腐植酸叶面肥对谷子农艺性状及理化指标的影响

2023-10-30赵富阳侯晓敏李清泉范国权

腐植酸 2023年5期

闫锋董扬赵富阳侯晓敏李清泉范国权张磊

1 黑龙江省农业科学院齐齐哈尔分院齐齐哈尔 161006

2 黑龙江省农业科学院经济作物研究所哈尔滨 150086

3 黑龙江省农业科学院乡村振兴科技研究所哈尔滨150086

谷子是一种典型的环境友好型作物，具有耐旱、耐瘠薄、适应性广的特点，是我国北方旱作区具有代表性的特色粮食作物之一[1]。目前，谷子生产上施肥仍以化肥为主，且过量施肥情况时有发生，使土壤盐碱化、板结日益严重。适度降低化肥投入量，增施有机底肥或生物质叶面肥对响应国家“双减”政策、减轻环境污染意义重大[2，3]。

腐植酸叶面肥是生物质腐植酸添加适量氮、磷、钾大量元素或铜、铁、锰、锌、硼、钼微量元素而制成的水溶性肥料，作为一种多功能、无公害肥料，与传统肥料相比，具有配方多样、吸收率高、速效、无残留、施用方式灵活等优点[4，5]。前人关于腐植酸叶面肥对不同作物的生物学效应做过大量研究，并且在甘蓝、水稻、燕麦等作物上取得了良好的应用效果[6～8]。笔者查阅文献发现腐植酸叶面肥在谷子上的应用研究仍鲜有报道，为了明确腐植酸叶面肥对谷子的应用效果，本研究以黑龙江主栽谷子品种“嫩选18”为研究对象，在谷子拔节期和开花期分2 次进行腐植酸叶面肥喷施处理，探究腐植酸叶面肥对谷子形态指标、光合指标和品质指标的影响，进而明确腐植酸叶面肥最佳喷施浓度，为本地区谷子生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022 年5 月—9 月在黑龙江省齐齐哈尔市富拉尔基区全合台村进行，试验地点属于中温带大陆性季风气候，年降水量415 mm，年均温度3.2 ℃，活动积温2900 ℃。土壤类型为碳酸盐黑钙土，0 ～20 cm 土层土壤的基础养分含量如下：有机质32.64 g/kg，全氮1.48 g/kg，有效磷23.16 mg/kg，速效钾296.35 mg/kg。

1.2 试验材料

供试作物：谷子，品种为“嫩选18”。

供试肥料：腐植酸水溶肥料，购自陕西鼎天济农腐殖酸制品有限公司，500 mL 瓶装（腐植酸≥80 g/L、N≥140 g/L、P2O5≥20 g/L、K2O≥40 g/L），用作本试验的叶面肥。

1.3 试验设计

试验设6 个处理，分别为腐植酸水溶肥料稀释200 倍液（T1）、稀释400 倍液（T2）、稀释600 倍液（T3）、稀释800 倍液（T4）、稀释1000 倍液（T5），清水对照（CK），采用随机区组设计，分别在谷子拔节期和开花期进行喷施处理，喷液量以打湿叶面不滴下为标准。每个小区为6 行区，行长4 m，3 次重复，各处理定植密度均为40 万株/hm2，田间管理同大田生产。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 农艺性状、产量性状的测定

于乳熟期每个处理中间4 行中选取长势均匀的谷子植株10 株，测定株高、穗长、节数、茎粗（基部第2 节间的粗度），在完熟期测定穗重、穗粒重、千粒重，收获小区全部谷穗，晾干后称重测产。

1.4.2 光合指标的测定

于第2 次施用7 d 后在每处理选取代有代表性的植株10 株，选晴朗无风天气上午使用GH-10 型植物光合测定仪（山东万象科技有限公司）测定倒二叶的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度，测定位置为叶片中部。

1.4.3 品质指标的测定

粗蛋白含量采用凯氏定氮法测定[9]；粗淀粉含量采用酸水解法测定[10]；粗脂肪含量采用索氏抽提法测定[11]。

1.5 数据统计

用Microsoft Excel 2019、SPSS19.0 软件进行数据统计及方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对谷子农艺性状的影响

由表1 可知，除了节数这一指标外，与CK 相比，腐植酸叶面肥喷施处理均能不同程度地改善谷子的农艺性状。喷施腐植酸叶面肥后谷子株高范围为140.3 ～144.0 cm，其中T3 处理下的株高最高，显著高于其他处理，比CK 高3.2%，各处理下谷子株高依次为T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；穗长范围为25.2 ～27.6 cm，其中T3 处理下的穗长最高，显著高于其他处理，比CK 高10.4%，各处理下谷子穗长依次为T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；茎粗范围为9.5 ～10.5 mm，其中T3处理下的茎粗最高，显著高于其他处理，比CK 高10.5%，各处理下谷子茎粗依次为T3 ＞T4 ＞T2 ＞T5 ＞CK ＞T1。

表1 不同处理下谷子的农艺性状Tab.1 Agronomic characters of foxtail millet under different treatments

2.2 不同处理对谷子产量性状及产量的影响

由表2 可知，除了千粒重这一指标外，与CK相比，腐植酸叶面肥喷施处理均能不同程度地改善谷子的产量构成因素。喷施腐植酸叶面肥后谷子穗重的范围为16.5 ～17.7 g，其中T3 处理下的穗重最高，显著高于其他处理，比CK 高9.3%，各处理下谷子穗重依次为T3 ＞T4 ＞T2 ＞T1 ＞T5 ＞CK；穗粒重范围为11.9 ～12.5 g，其中T3 处理下的穗粒重最高，显著高于其他处理，比CK 高6.8%，各处理下谷子穗粒重依次为T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；产量范围为4738.5 ～5058.4 kg/hm2，增产幅度为1.0%～7.8%，其中T3 处理下的产量最高，显著高于其他处理，各处理下谷子产量依次为T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK。

表2 不同处理下谷子的产量性状及产量Tab.2 Yield characters and yield of foxtail millet under different treatments

2.3 不同处理对谷子光合指标的影响

由表3 可知，喷施腐植酸叶面肥后谷子净光合速率的范围为17.1 ～18.7 μmol/（m2·s），其中T3 处理下的净光合速率最高，显著高于其他处理，比CK 高10.7%，各处理下谷子净光合速率依次为T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK，T2 ～T5处理显著优于其他处理；蒸腾速率范围为3.2 ～3.9 mmol/（m2·s），其中T3 处理下的蒸腾速率最高，显著高于其他处理，比CK 高21.9%，各处理下谷子蒸腾速率依次为T3 ＞T4 ＞T2 ＞T5 ＞T1 ＞CK；胞间CO2浓度范围为105.1 ～124.5 μmol/（m2·s），其中CK 处理下的胞间CO2浓度最高，显著高于其他处理，各处理下谷子胞间CO2浓度依次为CK ＞T1 ＞T5 ＞T4 ＞T2 ＞T3。

2.4 不同处理对谷子品质指标的影响

由表4 可知，喷施腐植酸叶面肥后谷子粗蛋白含量的范围为10.6%～11.5%，其中T4 处理下的粗蛋白含量最高，显著高于CK 9.5%，T1 与CK 差异不显著，各处理下谷子粗蛋白含量依次为T4 ＞T3 ＞T2 ＞T5 ＞T1 ＞CK；粗淀粉含量的范围为64.6%～65.2%，其中T2 处理下的粗淀粉含量最高，显著高于CK 6.8%，但与其他处理差异不显著，各处理下谷子粗淀粉含量依次为T2 ＞T4 ＞T1 ＞T3 ＞T5 ＞CK。粗脂肪含量的范围为3.6%～3.7%，其中T1、T3、T4 处理下的粗脂肪含量最高，均为3.7%，但与其他处理及CK 差异不显著。

表3 不同处理下谷子的光合指标Tab.3 Photosynthesis indexes of foxtail millet under different treatments

表4 不同处理下谷子的品质指标Tab.4 Quality indexes of foxtail millet under different treatments %

3 讨论

前人研究表明[12～14]，在谷子不同生育时期（拔节期、抽穗期、开花期、灌浆期）喷施叶面肥均可不同程度地改善谷子农艺性状、提升产量。本研究选择在谷子拔节期和开花期进行叶面肥喷施处理，结果表明，喷施处理后谷子的各性状指标均较CK有不同程度的改善，这与前人研究结果基本一致。T2、T3、T4 处理能显著改善谷子农艺性状及产量性状并达到增产的效果，而T1、T5 处理后的改善效果与CK 相比并不显著。这可能是由于较高的处理浓度对谷子产生了毒害抑制作用，本结果符合Bertrand 生物剂量规律，即低浓度时，对植物的生长有促进效应，过量则对植物构成毒害[15]。本研究中株高随着喷施浓度上升呈先升高后降低的变化趋势，而节数变化不显著，这说明引起株高变化主要是由节间长度引起的。通过产量性状可以发现不同处理间产量差异显著，而千粒重差异不显著，这说明产量变化主要取决于穗粒数，而张素梅等[16]研究认为，孕穗期喷施腐植酸主要通过千粒重及穗粒数共同作用提高产量，与本研究结果有一定差异，这可能是参试谷子品种不同引起的。董娟兰等[17]研究发现，腐植酸可显著改善“张杂谷5 号”的农艺性状、产量构成及抗逆性，这与本研究结果基本一致。

本研究发现适宜腐植酸叶面肥喷施处理后谷子的净光合速率、蒸腾速率与CK 相比均显著提高，胞间CO2浓度显著降低浓度。这与张沁怡等[18]在水稻上的研究结果一致。各光合指标随着喷施浓度增加逐渐改善，并且在T3 处理下达到最优，随着浓度上升各光合指标逐渐下降，这可能是高浓度腐植酸对谷子叶片光合作用产生了抑制作用，这部分研究结果与产量结果相互吻合印证，即光合指标和产量均在T3 处理下达到最优。前人研究发现腐植酸叶面肥可显著改善作物品质，本研究中除T1 处理下粗蛋白含量与CK 差异不显著，其余各处理下的品质指标均优于CK，这与前人研究结果一致，而TI 处理下的粗蛋白与CK 差异不显著可能是由于粗蛋白这一指标对腐植酸响应较不敏感造成的。