關(guān)鍵詞:腐殖酸;小麥;生長(zhǎng);產(chǎn)量;影響
肥料對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義重大,化肥工業(yè)的發(fā)展程度直接決定著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的高低[1]。研究表明,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,施入化肥作物產(chǎn)量可提高30%-60%[2]。近年來(lái),種植戶越來(lái)越重視化肥的施入,化肥施入量日漸提升,但是糧食產(chǎn)量與化肥施入量并未形成正相關(guān)的增長(zhǎng)趨勢(shì),部分地區(qū)化肥肥料利用效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期,化肥的增產(chǎn)效應(yīng)并不理想[3]。從當(dāng)前實(shí)際情況來(lái)看,目前,我國(guó)農(nóng)田氮肥的利用效率僅僅為30%左右,不僅作物品質(zhì)受到了一定影響,生態(tài)環(huán)境也面臨著較大污染[4-5]?;诖?,研發(fā)新型肥料并大力推廣及應(yīng)用,以減少化肥施入量,提升肥料利用效率成了農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切需求[6]。腐殖酸類肥料是一種重要的新型肥料,來(lái)源于動(dòng)植物遺骸,是在一系列生物及非生物降解、縮合等作用下而形成的天然有機(jī)高分子聚合物,可有效提升化肥利用效率、改善土壤品質(zhì)、提升作物抗逆性、提高作物品質(zhì)[7-8]。
小麥?zhǔn)前不帐》N植面積第一、產(chǎn)量第二的糧食作物,同時(shí)也是阜陽(yáng)市主要農(nóng)作物,阜陽(yáng)市小麥年種植面積已超過(guò)50萬(wàn)hm2,小麥年總產(chǎn)量已超過(guò)300萬(wàn)t[9]。近年來(lái),已有部分學(xué)者開(kāi)始探究腐殖酸在小麥生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用,張玉華等發(fā)現(xiàn)[10]腐殖酸多功能一次肥與常規(guī)肥料相比,冬前單株次生根增加0.2-0.3條,冬前每667m2群體增加2-4萬(wàn)條,產(chǎn)量三要素的每667m2穗數(shù)平均增加2.42萬(wàn)、穗粒數(shù)增加0.26粒、千粒重提高1.5g,每667m2產(chǎn)量增加44.47kg,增產(chǎn)率7.07%,每667m2純產(chǎn)值提高84.49元,增值率提高8.2%,增產(chǎn)增收效果顯著;易媛等[11]以2個(gè)供試品種徐麥2023、徐麥38為主區(qū),設(shè)尿素和緩釋肥2個(gè)基肥種類,探究不同氮肥處理對(duì)2個(gè)小麥新品種產(chǎn)量及其構(gòu)成因素、葉面積指數(shù)、莖蘗數(shù)、莖蘗成穗率、干物質(zhì)積累、收獲指數(shù)的影響,并分析產(chǎn)量與各主要群體質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系,發(fā)現(xiàn)相較于傳統(tǒng)的施肥模式,分別于小麥播種期、返青期施入緩釋肥有助于提高小麥產(chǎn)量,其中徐麥2023產(chǎn)量提高了2.86%,徐麥38小麥產(chǎn)量提高了3.06%,這說(shuō)明緩釋肥在生產(chǎn)上具有較高的增產(chǎn)潛力和應(yīng)用價(jià)值。目前有關(guān)腐殖酸在阜陽(yáng)地區(qū)小麥栽植中的應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道,基于此本文研究了腐殖酸對(duì)阜陽(yáng)市小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響,希望能夠?yàn)楫?dāng)?shù)馗乘岬膽?yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于安徽省阜陽(yáng)市潁州區(qū),屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,年平均降水量為999mm,無(wú)霜期為220日,年平均氣溫為15℃。試驗(yàn)地地勢(shì)平坦,土壤為砂姜黑土,有機(jī)質(zhì)含量為19.9g/kg,全氮含量為1.23g/kg,堿解氮含量為73.6mg/kg,速效磷含量為22.1mg/kg,速效鉀含量為148.2mg/kg。
1.2 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)用小麥品種為‘煙農(nóng)999’。試驗(yàn)用腐殖酸復(fù)合肥(26-15-5)由北京澳加肥業(yè)有限公司提供;化肥包括尿素(N 46%)、磷酸二銨(N 18%、P2O546%)、氯化鉀(K2O 60%)。
1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
本試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),共設(shè)置3個(gè)不同處理,分別為CK處理(不施肥)、T1處理(腐殖酸復(fù)合肥料)、T2處理(常規(guī)化肥)。各處理具體施肥量見(jiàn)表1,其中T1處理與T2處理施同等養(yǎng)分,即純氮156.00kg/hm2、P2O5 90.00kg/hm2、K2O 30kg/hm2。除施肥外,各處理采取相同的田間管理措施,于2021年10月19日播種,播種量為225kg/hm2,播種深度為4.5cm,播種前各處理施入全部磷肥、鉀肥、腐殖酸復(fù)合肥,60%的尿素作基肥,剩余尿素于拔節(jié)期追施。2021年12月16日灌頭水,2022年3月9日噴灑除草劑,3月18日澆二水,4月29日“一噴三防”,6月4日收獲。
1.4 測(cè)量指標(biāo)及方法
于每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)隨機(jī)選擇5點(diǎn),每點(diǎn)定1m2,調(diào)查小麥生長(zhǎng)發(fā)育情況,于小麥越冬期、拔節(jié)期分別測(cè)量主莖葉片數(shù)、單株分蘗數(shù)、次生根數(shù)、總莖蘗數(shù)。
在小麥灌漿期,采用便攜式葉綠素儀測(cè)量倒1、倒2、倒3葉片葉綠素含量(30張葉片),測(cè)量部位為葉片中間部位[12];采用光合測(cè)定儀進(jìn)行光合作用分析[13]。
收獲前于室內(nèi)栽種,測(cè)量小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重等指標(biāo),計(jì)算小麥產(chǎn)量。
2 結(jié)果與分析
2.1 腐殖酸對(duì)小麥生育期的影響
不同處理小麥生育期情況,見(jiàn)表2。
由表2可知,不同處理對(duì)小麥生育期無(wú)明顯影響,各施肥處理小麥生育進(jìn)程與對(duì)照處理基本一致,小麥整個(gè)生育期為227日,其中播種期-出苗期為5日,出苗期-越冬期為72日、越冬期-返青期為44日、返青期-拔節(jié)期為23日、拔節(jié)期-抽穗期為42日、抽穗期-成熟期為41日。
2.2 腐殖酸對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育的影響
2.2.1 腐殖酸對(duì)小麥越冬期苗情的影響
不同處理小麥越冬期苗情,見(jiàn)表3。
由表3可知,在越冬期,不同處理小麥主莖葉片數(shù)、單株分蘗數(shù)、次生根數(shù)、總莖蘗數(shù)差異顯著。T1處理和T2處理小麥苗期主莖葉數(shù)差異不顯著,在5.94-6.08片之間,明顯高于CK處理的5.43片;從小麥苗期單株分蘗數(shù)情況來(lái)看,以T1處理為最高,達(dá)到了3.67個(gè),CK處理為最低,僅2.82個(gè),T1處理與T2處理小麥苗期單株分蘗數(shù)差異不顯著,CK處理與T2處理小麥苗期單株分蘗數(shù)差異不顯著;小麥苗期次生根數(shù)量在4.85-6.34條之間,不同處理次生根數(shù)量由高到低排序依次為T(mén)1處理、T2處理、CK處理,在小麥苗期各個(gè)處理間次生根數(shù)量均差異顯著;從苗期總莖蘗數(shù)情況來(lái)看,兩個(gè)施肥處理明顯多于CK處理,T1處理、T2處理總莖蘗數(shù)分別較CK處理高出了21.74%、17.56%。
2.2.2 腐殖酸對(duì)拔節(jié)期小麥苗情的影響
不同處理小麥拔節(jié)期苗情,見(jiàn)表4。
由表4可知,不同處理小麥拔節(jié)期主莖葉數(shù)、單株分蘗數(shù)、次生根數(shù)、總莖蘗數(shù)均存在顯著差異。T1處理和T2處理兩個(gè)施肥處理小麥主莖葉數(shù)差異不顯著,在7.30-7.33片之間,明顯高于CK處理的6.85片;從小麥拔節(jié)期單株分蘗數(shù)情況來(lái)看,由多到少依次為T(mén)1處理(4.25個(gè))、T2處理(4.01個(gè))、CK處理(3.42個(gè)),三個(gè)處理間單株分蘗數(shù)差異顯著;從拔節(jié)期小麥次生根數(shù)情況來(lái)看,以T1處理為最高,次生根數(shù)達(dá)到了7.68條,而CK處理次生根數(shù)為最低,僅6.63條,T1處理與T2處理小麥拔節(jié)期次生根數(shù)差異不顯著,CK處理與T2處理小麥拔節(jié)期次生根數(shù)差異不顯著;在本試驗(yàn)條件下小麥拔節(jié)期總莖蘗數(shù)在107.14-133.59萬(wàn)/hm2,其中T1處理與T2處理總莖蘗數(shù)差異不顯著,明顯高于CK處理。
2.3 腐殖酸對(duì)小麥葉綠素含量的影響
不同處理灌漿期小麥葉綠素含量情況,見(jiàn)表5。
由表5可知,不同處理灌漿期小麥葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素a+b含量、葉綠素a/b均存在顯著差異。具體而言,不同處理灌漿期小麥葉綠素a含量由高到低排序依次為T(mén)1處理(9.08mg/g)、T2處理(8.45mg/g)、CK處理(7.12mg/g),T1處理、T2處理灌漿期小麥葉綠素含量分別較CK處理增加了1.96mg/g、1.33mg/g;從灌漿期小麥葉綠素b含量情況來(lái)看,以T1處理為最高,達(dá)到了2.78mg/g,CK處理為最低,僅1.26mg/g,T1處理與T2處理灌漿期小麥葉綠素b含量差異不顯著,T2處理與CK處理灌漿期小麥葉綠素b含量差異不顯著;通過(guò)計(jì)算葉綠素a+b含量,發(fā)現(xiàn)在本試驗(yàn)條件下灌漿期小麥葉綠素a+b含量在8.38-11.86mg/g之間,其中T1處理與T2處理葉綠素a+b含量差異不顯著,明顯高于CK處理;不同處理葉綠素a/b值由高到低排序依次為CK處理、T2處理、T1處理。
2.4 腐殖酸對(duì)小麥光合作用的影響
不同處理小麥光合特性,見(jiàn)表6。
由表6可知,不同處理小麥蒸騰速率、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度均存在顯著差異,其中不同處理小麥蒸騰速率由高到低排序依次為CK處理、T2處理、T1處理;從凈光合速率情況來(lái)看,以T1處理為最高,達(dá)到了23.67μmol·m-2·s-1,接著依次為T(mén)2處理(21.37μmol·m-2·s1、CK處理18.57μmol·m-2·s-1;T1處理與T2處理小麥氣孔導(dǎo)度差異不顯著,在0.60-0.76μmol·m-2·s-1,T1處理小麥氣孔導(dǎo)度值明顯高于CK處理;T1處理、T2處理兩個(gè)施肥處理小麥胞間CO2濃度明顯高于CK處理,其中T1處理較CK處理高出了64.19μmol/mol、33.22μmol/mol。
2.5 腐殖酸對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響
不同處理小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)情況,見(jiàn)表7。
由表7可知,不同處理小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量均存在顯著差異。T1處理、T2處理、CK處理小麥穗數(shù)分別為701.49萬(wàn)/hm2、653.58萬(wàn)/hm2、571.47萬(wàn)/hm2,三個(gè)處理小麥穗數(shù)相互間均差異顯著;從穗粒數(shù)情況來(lái)看,T1處理與T2處理差異不顯著,在33.24-34.47粒之間,明顯高于CK處理的27.85粒;不同處理小麥籽粒千粒重變化趨勢(shì)與穗粒數(shù)基本一致,整體在38.59-45.79g之間;從小麥產(chǎn)量情況來(lái)看,由高到低排序依次為T(mén)1處理(11040.07kg/hm2)、T2處理(9663.28kg/hm2)、CK處理(6141.77kg/hm2),T1處理、T2處理分別較CK處理增產(chǎn)79.75%、57.34%。
2.6 腐殖酸對(duì)小麥種植經(jīng)濟(jì)效益的影響
不同處理小麥種植經(jīng)濟(jì)效益,見(jiàn)表8。
通過(guò)計(jì)算各處理小麥種植經(jīng)濟(jì)效益,可以發(fā)現(xiàn)T1處理種植經(jīng)濟(jì)效益為最高,接著為T(mén)2處理和CK處理,T1處理、T2處理分別較CK處理增收9196.09元/hm2、5708.85元/hm2;從產(chǎn)投比情況來(lái)看,T1處理明顯高于T2處理。
3 討論與結(jié)論
腐殖酸復(fù)合肥料主要組成包括腐殖酸、無(wú)機(jī)氮源、磷源、鉀源等,相較于普通肥料,腐殖酸復(fù)合肥料利用效率較高,在作物生長(zhǎng)過(guò)程中可提供充足的養(yǎng)分,能促進(jìn)作物的生長(zhǎng)、發(fā)育,提升作物抗旱性及抗寒性、抗病性等[14]。本研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸復(fù)合肥的施用可有效促進(jìn)小麥生長(zhǎng),提高小麥產(chǎn)量,這與張運(yùn)紅等[15]的研究結(jié)果相一致。究其原因,主要是腐殖酸具備膠體性能,可有效提升土壤保水及保肥性能,其活性基團(tuán)能夠吸附可溶性鹽、阻礙有害離子,另外,腐殖酸還可提高土壤內(nèi)有益微生物數(shù)量,增強(qiáng)有益微生物活性,在此基礎(chǔ)上改善植物的根系營(yíng)養(yǎng)[16-17]。
葉片是一種重要的光合作用器官,可幫助作物利用充分利用光能,可以說(shuō)葉片影響著作物的光能利用效率及生產(chǎn)力,直接決定著作物的產(chǎn)量,葉綠素含量是決定光合能力和干物質(zhì)積累量的重要因素之一[18]。本研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸可有效提升小麥葉片葉綠素含量,這與段春花等[19]的研究結(jié)果相一致,表明腐殖酸有利于小麥光合能力的增加及干物質(zhì)的積累。
作為生理過(guò)程,光合作用與蒸騰作用、氣孔導(dǎo)度等互相聯(lián)系、互相影響[20]。本研究發(fā)現(xiàn),腐殖酸可提高小麥凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度,降低蒸騰速率。氣孔作為空氣及水蒸氣的通路,對(duì)碳同化、呼吸作用、蒸騰作用等提高代謝影響重大,其通過(guò)量的多少取決于氣孔開(kāi)展度,氣孔導(dǎo)度的增加,可促進(jìn)更多CO2進(jìn)入細(xì)胞,增加胞間CO2含量及光合原料,提高凈光合速率,從而增強(qiáng)葉片的光合作用,而蒸騰速率的降低,有助于減少蒸發(fā)量及蒸散量,減少物質(zhì)消耗,通過(guò)光合作用合成更多的有機(jī)物質(zhì),從而增加作物的產(chǎn)量及質(zhì)量[21,22]。
除上述提質(zhì)增產(chǎn)作用外,腐殖酸還具備無(wú)毒、無(wú)公害特性,有抗病作用,對(duì)農(nóng)藥的分解能夠產(chǎn)生一定的抑制作用,腐殖酸施入量越大農(nóng)藥分解速度越慢,可以說(shuō)腐殖酸能夠緩解和降低農(nóng)藥毒性,提高農(nóng)藥施用效果、減少農(nóng)藥流失,從而減少因農(nóng)藥而引發(fā)的環(huán)境污染問(wèn)題[23,24]。
綜上所述,通過(guò)比較腐殖酸復(fù)合肥與同等養(yǎng)分配方肥對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響,發(fā)現(xiàn)腐殖酸可促進(jìn)小麥生長(zhǎng),增加小麥葉綠素含量,增強(qiáng)光合作用,提高小麥產(chǎn)量及種植經(jīng)濟(jì)效益,具備明顯的節(jié)本增效作用,可在小麥生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。