叶面喷施硼肥对苦荞根际土壤养分、植株生长及产量的影响

王炎 李振宙 周良 王雨 孔德章 黄小燕 刘昌敏 陈庆富 黄凯丰

摘要：【目的】探討叶面喷施硼肥对苦荞植株形态及产量的影响，为制定苦荞合理施肥技术措施提供参考依据。【方法】以苦荞品种晋荞2号为试验材料，在现蕾期喷施不同浓度（12、24和48 mg/L）的硼肥水溶液，以喷施等量清水为对照，测定并分析苦荞根际土壤养分含量、成熟期苦荞根系形态和农艺性状指标及产量。【结果】随施硼量的增加，成熟期苦荞根际土壤的速效氮含量先升高后降低再升高，速效磷含量先降低后升高再降低，速效钾含量和pH整体上呈降低趋势，有机质含量整体上呈升高趋势。叶面喷施一定浓度的硼肥溶液有助于苦荞根系的伸长，增加苦荞的株高、子叶节高度、主茎节数和主茎分枝数，进而提高其产量。当硼肥喷施浓度为12 mg/L时，苦荞的根长（137.06 cm）、株高（124.50 cm）、主茎分枝数（8.33个）和产量（1416.042 kg/ha）达最大值。相关性分析结果表明，苦荞的株高与产量呈极显著正相关（P<0.01）。【结论】叶面喷施不同浓度的硼肥水溶液对苦荞植株形态及产量均有一定影响，现蕾期喷施12 mg/L浓度硼肥有利于苦荞的生长，可显著提高产量。

关键词： 叶面喷施；硼肥；苦荞；土壤养分；农艺性状；产量

中图分类号： S517 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）02-0253-05

Abstract：【Objective】Effects of foliar spraying boron fertilizer on plant morphology and yield of tartary buckwheat were studied in order to provide reference for formulating rational fertilization technology of tartary buckwheat. 【Method】Tartary buckwheat variety Jinqiao No.2 was used as material. Boron fertilizer solutions with various concentrations（12， 24 and 48 mg/L） were sprayed at squaring stage， and clear water of equal amount was set as control. Rhizosphere soil nutrient content， root morphology， agronomic traits and yield at mature stage were determined and analyzed. 【Result】With the increase of boron content， the content of available nitrogen in rhizosphere soil of mature tartary buckwheat went through a up-down-up variation， and content of available phosphorus went through a down-up-down variation. Available potassium and pH were in decreasing trend， but organic matter content was in increasing trend. Foliar spraying boron fertilizer solution with certain concentration contributed to the elongation of tartary buckwheat roots and increasing plant height， cotyledonary node height， node number of main stem and branche number of main stem， thereby increasing its yield. Root length（137.06 cm）， plant height（124.50 cm）， branch number of main stem（8.33 branches） and yield（1416.042 kg/ha） of tartary buckwheat reached the maximum when boron fertilizer was sprayed at a concentration of 12 mg/L. Correlation analysis showed that there was extremely significant positive correlation between plant height and yield of tartary buckwheat（P<0.01）. 【Conclusion】Foliar spraying of boron fertilizer solution with various concentrations has certain influence on plant morphology and yield of tartary buckwheat. Application of 12 mg/L boron fertilizer at squaring stage is beneficial to growth of tartary buckwheat and can significantly increase the yield.

Key words： foliar spraying； boron fertilizer； tartary buckwheat； soil nutrient； agronomic trait； yield

0 引言

【研究意义】苦荞（Fagopyrum tataricum）属蓼科（Polygonaceae）荞麦属（Fagopyrum Mill）双子叶植物，富含生物类黄酮（芦丁槲皮素）、荞麦糖醇、多酚等多种活性功能成分（向达兵等，2014），是集营养保健、医疗于一身的粮食作物和经济作物（赵钢等，2013）。近年来苦荞消费量快速增加，但由于我国苦荞种植区多为交通不便、土壤贫瘠的边远落后地区，加之农民粗放管理，栽培技术落后，致其在生产上存在产量较低的问题。硼肥能促进根系发育，参与作物生殖器官（花、果）的分化发育和受精，有利于种子形成，同时能促进光合产物的合成、分配，增加千粒重，从而提高作物产量（庞琢等，2012）。叶面施肥能有针对性地提供和补充作物营养，充分发挥肥效。因此，探讨叶面喷施硼肥对苦荞植株形态及产量的影响，对指导制定苦荞合理施肥技术措施及高产栽培技术创新具有重要意义。【前人研究进展】陆祥生（2006）研究发现，施用硼肥能不同程度地提高制种玉米、番茄、棉花和向日葵的产量，同时可有效提高授粉率，增加千粒重和花盘籽实重。杨美等（2008）研究表明，不同施硼量可影响油菜籽粒产量，施硼量在0.3～2.5 mg/kg范围内时，随施硼量的增加，油菜籽粒产量随之增加。潘天春（2013）研究表明，叶面喷施一定浓度的硼肥能有效提高苦荞叶片的叶绿素含量、净光合速率和黄酮含量，也可促进株高增长，提高单株一次分枝数、单株粒数和千粒重。胡丽雪等（2014）研究发现，叶面喷施硼肥对苦荞麦的生长、产量及黄酮类化合物含量均有显著影响，苦荞麦的株高、茎粗、分枝数、产量、芦丁及槲皮素含量随着硼喷施浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势。龙友华等（2015）研究表明，叶面喷施适宜水平的硼肥能较好地改善猕猴桃品质，提高猕猴桃产量。张付新等（2017）研究表明，喷施硼肥后小麦产量平均比对照处理增加6.13%。吴海勇等（2017）研究表明，基施硼肥或基施配合叶面喷施硼肥均能促进水稻分蘖，有利于提高稻叶叶绿素含量和生物量的积累，起到水稻增产的效果。【本研究切入点】前人关于苦荞施肥的研究主要集中在氮磷钾三大肥料，而对于微量元素，特别是关于硼肥对苦荞生长发育及其根系形態影响的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】以苦荞品种晋荞2号为试验材料，现蕾期喷施不同浓度的硼肥水溶液，研究其对苦荞植株农艺性状和产量的影响，以期为苦荞的高产栽培提供理论依据与技术支持。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试苦荞品种为晋荞2号，由贵州师范大学荞麦产业技术研究中心提供。该品种在2013～2015年国家荞麦品种展示试验中表现为低产。

1. 2 试验方法

试验于2016年8月上旬～10月中旬在贵州省普通高等学校荞麦栽培生理及推广特色重点实验室毕节市大方县黄泥塘镇荞麦栽培试验基地进行。试验地土壤基本肥力情况：土壤速效氮含量8.90 mg/kg，速效磷含量100.00 mg/kg，速效钾含量223.00 mg/kg，pH 7.51，有机质含量24.59‰，有效硼含量0.48 mg/kg，属于土壤低硼区。小区面积10 m2（2 m×5 m），采用条播的播种方式，行距0.3 m，播种量52.5 g/小区，每小区基本苗数900～1000株。硼肥喷施浓度为12、24和48 mg/L（分别以LB、MB和HB表示），以喷施等量清水为对照（CK）。在苦荞花蕾期，选择晴朗天气的上午10：00左右用手持式喷雾器对全株叶面进行喷施，以叶片有水滴为准，3次重复，常规田间管理。

1. 3 测定项目及方法

于2016年10月15日取根际土壤于密封袋，保存于4 ℃冰箱备用，用土壤（肥料）养分速测仪（型号：OK-Q3）测定苦荞根际土壤的全氮、全磷、全钾和有机质含量；用pH计MP511测定根际土壤pH；于成熟期取样，每小区随机选取5株长势相近且根部完整的植株，将其根部洗净后用根系分析系统（型号：GXY-A）和扫描仪（型号：MRS-9600TFU2L）扫描分析根系的相关指标；在成熟期测定株高（从地面至花序的顶端）、主茎分枝数和主茎节数，计算小区产量平均值，并折合公顷产量。

1. 4 统计分析

采用Excel 2003进行数据处理，运用SPSS 20.0对数据进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2. 1 叶面喷施硼肥对苦荞根际土壤速效养分、pH和有机质含量的影响

由表1可看出，随着硼肥处理浓度的增加，根际土壤中的速效氮含量呈先升高后降低再升高的变化趋势，以HB处理最高，LB处理其次，MB处理最低，各处理间差异均达显著水平（P<0.05，下同）；速效磷含量呈先降低后升高再降低的变化趋势，以MB处理最高，CK处理其次，HB处理最低，各处理间差异显著；速效钾含量先降低后升高，以CK处理最高，MB处理最低，各处理间差异显著；pH先降低后升高，CK和HB处理间差异不显著（P>0.05，下同），二者显著高于其他处理，LB处理最低；有机质含量先升高后降低再升高，其中以HB处理显著高于其他处理，CK处理最低。

2. 2 叶面喷施硼肥对苦荞根系性状的影响

由表2可看出，不同硼肥处理对苦荞的根长和根表面积无显著影响；根系体积与平均直径均以LB处理显著低于其他处理，CK、MB和HB处理间差异不显著。

2. 3 叶面喷施硼肥对苦荞地上部农艺性状的影响

由表3可看出，不同硼肥处理对苦荞的株高有一定影响，以LB和MB处理显著高于CK和HB处理；子叶节高度、子叶节粗度和1、2节节间长度在各处理间差异不显著；与CK相比，不同硼肥处理能显著增加苦荞的主茎节数，也可增加主茎分枝数，但LB、MB和HB处理间差异均不显著；随着硼肥用量的增加，苦荞产量先升高后降低，产量由高到低排序为LB处理>MB处理>CK处理>HB处理，各处理间产量差异显著。

2. 4 苦荞地上部农艺性状、地下部根系性状及产量间的相关性分析

由表4可知，成熟期晋荞2号的根长与株高和1、2节节间长度呈显著正相关，相关系数分别为0.621和0.580；根表面积与根系体积呈极显著正相关（P<0.01，下同），与主茎分枝数呈显著负相关，相关系数分别为0.872和-0.603；根系体积与平均直径呈极显著正相关，相关系数为0.780；株高与平均直径呈极显著负相关，与产量呈极显著正相关，相关系数分别为-0.759和0.792；子叶节高度与主茎分枝数呈显著负相关，相关系数为-0.668；子叶节粗度与主茎节数呈极显著正相关，相关系数为0.777。

3 讨论

根际土壤对生态系统养分动态分布与循环、植物种间作用等发挥着重要作用，是土壤—植物根际—微生物三者相互作用的场所和各种物质循环和能量流动的门户。本研究结果表明，随施硼量的增加，成熟期苦荞根际土壤的速效氮含量呈先升高后降低再升高的变化趋势，速效磷含量呈先降低后升高再降低的变化趋势；同时，叶面喷施硼肥也可促进根际土壤有机质含量的增加，与高贤彪等（1999）的研究结果相似，可能是适量施硼后能促进植株对土壤中速效氮、速效磷的吸收和利用，也与土壤供给及根系养分吸收、转化、迁移能力有关，进而导致喷施硼肥后对根际土壤养分产生影响。植物根系的形态和生理特征与地上部的生长发育、产量和品质形成均有密切关系。根系既是水分和养分的吸收器官，同时又需消耗地上部提供的光合产物用以建成和维持其自身的生长，有学者基于该认识提出了“根系冗长生长”观点，即根冠比或根量过大会造成过多的无效消耗，从而对产量产生不利影响（刘桃菊等，2002；蔡昆争等，2003；汪强等，2004）。从本研究结果可看出，晋荞2号产量最高时（LB处理），其根系的表面积、体积和平均直径并没有相应较高反而较小，与上述“根系冗长生长”理论相吻合。

硼肥能促进养分向穗部运转，在作物的生长、开花、结实中对氮代谢和养分吸收有促进作用，通过叶面喷施硼肥可改善植株的农艺性状和根系形态，从而提高作物产量（邱爱民等，2009）。胡丽雪等（2014）研究发现，随硼肥喷施浓度的增加，荞麦的株高与主茎分枝数呈先升高后降低的变化趋势。本研究結果与其有相似之处，从相关分析结果可看出，苦荞的株高与产量呈极显著正相关，根长与株高呈显著正相关，可能与硼元素能促进光合作用提高产物运转，促进根系与植株生长发育有关。刘美英（2003）、王红军和张来运（2012）研究表明，孕穗期至始穗期喷施硼肥可增加小麦穗粒数，扬花期喷施硼肥可提高春小麦产量；庞琢等（2012）研究表明施用硼肥可提高玉米产量；孔建平（2016）研究表明，在荞麦现蕾开花期和开花结实期喷施12 mg/L硼肥时其产量最高。本研究结果表明，在现蕾期适量喷施硼肥能增加苦荞产量，当硼肥处理浓度为12 mg/L时，苦荞产量最高，且显著高于其他处理。这可能与硼能促进植物对各种营养元素的吸收（王火焰和王运华，1997）及根系活力和氮化合物的运输和代谢有关（刘鹏和杨玉爱，1999）。叶面喷施适宜浓度的硼肥能有效提高叶片的叶绿素含量、光合作用强度和酶活性及植株结实率，进而提高产量（潘天春，2013）。进一步增加硼肥用量，苦荞的产量呈快速下降的趋势，可能是当硼肥浓度过高时，元素间营养平衡被破坏，对植物造成了生理毒害（杨美等，2008），促使叶片坏死、导致作物减产和品质下降（肖家欣等，2006；夏金婵和何奕騉，2009）。

4 结论

叶面喷施适量硼肥对苦荞的植株形态和产量均有一定影响，具体表现在有助于增加苦荞的株高、子叶节粗度、主茎节数及主茎分枝数，进而提高苦荞产量。其中以现蕾期喷施12 mg/L硼肥对促进苦荞生长及提高产量的效果最佳。

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（责任编辑 王 晖）