基于棉粕的氨基酸肥对小麦生长及产量的影响

庞庆阳，宣毓龙，蔡 旭，王雅各，王开勇

(石河子大学农学院， 新疆 石河子 832000)

基于棉粕的氨基酸肥对小麦生长及产量的影响

庞庆阳，宣毓龙，蔡 旭，王雅各，王开勇

(石河子大学农学院， 新疆 石河子 832000)

为了明确基于棉粕的氨基酸肥对小麦生长发育的影响,采用田间试验，研究喷施清水、优多牌氨基酸水溶肥和棉粕腐氨基酸水溶肥对小麦不同生育时期生长指标及产量的影响。结果表明，与喷施清水处理和喷施优多牌氨基酸水溶肥处理相比，喷施棉粕氨基酸肥的小麦的株高、叶面积、叶绿素、干物质均有不同程度的提高，同时进一步促进了小麦的分蘖和成穗，使小麦产量显著增加，与喷施清水处理和喷施优多牌氨基酸水溶肥处理相比，增幅分别为15.2%和4.97%。

棉粕；氨基酸肥料；小麦；生长；产量

我国具有丰富的废弃蛋白资源，每年产棉籽1 000万t以上，提取棉油后的棉籽饼粕达600万t，资源量全球第一[1]。棉粕是棉籽经过压榨、浸出等工艺提取油脂后得到的一种微红或黄色颗粒状物质[2]，含粗蛋白质35%，粗纤维15%，且富含矿物质和维生素[3]。目前主要被用作动物饲料，棉粕中含有的棉酚有一定毒性，因而限制了其产品的应用[4-5]，很多农业资源经过一定工艺可以提取氨基酸，并可制备成肥料，具有提高作物品质，抗逆性，增产等作用，经济效益和社会效益显著[6]。李潮海等[7]用氨基酸螯合多元微肥可使玉米叶面积增大,比叶重提高,株高增加,叶绿素含量增加,光合强度提高。储成江[8]对南京禾丰含氨基酸微量元素水溶肥料在水稻大田示范结果表明，可使水稻增产561.0 kg·hm-2，增产率7.56%。新疆是我国最大的棉粕主产区之一，如能将棉粕开发为高效新型肥料资源，对于区域农业发展、废弃物资源循环利用和环境保护都具有重要意义。

小麦是主要粮食作物之一，其产量的高低在一定程度上对确保我国粮食安全具有重要的意义。粮食的丰产与优质，与肥料密切相关[9]。现代农业大量使用化肥农药，虽然此方法能使农作物产量大增，但是伴随着的一连串的问题——环境污染、土地酸败废耕、病虫害日益严重、农产品品质下降、化肥农药残留等等，而这些问题在日益严重，直接影响到人们的生活及整个地球的生态环境[10]。氨基酸叶面肥是一种内含丰富的氨基酸、微量元素和有机质的叶面肥，对农业发展有巨大作用，在农业上的作用逐步受到人们重视。本试验拟研究用棉粕开发的氨基酸肥料对小麦生长发育及产量的影响，为其进一步的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地基本概况

试验于2015年在新疆石河子大学试验站(N44°18′42.37″，E86°03′20.72″)进行，无霜期为168～171 d，年平均气温为6.9℃，降水量为125.0～207.7 mm。前茬作物为玉米，土壤质地为壤土，pH 7.73，全氮0.5 g·kg-1，有效磷22.40 mg·kg-1，有效钾180 mg·kg-1，有机质16.19 g·kg-1，盐度(EC1∶5)0.28 dS·m-1。

1.2 试验材料

供试材料为春小麦新春38，供试肥料为用棉粕开发的氨基酸叶面肥，氨基酸含量≥100 g·L-1，微量元素(铁、锰、锌、铜、钼)含量≥20 g·L-1。

1.3 试验设计

试验于2015年4月6日播种，7月8日收获。采用随机区组设计，设置3个处理分别如下：

处理一：对照(CK)。喷施与处理3等量清水；

处理二：喷施优多牌氨基酸水溶肥(TT1)。由龙灯作物营养科技有限公司提供，氨基酸≥100 g·L-1，Cu+Fe+Mn+Zn+B≥20 g·L-1，喷施量与处理3等量。

处理三：喷施棉粕型氨基酸水溶肥(TT2)。通过提取棉粕中的氨基酸制成的肥料，氨基酸≥100 g·L-1,Cu+Fe+Mn+Zn+B≥20 g·L-1。每公顷每次600 mL，兑水450 kg，稀释750倍进行喷施，于小麦拔节期、孕穗期、开花期和灌浆期各喷施一次，全生育期喷施4次。

全生育期总施肥量为氮肥270 kg·hm-2，磷肥165 kg·hm-2，钾肥165 kg·hm-2。在小麦拔节、孕穗、开花、灌浆期分别配合滴灌追肥总肥的35%、25%、25%、15%，追肥在每次取样后第二天进行；总灌水量为4 500 m3·hm-2，全生育期共滴灌7次。每个小区面积9 m2，每个处理重复3次，小区之间各设50 cm保护行。滴灌带为一管四行，行距为15 cm，其他各项管理与当地大田生产相同。

1.4 测定项目与方法

小麦拔节中期、孕穗中期、开花中期、灌浆中期和成熟中期分别测定株高、叶面积和叶绿素含量，每个小区分别选具有代表性样点取样，每个样点连续取样地上部分10株主茎。

株高：用直尺测量小麦植株的高度。拔节期株高从植株基部至主茎顶部的距离，孕穗期、开花期、灌浆期和成熟期株高从植株基部到穗顶的距离。

叶面积：用LI-3100C台式叶面积仪测定单株叶面积。

叶面积指数=单株小麦总叶面积×植株数

叶绿素含量：采用日产SPAD-502Y叶绿素仪测定小麦的SPAD值，抽穗前测定倒二叶，抽穗后测定旗叶。

干物质重：每小区取样10株，将取回样分为叶片、茎秆和穗并在105℃下杀青30 min，85℃烘干至恒重。

小麦成熟后分小区收割并测产、统计有效穗数、穗粒数和千粒重。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理和作图，用SPSS 20.0软件进行统计分析和差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 氨基酸叶面肥对小麦株高的影响

由表1可知，小麦株高最高的是棉粕型氨基酸肥处理，其次是优多氨基酸肥处理，最矮的是对照。喷施棉粕型氨基酸肥处理小麦的株高从拔节期到成熟期都显著优于对照处理，在开花期显著优于优多氨基酸肥处理。与喷施清水处理相比，棉粕型氨基酸肥处理在开花期达到最大差异为12.60%。与喷施优多氨基酸肥处理相比，棉粕型氨基酸肥处理株高开花期显著增加9.14%。说明喷施叶面氨基酸肥会促进小麦主茎的生长。

表1 不同处理对不同时期小麦株高的影响/cm

注：CK:对照；TT1:喷施优多氨基酸水溶肥；TT2:喷施棉粕型氨基酸水溶肥。同列数据后不同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。下同。

Note：CK: Control check; TT1: Spraying Youduo amino acids fertilizer; TT2: Spraying cottonseed meal amino acids fertilizer. Values followed by different letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level between different treatments. The same below.

2.2 氨基酸叶面肥对小麦叶面积的影响

由表2可以看出，不同生育时期小麦的叶面积指数均呈先增加后下降的变化趋势，均在孕穗期达到最大。喷施棉粕型氨基酸肥处理小麦的叶面积指数从孕穗期到成熟期均显著高于喷施清水处理，依次增加了43.57%、42.86%、20.51%和24.55%；在孕穗期、开花期棉粕型氨基酸肥处理也显著优于优多氨基酸肥处理，分别增加了9.57%和16.35%。在拔节期和成熟期喷施棉粕型氨基酸肥处理与优多氨基酸肥处理相比差异不显著，二者与喷施清水处理差异显著。总体来说，喷施氨基酸肥可显著增加小麦的叶面积，并且棉粕型氨基酸肥处理优于优多氨基酸肥处理。

表2 不同处理对不同时期小麦叶面积的影响/%

2.3 氨基酸叶面肥对小麦SPAD值的影响

由表3可见，自拔节期至成熟期，不同处理下小麦叶片SPAD值随小麦生育期进程呈先增后降的趋势，均在灌浆期达到最大。在小麦不同生育时期，棉粕型氨基酸肥处理和优多氨基酸肥处理小麦的SPAD值均显著高于对照；在灌浆期，棉粕型氨基酸肥处理小麦的SPAD值比优多氨基酸肥处理增加了5.68%，比喷施清水处理增加了13.93%。

表3 不同处理对不同时期小麦SPAD值的影响

2.4 氨基酸叶面肥对小麦干物质量的影响

由图1可知，各处理小麦的单株和穗部干物质量随生育期的推进而增加，到成熟期达到最大，茎杆和叶片干物质量呈先增加后降低的趋势。棉粕型氨基酸肥处理小麦的单株干物质质量全生育期均显著高于喷施清水处理，在成熟期差异最大，增加了18.23%；在开花期和成熟期也显著高于优多氨基酸肥处理，增加了5.79%和8.89%(图1a)。棉粕型氨基酸肥处理穗部干物质量灌浆期和成熟期显著高于清水处理，分别增加了10.93%和16.79%，与喷施优多氨基酸肥处理相比，在灌浆期显著增加了6.25%(图1d)。各处理小麦叶片干物质量呈先增加后下降趋势，从孕穗期到开花期，棉粕型氨基酸肥处理小麦叶片干物质量显著高于喷施清水处理和喷施优多氨基酸肥处理；在开花期，前者比后两者分别增加了29.73%和5.49%(图1b)。小麦茎秆干物质量从拔节到开花期持续增加，孕穗期和成熟期，棉粕型氨基酸肥处理小麦茎秆干物质量显著高于喷施清水处理，开花期和成熟期显著高于优多氨基酸肥处理；在成熟期，棉粕型氨基酸肥处理小麦茎秆干物质量比喷施清水处理和优多氨基酸肥处理分别增加了13.3%和9.65%(图1c)。穗部、茎杆、叶片和单株干物质量整体均表现为棉粕型氨基酸肥处理>优多氨基酸肥处理>喷施清水处理，表明棉粕型氨基酸肥对小麦干物质积累有明显促进作用。

2.5 氨基酸叶面肥对小麦产量及其构成因素的影响

由表4可知，棉粕型氨基酸肥对小麦的有效穗数、千粒重和产量均有显著促进作用。经棉粕型氨基酸肥处理的小麦有效穗数、千粒重和产量比喷施清水处理分别增加了4.26%、6.90%和15.20%，比优多氨基酸肥处理增加了2.27%、2.36%和4.97%。说明棉粕型氨基酸肥可显著增加小麦有效穗数和千粒重，从而使小麦产量显著提高。

图1 不同处理下小麦单株(a)、叶片(b)、茎秆(c)和穗部(d)的干物质动态变化

Fig.1 Dynamic change of dry matter accumulation of plant (a), leaf (b), stalk(c) and spike(d) of wheat under different treatments

表4 不同处理对小麦产量及产量构成因素的影响

3 结 论

本研究表明棉粕型氨基酸肥和优多氨基酸肥对小麦生长发育有显著促进作用，施用两种肥料的小麦株高、叶面积、叶绿素含量、干物质量等指标较对照均有显著提高。两种肥料之间结果表明，施用棉粕型氨基酸肥的小麦株高、叶面积、SPAD值和干物质积累量均较优多氨基酸肥有不同程度的增加，且小麦有效穗数、千粒重和产量比优多氨基酸肥显著(P<0.05)增加了2.27%、2.36%和4.97%。这可能由于棉粕中除了含有蛋白质以外，还有粗脂肪、酸性洗涤纤维营养成分[1]，这些营养成分有可能会对小麦的生长发育有一定的促进。另外氨基酸作为螯合剂，其与微量元素形成螯合物，叶片能迅速吸收，然后运输到其他部位，参与各项营养代谢过程，并以氨基酸作为配位体，可在无光合作用下直接进行机体的蛋白合成，与其他螯合物剂相比对农作物有更明显的增产效果[12-13]。

前期干物质的积累是小麦后期籽粒干物质形成的重要保障[14]并且植物的干物质量大小也是衡量氨基酸肥效的指标之一，李振举等[14]研究结果显示，施用氨基酸液肥，干物质显著增加，最终产量较对照增加了21.1%。本研究表明，喷施棉粕型氨基酸肥对小麦植株的干物质积累具有显著的促进作用，从而提高了小麦的产量。一定范围内，干物质积累越多，籽粒产量也就越高[15]。有研究表明小麦产量与拔节后干物质累积关系密切，尤其是与花后干物质累积显著相关[16]，本研究发现棉粕型氨基酸肥全生育期的干物质重量都显著高于对照，在某些时期高于优多氨基酸肥处理，这也是造成产量差异的原因。因此棉粕型氨基酸肥能促进小麦干物质积累，有利于产量的形成。由于小麦的生长存在品种和地域的差异，因此本研究所用棉粕型氨基酸肥对小麦的生长及产量的影响还需进一步研究。

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Effect of cottonseed amino acid fertilizer on yield and growth of wheat

PANG Qing-yang, XUAN Yu-long, CAI Xu, WANG Ya-ge, WANG Kai-yong

(CollegeofAgriculture,ShiheziUniversity,Shihezi,Xinjiang832000,China)

In order to identify the effect of amino acid fertilizer from cottonseed meal on growth and development of wheat, The effects of sprayed water,water soluble amino acid fertilizer(Youduo) and cottonseed meal rot amino acid water soluble fertilizer on the growth and yield of wheat at different growth stages were studied in field experiment. It turned out the wheat plant height, leaf size, chlorophyll and dry material increased by different degrees, and the wheat tillering as well as earing increased, too, which promoted wheat yield by 15.2% and 4.97% in the treatment of cottonseed meal amino acid fertilizer, compared with treatment of sprayed water and water soluble amino acid fertilizer(Youduo) respectively.

wheat; cottonseed meal; amino acid fertilizer; growth; yield

1000-7601(2017)02-0021-04

10.7606/j.issn.1000-7601.2017.02.04

2015-12-10基金项目：国家科技支撑计划项目(2014BAC14B030-2)；国家自然科学基金项目(31560169)；国际科技合作项目(2015DFA11660)；公益性行业(农业)科研专项经费项目(201503120)；石河子大学高层次人才基金项目(RCZX201314)

庞庆阳(1990—)，河南人，硕士，主要从事土壤环境与生态安全研究。 E-mail：pqyoo@126.com。

王开勇，E-mail：wky20@163.com。

TQ444.6；S512.1；S311

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