叶面喷钼对紫云英结实特性的影响

2020-04-08刘春增李本银郑春风吕玉虎潘兹亮曹卫东

中国土壤与肥料 2020年1期

刘春增，李本银，郑春风*，吕玉虎，潘兹亮，曹卫东

（1．河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州 450002；2．信阳市农业科学院，河南信阳 464000；3．中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081）

紫云英（Astragalus sinicus L．）又名红花草、翘摇、草籽等，是豆科黄芪属绿肥作物，为中国传统的农业种植绿肥作物之一，具有改善土壤理化性状，增加土壤微生物数量和多样性及提高土壤肥力的作用［1-3］。随着绿肥作物在农业生产不同领域的大量应用，紫云英的种子生产已成为发展绿肥生产的重要环节［4-5］。目前，紫云英种子生产基础性研究投入不足，紫云英种子高产理论和配套技术研究相对薄弱，导致种子产量低且不稳定［6-8］。因此，如何保证长期稳定地提供紫云英生产用种，将是十分重大的难题，也是目前绿肥研究的重要课题之一。对于提高我国绿肥品种资源的活力，扩大品种资源的储备与利用以及缓解日益严重的全球能源危机和化肥污染也具有现实意义［9-11］。

钼是植物生长发育所必需的微量元素，在豆科植物代谢和固氮过程中起关键作用，适量的钼能提高豆科作物的产量并改善其品质。有研究指出［12］，钼肥能够提高大豆与花生的产量。也有研究［13］指出，喷洒钼酸铵对成熟期大豆株高、茎粗和分枝数作用明显。赵海泉等［14］研究表明，钼浸种能显著促进紫花苜蓿的生长及生产。陈述明等［15］研究表明，紫花苜蓿喷施钼元素可提高其种子产量，且钼元素对植株生长速度具有促进作用。徐根娣等［16］报道，钼能促进植物糖类的转运，增加繁殖器官和同化器官糖类的水解与合成作用。前人［15-17］有关钼对植物生长发育、经济性状及其部分生理效应研究已有较多报道，然而关于钼肥对紫云英结实特性调控效应的研究少见报道。本文拟通过花荚发育后期叶面喷施钼肥，初步探讨不同浓度钼肥对紫云英产量结实性的调控效应，找出适宜的喷施浓度及其调控途径，以期为今后紫云英种子生产及产量提高调控技术的研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与设计

本研究于2017～2019年在河南省正阳县兰青乡大余庄（32°16′N，114°11′E）进行田间试验。试验田土壤类型为砂姜黑土，土壤质地为粘壤，0～20 cm土层有机质含量为17.20 g/kg，全氮为0.9 g/kg，碱解氮为102.98 mg/kg，有效磷为28.7 mg/kg，速效钾为125.42 mg/kg，有效钼为0.064 mg/kg，低于土壤钼肥临界值（有效钼含量在0.1 ～ 0.5 mg/kg 为缺钼临界值）［18］。播前每公顷施复合肥（N∶P2O5∶K2O=24∶11∶10）187.5 kg，以信紫1号为供试材料，两年试验均于9月15日播种，播种量为22.5 kg/hm2，播种时将种子与细沙混匀后撒播，每处理小区面积为20 m2，试验田栽培管理同一般高产田。在开花前（第一层花序开花之前）喷施钼酸铵（含钼54.3%），钼酸铵浓度分别为100、200、400、600、800 mg/kg，以喷施清水作为对照（CK），均以叶面表层形成一层水雾但不下滴为准，每个处理重复4次。

1.2 测定内容与方法

根据信紫1号生长特性，自下而上将其分为6个花序层，其中，6层及其以上花序层统称为第6层花序。

成熟期每小区随机取1 m2（每处理重复4次），常规法考种其有效株数、一级分枝数、不同层花序的花序数、结荚数［结实荚数、不孕荚数（瘪荚）］、籽粒数及粒重，并实收2 m2计产。根据考种结果计算单位面积的各层花序平均单荚籽粒数、粒重及荚果结实率。

每层花序平均单荚籽粒数=每层花序籽粒数/每层花序结荚数

每层花序平均粒重=每层花序总粒重/每层花序籽粒数

每层花序荚果结实率（%）=每层花序结实荚数/每层花序结荚数×100

1.3 数据分析

采用Excel 2003和PASW Statistics 18软件对两年数据进行处理分析，采用两年数据平均值进行绘图。

2 结果与分析

2.1 喷钼对紫云英产量结实特性的影响

从产量结实特性分析，喷施不同浓度钼肥处理与对照处理在每荚粒数、千粒重上表现为400 mg/kg＞600 mg/kg ＞200 mg/kg ＞800 mg/kg ＞100 mg/kg ＞CK，其中，喷施浓度400 mg/kg处理与对照之间差异达到显著水平，其它各浓度处理与对照之间差异不明显。然而，在单位面积花序数、有效株数、一级分枝数、单株一级分枝数、一级分枝花序数和每有效花序结荚数上，喷施不同浓度钼肥处理与对照处理之间差异均不明显。

表1 喷钼对紫云英产量结实特性的影响

2.2 喷钼对紫云英荚数、结实荚数和荚果结实率的影响

由图1可看出，在单位面积荚数上，各浓度钼肥处理与对照处理之间差异不明显。在单位面积结实荚数和荚果结实率上，喷施钼肥400 mg/kg处理与对照处理之间差异达到显著水平，分别较对照提高11.81%和3.29%，而其它各浓度处理与对照处理之间差异不显著。

2.3 喷钼对紫云英不同层花序荚果结实率的影响

由图2可看出，在第1～4层花序上，喷施浓度400 mg/kg的钼肥处理的荚果结实率与对照差异显著，其它各浓度处理与对照之间差异不显著。其中，在第1层花序上，该喷施浓度的荚果结实率较对照提高2.89%，在第2层花序上，较对照提高3.36%，在第3层花序上，较对照提高2.72%，在第4层花序上，较对照提高2.74%。然而，在第5、6层花序上，各喷施浓度处理与对照之间差异不明显。

图1 不同喷钼处理的单位面积荚数、结实荚数和结实率

图2 紫云英不同层花序上的荚果结实率

2.4 喷钼对紫云英不同层花序单荚籽粒数的影响

由图3可看出，喷钼400 mg/kg处理对第1～4花序层的单荚籽粒数产生影响较为显著，而对第5、6花序层的单荚籽粒数影响不大。其中，在第1层花序上，该浓度处理的单荚籽粒数较对照提高12.69%，在第2、3、4层花序上，分别较对照提高14.79%、18.75%和20.36%，其余各浓度处理与对照之间差异不显著。

2.5 喷钼对紫云英不同层花序籽粒重的影响

由图4可看出，在第1～4层花序上，与对照相比，喷施浓度400 mg/kg钼肥处理的平均籽粒重分别较对照提高16.72%、20.21%、19.06%和18.77%，且达到显著水平。然而，其它各浓度处理与对照之间差异不显著。在第5、6花序层上，各喷施浓度处理与对照之间差异不明显。

2.6 喷钼条件下种子产量及其结实特性的相关分析

通过对紫云英种子产量及其结实因子进行相关分析（表2）发现，单位面积花序数与单位面积分枝数和一级分枝花序数呈显著正相关；单位面积有效株数与单株一级分枝数呈显著负相关；每荚籽粒数与荚果结实率呈显著正相关；种子产量与荚果结实率、单荚籽粒数及千粒重的相关系数均达到0.9以上，呈显著正相关。然而，与株数、分枝数、花序数及结荚数相关性不大。综上说明，在叶面喷施钼的条件下，紫云英种子产量与其荚果结实率、籽粒数和千粒重等结实因子关系密切，而与株数、分枝数及花荚数关系不大。

图3 紫云英不同层花序上的平均单荚籽粒数

图4 紫云英不同层花序上的平均粒重

表2 喷钼条件下种子产量及其结实特性的相关分析

3 讨论

刘香萍等［19］研究指出，紫花苜蓿在盛花期喷施适量浓度的钼肥，能够显著促进种子产量的提高，过高或过低浓度都不能起到增产效果。李科等［20］同样指出在苜蓿种子生产中喷施一定量的钼肥对苜蓿种子发育及种子增产具有积极效应。陈述明等［15］研究表明，在苜蓿现蕾期，叶面喷施325 g/hm2钼酸铵，能够提高单荚种子数和种子产量。本试验结果表明，在开花前，叶面喷施400 mg/kg钼酸铵，可显著促进结实荚数、荚果结实率、单荚籽粒数、粒重和产量的增加。由此表明，在紫云英种子生产过程中，喷施一定量的钼肥，能够促进其荚果发育结实，同时促进其单荚种子数的增加，促进种子发育饱满，提高粒重，从而增加其种子产量，这与以上学者在苜蓿作物上的研究结果相一致。

通过对紫云英花荚脱落问题的初步探讨，钟山研究［21］指出，在栽培上对于留种紫云英应当将重点放在如何提高植株各部位花序的结荚率上，进而达到保花增荚，促进种子高产的目的。本试验结果表明，与对照相比，喷施钼肥400 mg/kg处理的紫云英单位面积结实荚数较对照提高11.81%，荚果结实率较对照提高3.29%，其中，荚果结实率在第1～4层花序上较对照分别提高2.89%、3.36%、2.72%和2.74%，然而在第5、6层花序上与对照之间差异不明显。由此说明，在开花前，叶面喷施钼肥400 mg/kg可促进紫云英中下层部位荚果结实率的显著提高。

紫云英植株中下部荚果生产力较高，且对种子产量贡献度较大［22］。本研究发现，与对照相比，喷施钼肥400 mg/kg处理的紫云英单荚籽粒数在第1～4层花序上较对照分别提高12.69%、14.79%、18.75%和20.36%，该浓度处理的平均粒重在第1～4层花序上较对照分别提高16.72%、20.21%、19.06%和18.77%。由此说明，在开花前，叶面喷施钼肥400 mg/kg 处理可促进紫云英中下层部位荚果生产力的提高。

钼元素能够促进植物体内不同器官之间的物质转运，可影响植物体内激素的合成。随着植株生殖器官的不断出现、营养器官继续迅速增长，植株体内养分供应不足或分配失调，是造成紫云英花荚大量脱落的主要生理原因，本研究结果表明，在开花前，叶面喷施400 mg/kg钼肥处理可促进1～4层花序荚果结实率、单荚籽粒数和粒重的增加。由此推测，在开花前，喷施400 mg/kg钼肥可能调控了花荚发育过程中叶片和花荚内源激素水平的变化，或改变了花序层不同部位同化物的供应与分配，从而有利于1～4层花序荚果发育与结实，其内在的生理机制需进行进一步的探究。