陳香伊，寇天樂，叢孟菲，胡 洋，孫 霞,2，賈宏濤,2

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆土壤與植物生態(tài)過程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊830052)

隨著農(nóng)產(chǎn)品需求量的增加，肥料不合理施用等現(xiàn)象日益增多[1]。施肥不合理不僅會(huì)造成生產(chǎn)成本增加、作物產(chǎn)量、品質(zhì)等降低，還會(huì)造成資源浪費(fèi)與環(huán)境污染，是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸之一[2-6]。有研究表明，不合理施肥也會(huì)對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不利影響[7]。近年來，葉面肥已經(jīng)普遍應(yīng)用于田間管理當(dāng)中，而與根部施肥相比，葉面肥具有疏松土壤、養(yǎng)分吸收快、肥效好等特點(diǎn)[8-10]。其次，葉面肥還具有養(yǎng)分利用率高、肥料用量少、對(duì)環(huán)境污染小、施用方法簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)[11-14]。施用葉面肥能夠給作物后期生長(zhǎng)提供必要的營(yíng)養(yǎng)，起到提高產(chǎn)量和品質(zhì)的作用，效果較為明顯[15]。噴施磷酸二氫鉀具有顯著增產(chǎn)以及提高品質(zhì)等作用[16-17]，對(duì)化肥進(jìn)行減量并增施磷酸二氫鉀葉面肥使山核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)均有提高[18]，噴施磷酸二氫鉀也可以顯著提高芒果實(shí)品質(zhì)[19]。還有研究表明，噴施磷酸二氫鉀可以提高番茄葉片的光合作用和葉綠素含量[20]。在小麥的全生育期噴施磷酸二氫鉀可以提高其產(chǎn)量[21]，適當(dāng)噴施磷酸二氫鉀還可以增強(qiáng)光合作用從而幫助山藥根莖的生長(zhǎng)[22]。但是，當(dāng)噴施葉面肥過量，植物的生長(zhǎng)發(fā)育也會(huì)受到抑制，造成產(chǎn)量降低等問題。如噴施過量磷酸二氫鉀會(huì)抑制馬鈴薯的產(chǎn)量[23]，噴施磷酸二氫鉀濃度過高會(huì)對(duì)草莓葉片造成傷害[24]。綜上所述，雖然葉面肥已經(jīng)逐漸成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的施肥措施[25]。但是，不合理使用葉面肥也會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)和減產(chǎn)。

山藥為薯蕷科薯蕷屬（DioscoreaoppositifoliaL.）作物，是一年生或多年生纏繞性藤本植物[26]。它的塊莖富含多糖、維生素、氨基酸、礦物質(zhì)以及具生物活性的營(yíng)養(yǎng)元素。隨著市場(chǎng)需求量的劇增，在20世紀(jì)90年代后期山藥的集中種植面積迅速擴(kuò)充至5萬hm2，并且每年仍有增長(zhǎng)，是重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物[27-28]。但是，山藥種植存在肥料資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重等諸多問題[29]。在我國(guó)的西北地區(qū)山藥種植總體以傳統(tǒng)栽培為主，一些山藥主要栽培區(qū)在肥料使用上已經(jīng)出現(xiàn)過量問題，進(jìn)一步導(dǎo)致了山藥品質(zhì)和產(chǎn)量出現(xiàn)下降問題[30]。目前的研究主要集中在化肥施用對(duì)山藥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，如合理的氮磷鉀配比能夠增加山藥產(chǎn)量，而過量會(huì)導(dǎo)致山藥產(chǎn)量和品質(zhì)下降[31]。但是，葉面噴施葉面肥對(duì)山藥產(chǎn)量和生理特征的影響未見研究。因此，研究我國(guó)西北地區(qū)葉面肥的減施量對(duì)作物的增產(chǎn)、增效和可持續(xù)發(fā)展尤為重要。本研究選擇新疆山藥主要種植基地五家渠為研究區(qū)域，選擇當(dāng)?shù)刂髟陨剿幤贩N‘日本白’為研究對(duì)象，布設(shè)田間試驗(yàn)。研究區(qū)位于新疆五家渠市（87°17” 42″~87°43” 15″E，43°59” 25″~44°39” 00″N），地處博格達(dá)峰北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，與烏魯木齊市、昌吉市相連[32]，屬于溫帶大陸性氣候，年均氣溫為6～7℃，最高氣溫40～42℃，無霜期158 d，日照2 800～3 000 h，日照率為60%～70%，年平均降水量約為190 mm，年蒸發(fā)量約為2 000 mm[33]。以常規(guī)噴施葉面肥磷酸二氫鉀作為對(duì)照，在原有滴灌施肥基礎(chǔ)上分別減量噴施，監(jiān)測(cè)在不同葉面肥噴施量下，山藥產(chǎn)量品質(zhì)和生理特征的變化，以此來確定山藥的最佳磷酸二氫鉀噴施量，可為新疆山藥種植過程中的噴施葉面肥管理，節(jié)本增效等方面提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2021年，在五家渠市共青團(tuán)農(nóng)場(chǎng)四連山藥種植區(qū)進(jìn)行田間試驗(yàn)。通過前期調(diào)研確定山藥磷酸氫二鉀常規(guī)噴施量（0.18 g·m-2），選擇采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方法，在原有施肥基礎(chǔ)上（每畝施用2 000 kg農(nóng)家肥、90 kg復(fù)合肥），在山藥甩蔓發(fā)棵期，以常規(guī)大田山藥的噴施量（噴施磷酸二氫鉀0.18 g·m-2）為對(duì)照CK、設(shè)置K2（噴施0.12 g·m-2）、K1（噴施0.06 g·m-2）、K0（不噴施）共4個(gè)處理。每個(gè)處理布設(shè)3個(gè)小區(qū)，共12個(gè)小區(qū)（每小區(qū)面積24 m2）。

1.2 樣品采集

在收獲期，采用5點(diǎn)取樣法來采集各小區(qū)內(nèi)0~20 cm的表層土樣。帶回實(shí)驗(yàn)室將土壤樣品平鋪于白紙上陰干，過1 mm篩測(cè)定土壤pH、堿解氮、有效磷、速效鉀，過0.25mm篩測(cè)定土壤有機(jī)碳含量。在收獲期前，使用光合儀（CRIAS-2，美國(guó)PP-systems）測(cè)定山藥的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、細(xì)胞間隙CO2濃度[34]。在收獲期時(shí)，采集整株山藥36株，帶回實(shí)驗(yàn)室洗凈，晾干水分后稱山藥鮮質(zhì)量，烘干后研磨測(cè)其丙二醛、可溶性蛋白，以及氮、磷和鉀的含量。以上指標(biāo)可直接或間接反映出山藥的產(chǎn)量品質(zhì)以及生理特性[35]。

1.3 測(cè)定方法

土壤pH以水土比2.5∶1浸提后使用pH儀（Mettler Toledo FE28-Standard）測(cè)定，土壤全氮使用凱氏定氮法測(cè)定，全磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定，土壤堿解氮采用堿解擴(kuò)散法測(cè)定，土壤有效磷含量使用分光光度計(jì)（Shimadzu UV-1780）進(jìn)行比色測(cè)定，土壤速效鉀和全鉀使用火焰光度計(jì)（上海精科6400A）測(cè)定[36-37]。

山藥氮、磷、鉀含量使用H2SO4-H2O2消解，分別使用奈氏比色法、鉬酸銨比色法、火焰光度法測(cè)定；SPAD值使用SPAD-502測(cè)定；葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、細(xì)胞間隙CO2濃度使用光合儀（PPsystem CRIAS-2）測(cè)定；葉片丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250比色法測(cè)定[38-39]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理、SPSS 26.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，使用Origin 2018對(duì)土壤基礎(chǔ)化學(xué)性質(zhì)、山藥品質(zhì)進(jìn)行柱狀圖的繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 減施葉面肥對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

從表1可以看出，隨著葉面肥噴施量的減少，土壤田間持水量、飽和持水量、容重、有效磷逐漸降低，土壤含水率、速效鉀逐漸增加，土壤有機(jī)質(zhì)含量先增加后降低，但均未達(dá)到顯著水平。

表1 不同噴施量對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響

2.2 減施葉面肥對(duì)山藥產(chǎn)量和養(yǎng)分的影響

由圖1可知，隨著葉面肥減施量的增加，K2、K1處理對(duì)山藥的產(chǎn)量沒有顯著影響，但不噴施葉面肥的K0處理使山藥的產(chǎn)量顯著降低了10.80%。

圖1 減施葉面肥對(duì)山藥產(chǎn)量的影響

由圖2可知，隨著葉面肥減施量的增加，對(duì)山藥的氮、磷、鉀無顯著影響。其中，山藥氮含量在1.50~1.57 g·kg-1之間，山藥磷含量在0.50~0.53 g·kg-1之間，山藥鉀含量在15.23~15.63 g·kg-1之間。

圖2 減施葉面肥對(duì)山藥養(yǎng)分含量的影響

2.3 減施葉面肥對(duì)山藥品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著葉面肥減施量的增加，SPAD值先增加后降低，可溶性蛋白含量先增加后降低，丙二醛含量先降低后增加。減施葉面肥對(duì)SPAD值無顯著影響。與CK相比，K2和K1處理對(duì)山藥的可溶性蛋白含量無顯著影響，但K0處理顯著降低了山藥的可溶性蛋白含量，降低了7.50%。與CK相比，K2、K1處理對(duì)山藥丙二醛含量無顯著影響，但是K2處理丙二醛的含量降低了7.69%，噴施濃度為0.06g·m-2(K1)降低了1.65%，而K0處理丙二醛的含量增加了9.89%。

圖3 減施葉面肥對(duì)山藥品質(zhì)的影響

2.4 減施葉面肥對(duì)山藥生理特征的影響

由圖4可知，減施葉面肥對(duì)山藥葉片氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度無顯著影響。K2處理對(duì)凈光合速率和蒸騰速率無顯著影響；而K1和K0處理使光合速率顯著降低分別降低了8.30%、8.51%；K1和K0處理使蒸騰速率顯著降低，分別降低了12.14%、12.40%。

圖4 減施葉面肥對(duì)山藥光合生理特征的的影響

3 討論與結(jié)論

在山藥生長(zhǎng)發(fā)育過程中，磷肥和鉀肥是其所需的重要元素，鉀肥可以促進(jìn)作物體內(nèi)酶的活化并增強(qiáng)其光合效率[40]，磷肥可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成[41]，而磷酸二氫鉀既能有效地提供磷肥的同時(shí)又提供了大量的鉀肥[42]。磷酸二氫鉀養(yǎng)分含量高、易被作物吸收利用，適合在多種作物上施用[43]。但是不同種類的作物對(duì)所需要的磷酸二氫鉀的噴施量不同，噴施過多反而會(huì)灼傷作物的葉片，導(dǎo)致葉片發(fā)黃、干枯等[44-45]。因此，研究減施葉面肥對(duì)山藥產(chǎn)量和生理特征的影響，找到最適宜的噴施濃度對(duì)山藥產(chǎn)量品質(zhì)和減少肥料浪費(fèi)等方面尤為重要。

3.1 減施葉面肥對(duì)山藥產(chǎn)量的影響

石永春等[46]研究發(fā)現(xiàn)葉，面噴施磷酸二氫鉀可以提高煙草葉片產(chǎn)量。噴施葉面肥可以為植株的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分，經(jīng)葉面肥噴灑的山藥產(chǎn)量可明顯提升[47]，噴施0.075 g·m-2磷酸二氫鉀可以顯著提高獼猴桃的產(chǎn)量和品質(zhì)[48]，噴施磷酸二氫鉀可以使水稻增產(chǎn)2.73%[49]。本研究結(jié)果與此一致，不噴施葉面肥使山藥產(chǎn)量顯著降低10.8%。本研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，與噴施濃度為0.18 g·m-2的葉面肥相比，噴施濃度為0.12 g·m-2的磷酸二氫鉀對(duì)山藥產(chǎn)量無顯著影響，因此可降低濃度至0.12 g·m-2進(jìn)行噴施，這與前人研究結(jié)果一致。例如，趙海蓓等[50]研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)合生產(chǎn)成本問題在適宜時(shí)期對(duì)玉米噴施化肥濃度0.17 g·m-2的處理優(yōu)于噴施濃度0.34 g·m-2。因此，筆者認(rèn)為可以通過降低噴施葉面肥濃度至0.12 g·m-2來維持山藥的產(chǎn)量。

3.2 減施葉面肥對(duì)山藥生理特征的影響

大量研究表明，磷酸二氫鉀能顯著提高作物的生理特征[51]，葉面肥可以提高玉米的葉綠素含量和光合速率[52]，但是不同噴施量對(duì)山藥生理特征的影響是存在差異的。本研究發(fā)現(xiàn)，噴施0.12 g·m-2濃度的葉面肥對(duì)凈光合速率和蒸騰速率沒有顯著影響，但噴施0.06 g·m-2濃度的葉面肥和不噴施葉面肥顯著降低了凈光合速率和蒸騰速率。有研究發(fā)現(xiàn)，磷酸二氫鉀的濃度由0.6%減少至0.5%可以使甘薯的SPAD值增加，從而提高植株光合性能[53]。還有研究表明，噴施化肥可以延緩葉片衰老期葉綠素和可溶性蛋白含量的下降速度[54]，SPAD值能夠間接反映山藥葉片葉綠素的含量，本研究發(fā)現(xiàn)減施葉面肥對(duì)SPAD值無顯著影響，但噴施0.12g·m-2濃度葉面肥使SPAD值增加了12.92%，而不噴施顯著降低了可溶性蛋白含量，顯著增加了丙二醛含量。因此，筆者認(rèn)為可以通過降低噴施葉面肥濃度至0.12g·m-2來維持山藥的生理特征。

葉面肥已經(jīng)廣泛應(yīng)用于田間管理當(dāng)中，未來也將是開發(fā)與應(yīng)用過程中的研究熱點(diǎn)。因此，在山藥的產(chǎn)量和生理特征滿足需求的條件下，適當(dāng)降低葉面肥噴施濃度可以減少肥料的浪費(fèi)，綜合考慮噴施濃度為0.12 g·m-2效果最佳，可為新疆北疆山藥種植過程中的噴施葉面肥管理，節(jié)本增效等方面提供數(shù)據(jù)支持。

3.3 結(jié)論

（1）與葉面肥常規(guī)噴施量0.18 g·m-2相比，減施和不噴施葉面肥對(duì)土壤特性和山藥養(yǎng)分含量無顯著性影響，且噴施0.06～0.12 g·m-2葉面肥對(duì)山藥的產(chǎn)量也無顯著影響，但噴施濃度0.12 g·m-2的葉面肥使產(chǎn)量有所提高，不噴施會(huì)顯著降低產(chǎn)量。

（2）噴施0.06～0.12 g·m-2葉面肥對(duì)山藥可溶性蛋白和丙二醛含量無顯著影響，噴施0.12 g·m-2的葉面肥提高了山藥的可溶性蛋白含量、降低了山藥的丙二醛含量。但不噴施顯著降低了可溶性蛋白含量，顯著增加了丙二醛含量。

（3）減施和不噴施葉面肥對(duì)山藥葉片SPAD值無顯著影響，噴施0.06～0.18 g·m-2葉面肥對(duì)山藥葉片氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度無顯著影響。噴施0.12 g·m-2的葉面肥對(duì)凈光合速率和蒸騰速率無顯著影響，但噴施濃度為0.12 g·m-2的處理提高了凈光合速率，噴施0.06 g·m-2葉面肥和不噴施顯著降低了凈光合速率和蒸騰速率。

（4）綜合考慮，噴施濃度為0.12 g·m-2的葉面肥效果最佳。