于會(huì)麗， 林治安， 李燕婷， 袁 亮， 趙秉強(qiáng)

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)部植物營(yíng)養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100081)

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實(shí)驗(yàn)站禹城試驗(yàn)基地，位于華北平原中東部，東經(jīng)116°34′，北緯36°50′，屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候。

供試土壤取自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實(shí)驗(yàn)站禹城試驗(yàn)基地多年勻地試驗(yàn)耕層土壤，質(zhì)地為輕壤，主要養(yǎng)分含量全氮0.65 g/kg、 速效磷(P2O5)16.29 mg/kg、 速效鉀(K2O)90.15 mg/kg、 有機(jī)質(zhì)9.43 g/kg、 pH 7.98。

供試作物為小油菜，品種京華一號(hào)。

供試小分子有機(jī)物為山梨醇(分析純，分子量182.17)、 葡萄糖酸鈉(分析純，分子量218.14)、 甘氨酸(分析純，分子量75.07)。

試驗(yàn)以盆栽方式進(jìn)行，共設(shè)置13個(gè)處理。 噴施清水為對(duì)照(CK)，3種小分子有機(jī)物(山梨醇、 葡萄糖酸鈉和甘氨酸)各采用4個(gè)噴施濃度(見(jiàn)表1)。每個(gè)處理重復(fù)4次，隨機(jī)區(qū)組排列。

表1 試驗(yàn)因素和水平

試驗(yàn)播種前，將過(guò)2 mm篩風(fēng)干土壤與肥料混勻，裝入內(nèi)徑為24 cm、 高15 cm的塑料盆中，每盆裝風(fēng)干土3.25 kg。所用肥料為尿素(N 46.2%)、 磷酸二銨(18-46-0)、 硫酸鉀(K2O 50%)，施肥量為每千克土施N 0.25 g、 P2O50.15 g、 K2O 0.15 g，其中，磷、 鉀肥一次性施入，氮肥施入60%，其余40%在出苗后第35天追施。試驗(yàn)于2013年6月29號(hào)播種出苗后1周定苗，每盆保留長(zhǎng)勢(shì)一致的健壯苗4株。

按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，小油菜三葉期開(kāi)始進(jìn)行噴施處理，每次20 mL/盆，每隔7天噴施一次，共噴施4次。噴施時(shí)用塑料薄膜遮蓋盆中土壤和相鄰盆，避免噴施液進(jìn)入土壤和噴到相鄰盆中的小油菜苗。其他管理按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)措施和方式。2013年8月13日收獲。

1.2 樣品采集及測(cè)定

收獲時(shí)迅速將新鮮植株樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行植株硝酸鹽、 可溶性糖及可溶性蛋白等項(xiàng)目的測(cè)定分析。

株高 用直尺測(cè)量植株，從露出土壤根部至頂端的距離；

葉長(zhǎng) 用直尺測(cè)量植株頂部倒數(shù)第3片展開(kāi)葉葉尖至葉基距離；

葉寬 用直尺測(cè)量倒數(shù)第3片葉最寬部分距離；

小油菜葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.75[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003和SAS 8.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜生長(zhǎng)發(fā)育的影響

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果(表2)，葉面噴施小分子有機(jī)物能明顯提高小油菜產(chǎn)量。與對(duì)照相比，山梨醇、 葡萄糖酸鈉和甘氨酸不同濃度處理的小油菜干重平均增加了9.80%、 26.37%、 25.40%，增加率順序?yàn)槠咸烟撬徕c>甘氨酸>山梨醇。山梨醇在噴施濃度為30 mg/kg(T1)、 90 mg/kg(T2)、 150 mg/kg(T3)時(shí)對(duì)小油菜產(chǎn)量的影響不大，當(dāng)噴施濃度為300 mg/kg(T4)時(shí)，小油菜產(chǎn)量較對(duì)照提高25.60%，差異達(dá)顯著水平。葡萄糖酸鈉在不同噴施濃度下對(duì)小油菜產(chǎn)量均有顯著提高作用，與對(duì)照相比，增幅可達(dá)31.87%，但不同濃度間差異不顯著。噴施甘氨酸，隨著施用濃度的增加小油菜產(chǎn)量也隨之增加，在噴施濃度為250 mg/kg(T3)時(shí)，小油菜產(chǎn)量增幅最大，較對(duì)照提高35.87%，但繼續(xù)提高噴施濃度小油菜產(chǎn)量反而降低?？梢?jiàn)，3種小分子有機(jī)物在適宜濃度下均能明顯提高小油菜的產(chǎn)量(干重)。

由表2可以看出，小分子有機(jī)物能促進(jìn)小油菜生長(zhǎng)，提高小油菜葉面積和株高。與對(duì)照相比，噴施不同濃度的山梨醇、 葡萄糖酸鈉和甘氨酸，小油菜葉面積平均分別增加了5.23%、 23.35%、 18.97%，株高平均分別增加了3.27%、 4.95%、 5.53%。其中，當(dāng)施用山梨醇150 mg/kg(T3)時(shí)小油菜葉面積和株高達(dá)到最大，分別比對(duì)照增加9.58%、 7.31%，差異均達(dá)顯著水平。噴施葡萄糖酸鈉150 mg/kg(T1)處理時(shí)小油菜的葉面積最大，噴施1200 mg/kg(T4)小油菜株高最高，明顯高于對(duì)照6.77%。噴施甘氨酸250 mg/kg小油菜葉面積和株高達(dá)到最大。由此可見(jiàn)，山梨醇、 葡萄糖酸鈉及甘氨酸在適宜的施用濃度下均可提高小油菜的葉面積和株高，增加小油菜的產(chǎn)量。

表2 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜生物量、 葉面積、 株高的影響

2.2 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜品質(zhì)的影響

噴施小分子有機(jī)物能顯著降低小油菜硝態(tài)氮含量(圖 1)。噴施不同濃度小分子有機(jī)物山梨醇、 葡萄糖酸鈉及甘氨酸小油菜硝態(tài)氮含量平均分別降低了50.62%、 45.63%、 50.70%，差異顯著。同一物質(zhì)不同濃度處理間小油菜硝態(tài)氮含量差異不明顯?？赡苡捎谛》肿佑袡C(jī)物質(zhì)加強(qiáng)碳代謝為氮代謝提供能量和碳骨架，提高硝酸還原酶能力，從而促進(jìn)了硝酸鹽同化，降低硝酸鹽含量[20]。

圖1 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜硝態(tài)氮、 可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響Fig.1 Effect of low molecular organic compounds on the soluable sugar and soluable protein contents of rape leaves

綜上所述，本文所選用3種小分子有機(jī)物(葡萄糖酸鈉、 山梨醇、 甘氨酸)在適宜的用量范圍內(nèi)可以促進(jìn)小油菜生長(zhǎng)、 提高小油菜品質(zhì)。

2.3 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜SPAD值的影響

從圖2中可以看出，小油菜SPAD值隨著小分子有機(jī)物噴施濃度的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)，但總體來(lái)說(shuō)，噴施小分子有機(jī)物處理的小油菜SPAD值均高于對(duì)照。與對(duì)照相比，噴施不同濃度的山梨醇、 葡萄糖酸鈉及甘氨酸的小油菜SPAD值平均分別增加了12.59%、 18.69%、 13.50%。甘氨酸在噴施濃度為120 mg/kg(T2)時(shí)小油菜SPAD值最高，較對(duì)照提高16.52%，差異顯著；山梨醇、 葡萄糖酸鈉分別在施用濃度為150 mg/kg(T3)、 600 mg/kg(T3)時(shí)小油菜SPAD值達(dá)到最高，分別比對(duì)照提高19.08%、 22.30%，差異顯著；三種小分子有機(jī)物在T4處理下小油菜SPAD值較T3處理雖均表現(xiàn)為降低，但二者間差異不顯著。

圖2 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜SPAD值的影響Fig. 2 Effect of low molecular organic compounds on SPAD values of rape leaves

2.4 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜養(yǎng)分吸收的影響

噴施3種小分子有機(jī)物對(duì)小油菜氮、 磷、 鉀吸收總量的影響(圖3)。結(jié)果表明，噴施小分子有機(jī)物山梨醇、 葡萄糖酸鈉和甘氨酸不同濃度處理的小油菜對(duì)氮素的吸收能力明顯提高，與對(duì)照相比氮的吸收量平均提高17.23%、 25.23%、 19.96%。其中，隨著山梨醇和葡萄糖酸鈉施用量的增加小油菜氮素吸收量相應(yīng)的增加，噴施濃度分別為300 mg/kg(T4)、 1200 mg/kg(T4)時(shí)小油菜氮素吸收量最高，較對(duì)照分別增加34.31%、 35.41%，差異顯著，但不同濃度處理間對(duì)小油菜氮素吸收量影響不明顯；噴施甘氨酸，隨著施用濃度的增加小油菜氮素吸收量呈先增加后降低趨勢(shì)，當(dāng)噴施濃度為60 mg/kg(T1)時(shí)，小油菜氮素吸收量增幅最大，較對(duì)照提高29.65%，差異顯著。

圖3 小分子有機(jī)物對(duì)小油菜氮、 磷、 鉀養(yǎng)分吸收的影響Fig. 3 The effets of low molecular organic compounds on N、 P、 K uptake of rape

2.5 小分子有機(jī)物噴施濃度與小油菜生物量、 養(yǎng)分吸收量及品質(zhì)的相關(guān)性

表3 小分子有機(jī)物噴施濃度與小油菜生物量、 品質(zhì)和養(yǎng)分吸收之間的相關(guān)性(r值)

3 討論

施用小分子有機(jī)物不僅能夠促進(jìn)作物生長(zhǎng)，而且可以提高作物品質(zhì)，一方面是因?yàn)樾》肿佑袡C(jī)物能為代謝提供能量，另一方面是因?yàn)樾》肿佑袡C(jī)物還可同時(shí)為脂類、 蛋白質(zhì)和核酸的合成提供碳骨架，如糖醇類小分子有機(jī)物通過(guò)光合作用和碳源代謝產(chǎn)生不同的糖信號(hào)參與調(diào)節(jié)、 激發(fā)植物生長(zhǎng)發(fā)育[22-23]，氨基酸類則是酶和蛋白質(zhì)的組成成分，可以為核苷酸、 葉綠素、 激素第二代謝產(chǎn)物合成提供原料(N)，提高一些酶的活性，調(diào)控植物體內(nèi)生理生化過(guò)程，從而提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[20,24]。Awad等[25]研究表明，施用氨基酸和腐殖酸可促進(jìn)馬鈴薯生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量及品質(zhì)；Mondal[26]等研究發(fā)現(xiàn)，噴施谷氨酸和脯氨酸不僅可以改善處于毒害狀態(tài)下的草莓生長(zhǎng)，還能提高果實(shí)產(chǎn)量，較對(duì)照提高50%；閆素芳和宋海星等[27-28]分別在小白菜和小麥上噴施蔗糖，可明顯降低小白菜葉片硝酸鹽含量，提高小麥幼苗可溶性糖含量。本研究與前人的研究結(jié)果相一致，噴施山梨醇、 甘氨酸和葡萄糖酸鈉3種小分子有機(jī)物不僅促進(jìn)小油菜生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，還能改善品質(zhì)(圖1)，根據(jù)相關(guān)性分析(表3)，小分子有機(jī)物噴施濃度與小油菜產(chǎn)量和品質(zhì)之間呈顯著的二次曲線相關(guān)，可見(jiàn)，噴施適量的小分子有機(jī)物可促進(jìn)小油菜生長(zhǎng)、 改善品質(zhì)。

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