命素”处理对不同品种产量的影响Tab.10 Effects of “Shengmingsu” treatment on yields of different wheat varieties

3 结论

以黄腐酸为主要成分的腐植酸水溶肥“生命素”，在逆境条件下，对提高叶片叶绿素含量、提高光合速率，有效降低小麦叶片的电导率效果明显，从而减少干旱、高温等对细胞的破坏作用，对维持叶片光合功能有一定调节效应，对提高小麦粒重和产量具有正向效应。喷施“生命素”对小麦的增产表现与品种和环境有一定关系，在干旱和高温逆境下增产效果较明显。“生命素”在小麦生育后期应用的适宜浓度为600～800倍稀释液，以在灌浆前期喷施2次(间隔5～7 d)为好，将“生命素”与磷酸二氢钾(0.3%)混合应用效果更佳。

有关小麦增产效应与增产机理有待进一步研究和探讨。

[1]茹铁军，王家盛.腐植酸与腐植酸肥料的发展[J].磷肥与复肥，2007，22(4):51～53

[2]周毅，王传江，曹一平.喷施硝基黄腐酸盐对春小麦的抗旱效应及其分析[J].中国农业科技导报，2005，7(4):46～50

[3]陈玉玲，曹敏，周燮，等.黄腐酸对冬小麦幼苗IAA、ABA 水平的影响及作用机理的探讨[J].植物学通报，1999，16(5):587～590

[4]张小冰，邢勇，郭乐，等.腐植酸钾浸种对干旱胁迫下玉米幼苗保护酶活性及MDA含量的影响[J].中国农学通报，2011，27(7):69～72