秦 猛,劉麗華,鄭桂萍,康 楷,李紅宇,呂艷東,陳志波,孫維聲
(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,黑龍江 大慶 163319)
水稻是世界上三大主要糧食作物之一,我國約有60%以上的居民以大米為主食[1]。因此,實現(xiàn)水稻持續(xù)性高產(chǎn)乃至超高產(chǎn)是保障我國糧食作物安全供給的重要途徑。但水稻栽培過程中存在需肥量大、耐肥性強且肥料利用率低等問題,極易造成某些營養(yǎng)元素的缺乏,并且在東北寒冷地區(qū),低溫還會限制作物根系對營養(yǎng)元素的吸收,進而影響水稻產(chǎn)量及品質(zhì)[2]。葉面肥是通過葉片吸收而發(fā)揮功能的一種肥料,與傳統(tǒng)肥料不同,葉面肥具有吸收快、作用強、效率高、環(huán)境污染低以及施用方法簡便等優(yōu)點,已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)肥料中的重要組成部分[3-4]。施用葉面肥可以充分為植物補充營養(yǎng),減輕或消除作物的缺素癥狀[5]。目前,葉面肥被廣泛應(yīng)用于大田作物,大多研究集中于葉面肥對小麥、玉米、水稻等作物的產(chǎn)量、品質(zhì)等的影響方面[6-17]。而關(guān)于葉面肥對水稻產(chǎn)量、品質(zhì)的影響研究大多集中于單一種類的葉面肥或某一施用時期[11-17]。彭秀榮等[11]研究表明,施用葉面肥可以促進水稻有效穗增加,提高葉面積指數(shù),進而提高水稻產(chǎn)量。姜佰文等[12]研究表明,噴施葉面肥有利于降低癟粒數(shù),提高水稻實粒數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量。張翠翠等[13]研究表明,葉面肥能夠促進水稻的生長,提高產(chǎn)量,改善水稻經(jīng)濟性狀和稻米品質(zhì)。王晨等[14]研究表明,在水稻開花期噴施葉面肥可使水稻灌漿粒數(shù)和千粒質(zhì)量最高增加11.28%和8.92%,從而提高稻谷產(chǎn)量??琢顕萚15]研究認(rèn)為,配施葉面肥可以不同程度地提高大米礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量,提高大米營養(yǎng)價值。閔凡華等[16]研究認(rèn)為,噴施葉面肥對稻谷的加工品質(zhì)有一定程度降低趨勢,但對其外觀品質(zhì)無顯著影響。付力成等[17]研究認(rèn)為,葉面肥的施用可在一定程度上增加籽粒微量元素積累,改善稻米營養(yǎng)品質(zhì)。目前,針對多種葉面肥結(jié)合不同施用時期對水稻穗部性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)影響的研究尚未見報道。為此,在水稻拔節(jié)期、齊穗期分別施用3種不同種類的葉面肥,探究不同種類葉面肥及不同施用時期對水稻穗部性狀、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,以期為水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葉面肥的篩選提供理論依據(jù)。
試驗于2018年在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)進行(125.16°E、46.58°N,海拔高度143 m),該區(qū)屬于溫帶季風(fēng)氣候,年日照時數(shù)為2 658 h,年平均降水量為427.50 mm,平均無霜期168 d,供試土壤含有機質(zhì)32.40 g/kg、堿解氮123.00 mg/kg、有效磷18.60 mg/kg、速效鉀191.50 mg/kg,pH值8.20。
供試品種為墾粳8(黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)水稻中心提供),主莖13片葉,株高約94.3 cm,全生育期142 d左右,需≥10 ℃活動積溫2 650 ℃左右。供試葉面肥:雷力(含N+P2O5+K2O≥6.00%,有機質(zhì)≥45%,海藻酸≥300 mg/kg),4 mL母液加水定容至2 L;戰(zhàn)氏零農(nóng)殘(北京綠色太陽零農(nóng)殘研究院,以下簡稱戰(zhàn)氏),18.60 mL母液加水定容至4.0 L;磷酸二氫鉀(含KH2PO4≥99%、P2O5≥52%、K2O≥34%),30 g溶于2 L水。
本試驗采用隨機區(qū)組試驗設(shè)計,試驗設(shè)置3種葉面肥:雷力(0.45 L/hm2)、戰(zhàn)氏(1.05 L/hm2)、磷酸二氫鉀(3.00 kg/hm2),以不施葉面肥處理為對照(CK);另外設(shè)置不同施用時期,施用2次:齊穗期進行第1次、齊穗后15 d進行第2次;施用4次:拔節(jié)期進行第1次,齊穗期進行第2次,齊穗后10、20 d分別進行第3、4次(表1)。各處理使用同一種施用器械,孔口、壓力都保持一致,噴霧均勻,數(shù)量準(zhǔn)確,每次噴施時間為無風(fēng)天氣的16:00,以保證葉面肥被充分吸收,確保試驗準(zhǔn)確性。每個小區(qū)14.4 m2,3次重復(fù)。水稻于2018年4月16日播種,5月23日移栽。
表1 葉面肥種類及施用量時期Tab.1 Type,application amount and period of foliar fertilizer
1.3.1 穗部性狀及產(chǎn)量 水稻成熟時,每個處理選取有代表性的植株4穴,帶回室內(nèi)考察穗部性狀和產(chǎn)量性狀,測定指標(biāo)包括一次和二次枝梗數(shù),一次和二次枝梗的粒數(shù)、千粒質(zhì)量、結(jié)實率,穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒質(zhì)量、產(chǎn)量。
1.3.2 品質(zhì)指標(biāo) 水稻收獲后,風(fēng)干2~3個月,按《中國農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編—糧油作物卷》標(biāo)準(zhǔn)測定稻米品質(zhì)。加工品質(zhì):采用日本FC-2 K型實驗礱谷機 (YAMAMOTO) 加工成糙米,計算糙米率,糙米率=糙米質(zhì)量/稻谷質(zhì)量×100%;采用日本VP-32型實驗?zāi)朊讬C (YAMAMOTO) 加工成精米,計算精米率,精米率=精米質(zhì)量/稻谷質(zhì)量×100%。外觀品質(zhì):采用日本靜岡機械株式會社生產(chǎn)的ES-1000便攜式品質(zhì)分析儀測定堊白粒率、堊白度。營養(yǎng)品質(zhì):采用FOSS 1241近紅外谷物分析儀測定稻米的蛋白質(zhì)含量和直鏈淀粉含量。
采用Excel 2010整理數(shù)據(jù),SPSS 17.0新復(fù)極差法進行數(shù)據(jù)差異顯著性分析。
由表2可知,對于水稻一次枝梗來說,一次枝梗數(shù)除C1處理外其他處理均較CK顯著增加,其中以A2處理增加效果最好,增幅為24.79%;所有施用葉面肥處理粒數(shù)均較CK有所降低,其中A2、C2處理降幅最大,分別為12.13%、10.02%,顯著低于CK;除A1、C1處理外,其他處理結(jié)實率均高于CK,但未達(dá)到顯著水平;除A1處理千粒質(zhì)量較CK有所增加外,其他處理較CK均呈降低趨勢,且差異均不顯著。對于水稻二次枝梗來說,二次枝梗數(shù)在處理間差異不顯著,以C2處理最多,高于CK,B1、C1處理低于CK;除B1處理外,所有施用葉面肥處理粒數(shù)均高于CK,以C2處理最高,但均與CK無顯著差異;除A1、C2兩個處理的結(jié)實率較CK有所降低外,其他處理結(jié)實率均高于CK,以B2處理最高,但所有處理間差異均不顯著;B1處理千粒質(zhì)量最大,顯著高于CK及其他處理,C2處理千粒質(zhì)量最低,顯著低于CK及A2、A1、B1處理,其他處理與CK均無顯著差異。
表2 不同葉面肥及施用時期對水稻穗部性狀的影響
由表3可知,不同時期施用葉面肥對產(chǎn)量均有不同程度的提高。齊穗期施用葉面肥2次時,各處理穗數(shù)均高于CK,但未達(dá)顯著水平,其中C1處理效果優(yōu)于B1、A1處理,呈C1>B1>A1趨勢;除B1處理外,其余處理穗粒數(shù)均高于CK,其中A1處理效果最佳,所有處理間差異均不顯著;結(jié)實率B1處理高于CK,A1和C1處理均低于CK,但差異均不顯著;千粒質(zhì)量僅B1處理較CK提高,其余均低于CK,但差異均不顯著;A1、B1、C1處理產(chǎn)量均高于CK,分別增產(chǎn)6.77%、8.18%、4.52%。綜上,施用2次葉面肥時B1處理增產(chǎn)效果最佳。拔節(jié)期、齊穗期共4次施用葉面肥時,B2處理穗數(shù)較CK增加最多,C2處理次之,A2處理增加最少,但差異均不顯著;所有處理穗粒數(shù)均較CK增加,但差異均不顯著,其中A2處理增幅最大;除B2處理外,其余處理結(jié)實率均高于CK ,但差異均不顯著,其中C2處理增幅最大;所有處理千粒質(zhì)量均低于CK,以B2處理降幅最大,且達(dá)到顯著水平;所有處理產(chǎn)量均高于CK,A2、B2、C2處理增幅分別為12.43%、10.59%、11.24%,其中A2處理達(dá)到顯著水平。綜合來看,施用4次葉面肥處理的增產(chǎn)效果優(yōu)于施用2次葉面肥處理,尤其是A2處理,增產(chǎn)效果最佳。
表3 不同葉面肥及施用時期對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.3 Effects of different foliar fertilizers and application periods on rice yield and its components
由表4可知,與CK相比,各葉面肥處理均顯著提高了稻米的精米率和糙米率,其中,精米率隨葉面肥施用次數(shù)的增加而增加;糙米率除戰(zhàn)氏葉面肥隨施用次數(shù)增加而降低外,其他2種葉面肥隨施用次數(shù)的增加而增加,其中A2處理糙米率和精米率增幅最大,分別為2.32%和4.29%。
A1處理堊白粒率、堊白度均高于CK,但差異不顯著,B1、C1處理均較CK顯著增加。A2處理堊白粒率和堊白度均顯著高于CK及其他處理,表明隨雷力葉面肥施用次數(shù)的增加,堊白粒率、堊白度均呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢;B2處理與CK相比無明顯增加,而C2處理堊白粒率低于CK和其他施用葉面肥處理,堊白度與CK相同,但低于其他處理,說明C2處理對降低堊白粒率、堊白度有較好的效果。
與CK相比,A1、B1、C1處理蛋白質(zhì)含量均有提高,而直鏈淀粉含量卻有不同程度的下降,但均未達(dá)顯著水平;A2處理顯著提高蛋白質(zhì)、直鏈淀粉含量,B2處理也提高了二者的含量,但未達(dá)顯著水平,C2處理提高了蛋白質(zhì)含量,降低了直鏈淀粉含量,同樣未達(dá)顯著水平。綜合來看,A2處理能夠提高稻米糙米率、精米率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量,而C2處理可以較好地降低堊白粒率、堊白度。
表4 不同葉面肥及施用時期對水稻品質(zhì)的影響Tab.4 Effects of different foliar fertilizers and application periods on rice quality %
葉面施肥作為一種重要施肥技術(shù),具有促進植物生長發(fā)育、增加產(chǎn)量、提高品質(zhì)的作用[18-24]。高翔等[25]研究認(rèn)為,施用葉面肥可促進水稻分蘗,增加有效穗數(shù),提高成穗率,從而實現(xiàn)增產(chǎn)。趙海燕等[26]研究認(rèn)為,在小麥抽穗期和齊穗期噴施葉面肥,可以提高葉片的抗氧化、籽粒灌漿、營養(yǎng)輸送的能力,從而提高小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究結(jié)果表明,與對照相比,水稻的一次枝梗數(shù)、一次枝梗結(jié)實率、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)總體上均隨葉面肥施用次數(shù)的增加而增加,其中A2處理一次和二次枝梗數(shù),一次和二次枝梗的結(jié)實率、千粒質(zhì)量均較高;而一次枝梗粒數(shù)、二次枝梗結(jié)實率、二次枝梗千粒質(zhì)量總體上隨葉面肥噴施次數(shù)的增加而逐漸減少,可能由于穗部枝梗數(shù)的增加,導(dǎo)致每個枝梗平均的養(yǎng)分不足,穎花分化少、退化多,這與王康等[27]研究結(jié)果相似。雷力、戰(zhàn)氏、磷酸二氫鉀對水稻均有一定的增產(chǎn)效果,A1、B1、C1、A2、B2、C2處理較CK增產(chǎn)4.52%~12.43%。從產(chǎn)量構(gòu)成因素分析,施用3種葉面肥總體上均可增加水稻穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率,這也是其增產(chǎn)的主要原因,而千粒質(zhì)量略有下降,但總體上不顯著。研究表明,施用葉面肥對產(chǎn)量的增加存在一定的正效應(yīng),增產(chǎn)主要歸因于穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率等的增加[28-31],本研究結(jié)果與其相似。本研究結(jié)果表明,A2處理顯著提高糙米率、精米率、蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉含量,C2處理有利于堊白粒率、堊白度的降低,這與前人研究結(jié)果基本一致[32-33]。在本試驗條件下,施用4次雷力對水稻產(chǎn)量的提升效果最佳,較對照增產(chǎn)12.43%,并有利于稻米品質(zhì)的改善。