液体肥料添加植物生长调节剂对甜玉米养分吸收及肥料利用率的影响

龚 林，李志滨，曾 娥 ，程凤娴，邓兰生 ，张承林，胡克纬，涂攀峰，4

（1.东莞一翔液体肥料有限公司/广东省液体肥料工程技术研究中心，广东 东莞 523135；2.华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642；3.广东省耕地肥料总站，广东 广州 510500；4.仲恺农业工程学院园艺园林学院，广东 广州 510225）

【研究意义】肥料利用率依然低下，单位面积施肥成本高，劳动强度大等是限制我国农业高效生产的重要因素。发展优质高效农业为液体肥料的发展创造了有利条件。植物生长调节剂能提高肥效、减少固定、挥发、淋失、提高肥效作用和养分贡献率，利于吸收转化，延长肥效期，改良或修复土壤，调节土壤供肥保肥能力，提高作物品质。其中芸苔素内酯、胺鲜酯和黄腐酸作为植物生长调节剂已广泛应用到对作物生长发育及产量、品质的调控上，以浸种、喷施较多，对于芸苔素内酯、胺鲜酯和黄腐酸添加到液体肥料中对作物养分吸收及肥料利用率的影响则鲜有报道。【前人研究进展】前人研究发现，芸苔素内酯能够促进种子萌发[1-2]；促进作物的生长发育，提高作物的产量，如水稻、油茶、黄瓜等[3-5]；可以帮助作物减轻或克服环境胁迫[6]。罗树生等[7]研究发现，DA-6灌根可提高菠菜叶片硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸转移酶（GOGAT）的活性，对菠菜的氮素代谢具有促进作用。单守明等[8]研究发现，叶面喷施DA-6能调节草莓叶片叶绿体光化学反应和Rubisco活性，同时影响叶片的净光合作用速率。黄腐酸在小麦、玉米、水稻、辣椒等[9-12]上施用都可获得增产效益。黄腐酸增加作物产量的直接因素是提高种子发芽率和出苗率，保全苗；促进根系生长，提高根系活力；增加植株叶面积，提高叶绿素含量，增加光合作用强度；增加穗粒数、千粒重，降低空穗率，提高作物产量[13-15]。【本研究切入点】植物生长调节剂常规喷施耗时费工，不可控因素较多，利用滴灌的方式将植物生长调节剂复配到液体肥料中同时施入到作物根系附近，节省人工成本的同时对作物的生长、液体肥料的养分利用率也将起到积极的作用，通过试验对比寻找最适宜的植物生长调节剂浓度及配比方案也成为解决问题的核心。【拟解决的关键问题】通过大田滴灌试验，研究了添加不同浓度及配比植物生长调节剂芸苔素内酯、胺鲜酯、生化黄腐酸后液体肥对甜玉米不同时期养分吸收的影响，分析不同处理对液体肥料利用率的影响，为在液体肥料中合理复配植物生长调节剂以及研发多功能液体肥提供参考。

1 材料与方法

大田试验地点位于广州市增城区小楼镇棠厦村，2017年7月29日玉米种子播于育苗盘，8月11日移栽，定植3 d后开始施肥。

1.1 试验材料

供试甜玉米（Zea maysL.saccharataSturt）为华美甜168。试验选用肥料为广东绿兴生物科技有限公司生产的液体混合肥（N∶P2O5∶K2O=10-5-17）。植物生长调节剂选用芸苔素内酯（BR）、胺鲜酯（DA-6）和生化黄腐酸（BFA）。BR和DA-6购自河南郑氏化工公司，纯度分别为90%和98%；BFA来自广东梅山酵母厂，含量为27%。试验田土壤理化性质为：pH 7.6，EC 91μS/cm,有机质19.4 g/kg，碱解氮87.75 mg/kg，速效磷75.66 mg/kg，速效钾123 mg/kg，交换性钙1.58 mg/kg，交换性镁73.2 mg/kg。

1.2 试验方法

试验设施用液体肥（10-5-17），施用添加10、20、40 mg/kg BR液体肥，施用添加1 000、2 000、4 000 mg/kg DA-6液体肥，施用添加2%、4%、8%、9.45%BFA液体肥，施用添加9.45%BFA+1 000 mg/kg DA-6液体肥，施用添加9.45%BFA+2 000 mg/kg DA-6液体肥和不施肥对照14个处理（分别记为A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、B0、B1、B2、CK），每个处理3次重复，随机排列，小区面积20 m2。试验采取一垄双行种植，垄距1.7 m，行距40 cm，株距30 cm，种植密度39 225株/hm2。每垄两行作物中间挖一条施肥沟、铺设一条滴灌带，滴头流量1.38 L/h，滴头间距20 cm。

各施肥处理施用氮磷钾总量相同。共施肥15次，分别为苗期4次，穗期6次，花粒期5次。每次施肥量为苗期30 kg/hm2，穗期60 kg/hm2，花粒期45 kg/hm2。施肥时肥料稀释100倍，通过滴灌带施用，各处理田间管理一致。分别在甜玉米不同生育期对各试验小区生长一致的植株随机采样，其中拔节期取最后的全展叶，抽雄期及收获期取穗位叶。

1.3 测定项目及方法

在不同生育期分别选取各处理小区中1棵长势具有代表性的植株，取其茎叶部，置于烘箱105 ℃杀青30 min，然后80 ℃恒温烘干至恒重，称取重量计算干物质累积量。植株全氮、全磷、全钾的测定采用H2SO4-H2O2消煮，其中全N采用凯氏定氮法测定；全P用钼锑抗分光光度法测定；全K用火焰光度法测定[16]。

试验数据采用EXCEL和SPSS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甜玉米茎叶干物质累积量的影响

干物质累积是作物形成产量的物质基础。由表1可知，在3次采样中，所有处理茎叶干物质积累量比不施肥对照均有不同程度增加。拔节期，除A4处理外，其余施肥处理茎叶干物质累积量均显著增加，最高为B1处理。BR液体肥处理和BFA液体肥处理间差异不显著，DA-6处理整体表现比其他处理差。抽雄期，A8处理茎叶干物质累积量最低，甚至低于不加植物生长调节剂的A0处理，其余施肥处理间无显著差异。收获期时，BR处理随着BR添加量的增高干物质累积量呈现降低的趋势；DA-6处理干物质累积量随着DA-6添加量的增高而增高；BFA处理随着BFA添加量的增高呈现先降低后增高的趋势。所有处理中，B1处理干物质累积量最大。

表1 不同处理对甜玉米茎叶干物质累积量的影响（g/株）Table 1 Effects of different treatments on dry matter accumulation of stems and leaves of sweet corn (g/plant)

2.2 液体肥添加植物生长调节剂对甜玉米氮磷钾吸收和利用率的影响

2.2.1 对甜玉米不同部位氮素含量的影响 表2显示，随着生育期的进行，甜玉米茎叶氮含量呈下降的趋势，最大值出现在拔节期，此时添加植物生长调节剂BR、DA-6和BFA对甜玉米茎叶氮含量均有不同程度的促进作用。与A0相比，BR各处理茎叶含氮量显著增加，最大增幅（A1）为46.52%；DA-6处理中A5、A6处理较A0处理差异显著，相较A0处理增幅最大的达41.41%（A6）；BFA处理中随着添加浓度的增高茎叶氮含量均有小幅下降；B0、B1、B2处理较A0处理无显著差异。抽雄期，A1处理地上部茎叶氮含量相比A0处理有所下降，其余施肥处理较A0处理无显著差异。收获期，A7处理茎叶氮含量达到最大值，较A0处理增加18.11%，而其余施肥处理较A0处理无显著差异；籽粒、苞叶和穗芯氮含量A6处理增幅最大。

表2 添加植物调节剂后甜玉米各部位氮素含量（g/kg）Table 2 Effect of liquid fertilizer with plant regulator on nitrogen contents (g/kg) in various parts of sweet corn

表3 添加植物调节剂后甜玉米各部位磷素含量（g/kg）Table 3 Effect of liquid fertilizer with plant regulator on phosphorus content (g/kg) in various parts of sweet corn

2.2.2 对甜玉米不同部位磷素含量的影响 随着生育期的进行，CK茎叶磷含量呈上升的趋势，在收获期达最大值（表3）。拔节期，添加植物生长调节剂BR、DA-6和BFA对甜玉米茎叶磷含量有不同程度的促进作用，BFA处理中，A7处理较A0处理提高18.03%。收获期，与A0处理相比，A1～A8处理茎叶磷含量无显著差异，A9、B0、B1、B2处理显著降低，最小值出现在B1处理，较A0处理降幅达21.24%；与A0处理和CK相比，其他施肥处理苞叶和穗芯磷含量显著降低。

2.2.3 对甜玉米不同部位钾素吸收及累积量的影响 甜玉米茎叶钾含量随着生育期的进行呈下降趋势，最大值出现在拔节期。拔节期添加植物调节剂BR、DA-6和BFA对甜玉米茎叶钾含量有不同程度的促进作用。相比A0处理，BR处理中A1处理茎叶钾含量提高12.7%；DA-6处理中A6处理提高14.32%；BFA处理中A7处理提高12.92%；B0、B1、B2处理较A0处理无显著差异。抽雄期，相比A0处理，BFA处理中A8、A9处理茎叶钾含量有所增加，其余施肥处理无显著差异。收获期，茎叶钾含量A7处理比A 0处理增长21.19%，其余施肥处理与A0处理相比无显著差异；与A0处理相比，其他施肥处理籽粒与苞叶和穗芯钾含量差异不显著。

表4 添加植物调节剂后甜玉米各部位钾素含量（g/kg）Table 4 Effect of liquid fertilizer with plant regulator on potassium contents (g/kg) in various parts of sweet corn

2.3 添加植物生长调节剂对液体肥养分利用率的影响

表5显示，植物生长调节剂BR、DA-6和BFA对养分利用率有不同程度的促进作用。与A0处理相比，DA-6处理中A6处理氮素养分利用率提高达83.40%；其他处理对氮素养分利用率提高也有明显的促进作用。对于磷素养分，DA-6处理中A6处理同样具有最高的磷素养分利用率，增幅较A0处理达105.48%；同时BFA处理中A7处理增幅达92.65%。对于钾素养分，与A0处理相比，DA-6处理中A6处理仍然表现优异，增幅达81.32%。

表5 不同处理对肥料养分利用率的影响Table 5 Effects of different treatments on fertilizer nutrient utilization rate (%)

2.4 液体肥添加植物生长调节剂对甜玉米产量的影响

由表6可知，添加植物生长调节剂处理甜玉米产量均高于单施液体肥处理，同时甜玉米产量与不施肥对照差异显著，增产较明显。BR处理甜玉米产量随着植物生长调节剂的增加而减少，其中A3处理甜玉米产量较A1处理低6.54%；DA-6处理甜玉米产量随着添加剂的增加而增加，A6处理甜玉米产量最高，达到614.96 kg/667m2，BFA处理类似于BR处理，随着植物生长调节剂浓度的增高甜玉米产量出现一定程度的下降。A7处理甜玉米产量达到所有处理的最高值，为639.92 kg/667m2，比不添加植物生长调节剂的A0处理（559.59 kg/667m2）增产14.3%，比不施肥对照（326.34 kg/667m2）增产达96%。

表6 不同处理对甜玉米产量的影响Table 6 Effects of different treatments on the yield of sweet corn

3 讨论

作物的最终产量依赖于光合作用，前人大量研究表明肥料植物生长调节剂可以提高光合速率，从而使光合产物增加，同时促进光合产物的运输，进而调节植株营养的分配，最终实现增产。干物质积累源于植物光合作用制造的有机物，它是形成经济产量的物质基础，玉米生长过程实际上就是干物质积累与分配的过程。由于甜玉米的干物质累积量在各器官的分配随生长中心的转移会发生变化[17]，抽雄期后干物质分配逐渐由叶片转为茎叶部，授粉后，各器官干物质开始向籽粒部转移。试验结果也证实，添加植物生长调节剂能维持茎叶旺盛的生长趋势，为后期更多干物质向籽粒的转移提供可能。在收获期未添加植物生长调节剂的处理干物质大部分累计到籽粒，茎叶部干物质累积量呈现较明显的下降趋势。同样发现，添加了植物生长调节剂的处理茎叶干物质累积量在收获期仍能维持一个较高的水平，这也将促进最终玉米棒产量的形成。

植物生长调节剂由于土壤对养分有固定的作用，已有研究表明植物生长调节剂能促进根系养分吸收能力的增强[18-19]，同时对作物代谢功能也起到一定的促进作用。土壤中根系吸收养分能力的差异势必会在地上部分表征出来。在甜玉米生长前期添加一定浓度的植物生长调节剂在提高作物根系吸收能力的同时也有助于光合作用的进行，增强光能利用效率与光合产物的运转，会有助于促进甜玉米的营养生长，使茎秆增粗、叶片生长势增强，为籽粒的形成提供了良好的营养环境。与干物质转移规律类似，在进入灌浆期，茎叶中的大部分养分会输向籽粒中，这也将造成收获期茎叶中养分含量的下降，尤其是氮钾的含量。

芸苔素内酯（BR）被作物根系吸收后，能促进根系发育，增强光合作用以及能提高作物抗逆性等作用。胡玉玲等[20]研究施肥和喷施芸苔素内酯对油茶春叶养分影响规律，发现芸苔素内酯对叶片氮含量、钾含量影响差异不显著，对叶片磷含量影响差异显著，与本研究的结果不一致，造成的原因可能是由于不同作物养分吸收规律的差异所致。DA-6可调节植物体内的激素的活性与平衡，提高叶片光合效率等作用。作为一种细胞分裂素类植物生长调节剂，根施模式下对对根系的促进效果非常明显，冯乃杰等[21]研究发现DA-6能显著提高大豆的根系生长，沈方科等[22]研究表明，磷酸二氢钾结合DA-6、黄腐酸等植物生长调节剂进行喷施，能促进烤烟生长，调控不同部位烟叶氮、磷、钾含量。本研究结果中随着DA-6浓度的提高，甜玉米茎叶中不同时期氮磷钾含量也呈现不同的趋势，作为一种调节剂，如何通过合适的DA-6的浓度来调控作物不同生育期叶片中养分的含量也将是后期研究关注的方向。黄腐酸作为一种小分子量类生物刺激素，是腐殖酸中最有活性的部分，更容易被作物所吸收，对作物的生长和土壤中养分离子的吸收也有积极的促进作用，尤其是提高根系对氮的吸收[23]。郝青等[19]研究表明，施用含有10%～25%腐植酸的复混肥，玉米籽粒产量和整株吸氮量均显著提高，氮肥利用率提高11.93%～23.37%。陈振德等[24]研究表明，尿素与占其用量10%的腐植酸配合施用对玉米的产量和氮肥利用率综合效果较好。这与本研究结果一致，同时也发现随着黄腐酸浓度的增高，茎叶中氮素含量呈现下降的趋势，因此在实际应用中必须严格控制肥料中腐殖酸的含量。

添加植物生长调节剂BR、DA-6和BFA对养分利用率有不同程度的促进作用，试验结果氮肥、磷肥、钾肥的利用率变化基本一致。BR、DA-6、BFA作为生长促进剂，通过调控根系提高作物对肥料的吸收能力和需求，提高养分利用率。同一液体肥料处理下，氮肥利用率＞磷肥利用率＞钾肥利用率，主要原因可能为大田试验期间遇到台风暴雨，强降水对钾有强烈的淋洗损失；其次是施用肥料N∶P2O5∶K2O=10-5-17，不符合玉米氮磷钾吸收比例3.27∶1∶2.84[25]，过多的钾不能被完全吸收，导致本试验钾肥利用率低于我国平均水平的43%，因此也造成一定程度的浪费。

4 结论

添加植物生长调节剂BR、DA-6和BFA后液体肥对甜玉米的生育进程没有影响。添加植物生长调节剂后液体肥对玉米苗期茎叶有明显的促进生长效果，茎叶干物质积累量增加进而促进产量的提高，随着生育期的进行，甜玉米茎叶氮、磷、钾含量都有不同程度的下降。3种植物生长调节剂对玉米鲜苞产量的最大增产效果BR＜ DA-6＜ BFA，施用浓度分别为0.1、40、200 mg/kg，产量增幅分别为7.91%、9.89%、14.36%。推荐植物生长调节剂BR施用浓度0.1 mg/kg，DA-6施用浓度40 mg/kg，BFA施用浓度200 mg/kg，B0、B1、B2处理中以DA-6施用浓度10 mg/kg且含BFA 945 mg/kg的液体肥（B1）处理效果最佳。