王澤平， 許 恒， 史秋哲， 韓燕來，，3， 王 祎，，3

（1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，鄭州 450002； 2.省部共建小麥玉米國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450002；3.河南省糧食作物營養(yǎng)與施肥野外科學(xué)觀測(cè)研究站，河南許昌 461101）

生物刺激素是一種包含某些成分和微生物的物質(zhì)，這些物質(zhì)施用于植物本身或者其根圍時(shí)，對(duì)植物的自然進(jìn)程起到積極的刺激作用，增強(qiáng)植物的抗性，加強(qiáng)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，提高作物品質(zhì)［1］. 國際上將生物刺激素分為了八大類：腐植酸、復(fù)雜有機(jī)材料、有益化學(xué)成分、無機(jī)鹽（包括亞磷酸鹽）、海藻提取物、甲殼素和殼聚糖產(chǎn)物衍生物、抗蒸騰劑、游離氨基酸和其他含氮物質(zhì)［3］.

目前，諸多研究表明生物刺激素可提高農(nóng)作物對(duì)肥料或土壤中有效養(yǎng)分的吸收利用［4-5］. 海藻提取物可提高植物體內(nèi)抵抗非生物脅迫物質(zhì)的含量，從而提高其對(duì)非生物脅迫的抵抗力［6-7］. 研究表明施用海藻提取物能夠減緩葉綠素的降解，提高溶解性蛋白、抗氧化物等的含量，從而延緩植物衰老［8］. 純化的海藻細(xì)胞壁中的多糖及其衍生的寡糖能夠促進(jìn)植物生長，從褐藻中提取出的衍生的寡聚-藻酸鹽可以促進(jìn)植物的氮同化和基礎(chǔ)代謝，同時(shí)減少作物病蟲害的出現(xiàn)［9］. 黃腐酸是腐殖質(zhì)的一種，其分子量低，功能團(tuán)密集，有較強(qiáng)的生理活性，它可縮小氣孔的開張度從而減少水分的蒸騰，使作物吸收較多的養(yǎng)分，還可提高多種葉綠素含量以及作物的產(chǎn)量與品質(zhì)，是一種新型的植物生長刺激素［10］. 水稻噴施黃腐酸后，促進(jìn)根系生長，產(chǎn)量增加［11］；玉米噴施適宜濃度的黃腐酸鉀，產(chǎn)量和穗粒數(shù)提高［12］；小麥噴施黃腐酸后，葉綠素含量增加，減小了高溫對(duì)細(xì)胞的破壞，增加產(chǎn)量［13］. 生物刺激素能有效促進(jìn)土壤中難溶養(yǎng)分的分解釋放，提高土壤肥力，進(jìn)而改善土壤理化性質(zhì)，減少化肥用量.

玉米作為喜溫作物，一般會(huì)主動(dòng)適應(yīng)夏季的高溫，但溫度超過35 ℃后會(huì)對(duì)植株的生長發(fā)育造成不良影響［13］. 然而隨著全球變暖，夏季高溫氣象時(shí)有發(fā)生，對(duì)夏玉米產(chǎn)生的危害逐步增大［14］. 花期的高溫環(huán)境影響夏玉米光合作用，對(duì)其花期、植株性狀、雌雄穗的發(fā)育等均有較大影響，進(jìn)而影響產(chǎn)量［15-16］. 氣象數(shù)據(jù)表明，河南省1970—1999年間夏玉米開花期高溫日數(shù)變化不大，2000—2009年間高溫日數(shù)最少，2010年后明顯增多，其中以豫南高溫日數(shù)最多，達(dá)到6～8日，并且發(fā)生3日及以上高溫的頻次為10年6～8次，成為豫南地區(qū)夏玉米產(chǎn)量主要限制因子之一［17］. 本研究通過大田試驗(yàn)，分析葉面噴施海藻酸和黃腐酸對(duì)夏玉米產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收的影響，為降低高溫?zé)岷?duì)夏玉米生產(chǎn)的影響提供參考.

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年在河南省西平縣二郎鄉(xiāng)張堯村進(jìn)行. 土壤類型為砂姜黑土，供試土壤0～20 cm的土層基本理化性質(zhì)：pH為5.6，有機(jī)質(zhì)含量26.07 g·kg-1，全氮1.21 g·kg-1，速效磷16.34 mg·kg-1，速效鉀108.52 mg·kg-1.供試品種為鄭單958. 使用的海藻酸A購自麥克林，海藻酸B購自上海晶純生化科技股份有限公司，黃腐酸由新疆雙龍腐植酸有限公司生產(chǎn).

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

海藻酸A和海藻酸B設(shè)置0.1 g·L-1和0.5 g·L-1兩個(gè)噴施濃度，處理分別為A0.1、A0.5、B0.1、B0.5；黃腐酸設(shè)置0.1 g·L-1、0.2 g·L-1和0.3 g·L-1三個(gè)噴施濃度，處理分別為FA0.1、FA0.2、FA0.3. 試驗(yàn)每處理設(shè)置三次重復(fù)，采用隨機(jī)區(qū)組排列. 小區(qū)面積約15 m2，播種密度60 000 株·hm-2，于拔節(jié)期進(jìn)行葉面噴施處理，每小區(qū)噴施液體用量500 mL. 施肥量：N用量210 kg·hm-2，P2O5用量為45 kg·hm-2，K2O用量為45 kg·hm-2. 肥料采用28-6-6-2（Zn）復(fù)合肥.

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 產(chǎn)量調(diào)查 在玉米收獲期，各小區(qū)隨機(jī)選取20穗進(jìn)行考種，并計(jì)算產(chǎn)量.

1.3.2 葉綠素含量測(cè)定 玉米灌漿期，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選5 株長勢(shì)一致的玉米植株，取穗位葉測(cè)定葉綠素含量. 葉片用液氮研磨后，用提取液（乙醇與丙酮體積比為1∶1）黑暗下浸提24 h，再加入1 mL提取液，離心（室溫，3～5 min，12 000 r/min）分別在645 nm和663 nm下比色. 葉綠素含量計(jì)算：

葉綠素a含量=12.72×A663-2.95×A645；

葉綠素b含量=22.88×A645-4.67×A663；

總?cè)~綠素含量=20.29×A645+8.05×A663.

1.3.3 植株氮磷鉀養(yǎng)分含量測(cè)定 各處理玉米植株生物量和養(yǎng)分含量于收獲期測(cè)定. 地上部烘干后稱取生物量，之后用粉樣機(jī)粉碎并過20目篩. 稱取0.100 0～0.105 0 g粉碎樣品，用5 mL濃H2SO4-H2O2消煮，定容至50 mL. 植株全氮含量用凱氏定氮儀測(cè)定，全磷含量用鉬黃比色法測(cè)定，全鉀含量用火焰光度計(jì)測(cè)定.

1.3.4 氮磷鉀累積量測(cè)定 根據(jù)1.3.3測(cè)定的各部位氮磷鉀養(yǎng)分含量，按以下公式分別計(jì)算玉米莖稈、葉片、籽粒的氮磷鉀累積量：

莖稈氮（磷/鉀）累積量=莖稈生物量×莖稈含氮（磷/鉀）量×10-3，

葉片氮（磷/鉀）累積量=葉片生物量×葉片含氮（磷/鉀）量×10-3，

籽粒氮（磷/鉀）累積量=籽粒產(chǎn)量×籽粒含氮（磷/鉀）量×10-3.

其中：積累總量單位為kg·hm-2；氮磷鉀含量單位為g·kg-1；莖稈和葉片生物量、籽粒產(chǎn)量單位為kg·hm-2.

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel2019和SPSS22.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（p＜0.05）.

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施生物刺激素對(duì)玉米產(chǎn)量的影響

玉米產(chǎn)量結(jié)果顯示，噴施0.2 g·L-1黃腐酸降低了玉米產(chǎn)量，但差異不顯著，其余處理均增加了玉米產(chǎn)量，其中噴施0.1 g·L-1黃腐酸和0.1 g·L-1海藻酸B 能顯著增加玉米產(chǎn)量，分別增加了11.5%和7.7%. 噴施0.5 g·L-1海藻酸A與對(duì)照處理相比顯著增加了玉米穗粒數(shù)，增加了6.5%. 噴施三種生物刺激素對(duì)玉米百粒質(zhì)量與對(duì)照相比沒有顯著差異（表1）.

表1 不同生物刺激素對(duì)玉米產(chǎn)量的影響Tab.1 Effects of different biostimulants on maize yield

2.2 葉面噴施生物刺激素對(duì)玉米葉綠素含量的影響

葉綠素含量結(jié)果表明，噴施不同生物刺激素對(duì)生物體內(nèi)葉綠素含量的影響有著不同的結(jié)果. 噴施0.1 g·L-1海藻酸A、海藻酸B、0.2 g·L-1黃腐酸和0.3 g·L-1黃腐酸均能增加葉綠素的含量，噴施0.5 g·L-1海藻酸A和0.1 g·L-1黃腐酸使葉綠素含量降低，且與對(duì)照處理差異顯著（表2）. 其中噴施0.3 g·L-1黃腐酸（FA0.3）和0.2 g·L-1黃腐酸（FA0.2）的處理使葉綠素總含量增加得最為顯著，分別比對(duì)照提高了34.9%和33.7%.

表2 不同生物刺激素對(duì)葉綠素含量的影響Tab.2 Effects of different biostimulants on chlorophyll content 單位：mg·g-1

2.3 葉面噴施生物刺激素對(duì)玉米植株氮磷鉀養(yǎng)分含量的影響

植株養(yǎng)分含量結(jié)果顯示，噴施三種生物刺激素對(duì)玉米莖稈、葉片和籽粒中的氮磷鉀含量有不同的影響（表3）. 噴施海藻酸A、0.1 g·L-1海藻酸B、0.1 g·L-1黃腐酸和0.2 g·L-1黃腐酸均能增加莖稈中氮濃度，其中，噴施0.1 g·L-1海藻酸B 與對(duì)照相比差異顯著，增加了8.3%；噴施0.5 g·L-1海藻酸A、海藻酸B、0.2 g·L-1黃腐酸和0.3 g·L-1黃腐酸均能增加葉片中氮濃度，其中噴施0.5 g·L-1海藻酸B與對(duì)照相比差異顯著，增加了17.4%；噴施海藻酸A、0.5 g·L-1海藻酸B、0.1 g·L-1黃腐酸和0.2 g·L-1黃腐酸均能增加籽粒中氮濃度，其中，噴施0.2 g·L-1黃腐酸和0.5 g·L-1海藻酸A與對(duì)照相比顯著差異顯著，分別增加了8.7%和7.8%. 除噴施0.1 g·L-1海藻酸A外，其余處理均能增加莖稈中磷濃度，其中噴施0.2 g·L-1黃腐酸和0.5 g·L-1海藻酸B與對(duì)照相比差異顯著，分別增加了36.2%和31.6%；除噴施0.5 g·L-1海藻酸B外，其余處理均能增加莖稈中磷濃度，其中噴施0.2 g·L-1黃腐酸和0.5 g·L-1海藻酸A與對(duì)照相比差異顯著，分別增加了31.4%和19.5%；噴施三種生物刺激物對(duì)葉片中磷濃度與對(duì)照相比沒有顯著差異. 噴施三種生物刺激素對(duì)植株鉀濃度與對(duì)照相比沒有顯著差異.

表3 噴施三種生物刺激素對(duì)植株養(yǎng)分含量的影響Tab.3 Effects of spraying three kinds of biostimulants on plant nutrient content 單位：mg·g-1

2.4 葉面噴施生物刺激素對(duì)植株氮磷鉀累積量的影響

植株養(yǎng)分積累量結(jié)果顯示，噴施三種生物刺激素對(duì)莖稈的氮累積量和籽粒鉀累積量與對(duì)照處理相比沒有顯著差異；除噴施0.1 g·L-1黃腐酸外，其余處理均能增加葉片氮累積量，其中噴施0.5 g·L-1海藻酸A與對(duì)照相比差異顯著，增加了18.9%；除噴施0.3 g·L-1黃腐酸外，其余處理均能增加籽粒氮累積量，其中噴施0.5 g·L-1海藻酸A與對(duì)照相比差異顯著，增加了17.3%. 噴施三種生物刺激素均能增加莖稈、葉片以及籽粒中的磷累積量，莖稈、葉片和籽粒中分別噴施0.2 g·L-1黃腐酸、0.3 g·L-1黃腐酸和0.5 g·L-1海藻酸A磷累積量與對(duì)照相比差異顯著，分別增加了41.7%、25.5%和35.2%. 除噴施0.5 g·L-1海藻酸A外，其余處理均能顯著增加莖稈鉀累積量，增加了9.9%～17.2%；噴施0.1 g·L-1黃腐酸和0.1 g·L-1海藻酸B 葉片鉀累積量與對(duì)照相比差異顯著，分別增加了31.1%和32.9%（表4）.

表4 噴施三種生物刺激素對(duì)植株氮磷鉀累積量的影響Tab.4 Effects of spraying three kinds of biostimulants on plant nutrient accumulation 單位：kg·hm-2

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明在大田條件下，葉面噴施海藻酸A、海藻酸B和黃腐酸均能提高玉米生物量，其中噴施0.1 g·L-1黃腐酸和0.1 g·L-1海藻酸B能顯著增加玉米產(chǎn)量，分別增加了11.5%和7.7%. 噴施0.3 g·L-1黃腐酸使葉綠素總含量增加的最為顯著，比對(duì)照提高了34.9%. 此外，噴施0.5 g·L-1海藻酸A和0.2 g·L-1黃腐酸可顯著提高玉米對(duì)氮和磷的吸收量，但是對(duì)鉀的吸收沒有顯著影響.

對(duì)夏玉米而言，花期高溫天氣對(duì)其生產(chǎn)具有很大影響，高溫導(dǎo)致玉米花粉活力下降進(jìn)而影響玉米穗粒數(shù)［18］. 玉米開花期花粉活力的大小直接影響其授粉、受精過程，最終影響穗粒數(shù)，進(jìn)而影響玉米的產(chǎn)量［19］.李鐵利［20］研究發(fā)現(xiàn)，銅、鋅、錳、硼等對(duì)玉米生殖器官的發(fā)育有良好的促進(jìn)作用，可增強(qiáng)花絲和花藥的活力及抗高溫和干旱能力. 有研究表明，應(yīng)用外源化學(xué)物質(zhì)能有效緩解高溫?zé)岷?duì)玉米生長發(fā)育的影響. 葉面噴施水溶性肥料如腐殖酸，既能補(bǔ)充營養(yǎng)，又能降低植株溫度，有效緩解高溫?zé)岷Γ?1］. 海藻酸作為添加劑加入肥料中，集營養(yǎng)成分、抗生物質(zhì)、植物激素于一體，對(duì)刺激植物生長起著重要作用［22］，已有研究表明在水稻和小麥上，能夠顯著提高有效穗數(shù)從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)［23］. 有研究表明，使用海藻酸復(fù)合肥能夠提高玉米產(chǎn)量及對(duì)養(yǎng)分的吸收利用［24-25］，本研究也表明了噴施海藻酸能夠提高植株養(yǎng)分累積量和產(chǎn)量. 周勇明等［26］和張運(yùn)紅等［27］分別在小麥和玉米上研究發(fā)現(xiàn)，海藻酸類增效尿素可提高小麥和玉米氮利用率，促進(jìn)玉米對(duì)磷、鉀的吸收. 黃腐酸對(duì)作物有增產(chǎn)的作用，盧林綱［10］研究指出，在正常和逆境條件下，黃腐酸均可提高農(nóng)作物產(chǎn)量；張昭會(huì)等［28］研究表明噴施黃腐酸能增加大豆產(chǎn)量；王紅等［12］研究表明，噴施適宜濃度的黃腐酸鉀能提高夏玉米產(chǎn)量和穗粒數(shù)；本研究的結(jié)果也表明，噴施0.1 g·L-1黃腐酸和0.3 g·L-1黃腐酸玉米產(chǎn)量和穗粒數(shù)均增加.施用腐殖酸尿素能夠明顯增加冬小麥籽粒產(chǎn)量，提高小麥對(duì)氮素、磷素和鉀素的吸收和利用［29］. 李靜等［30］研究表明施用黃腐酸增加番茄對(duì)養(yǎng)分的吸收并提高產(chǎn)量，本研究中噴施0.1 g·L-1黃腐酸和0.2 g·L-1黃腐酸均增加了莖稈、葉片和籽粒中氮磷鉀累積量.

葉綠素含量可表示光合作用的強(qiáng)弱，提高葉片葉綠素含量對(duì)維持較高的葉片光合速率具有重要意義.海藻酸中含有豐富的生物活性物質(zhì)，具有很高的生物活性. 朱迎春等［31］的研究發(fā)現(xiàn)海藻酸水溶肥能夠顯著提高光合色素的含量，魏建林等［32］的研究表明海藻酸復(fù)合肥提高了葉片SPAD值. 黃腐酸可以提高葉綠素含量，增強(qiáng)植物的光合作用［10］. 陸楷模等［33］的研究發(fā)現(xiàn)噴施黃腐酸葉面肥后可提高水稻幼苗的葉綠素含量. 本試驗(yàn)表明，噴施海藻酸和黃腐酸后，均可在一定程度上提高玉米葉片的葉綠素含量，這可能是由于玉米吸收了海藻酸中的微量元素、多糖等物質(zhì)從而提高了葉綠素的含量.