腐植酸施用方法對綠豆產量及其構成因子的影響

劉雪嬌茹雪峰高同國*譯

(1 韓國慶北大學應用生物科學學院 大邱 702-701

2 巴基斯坦開伯爾-普什圖農業大學 白沙瓦 25000

3 巴基斯坦開伯爾-普什圖農業推廣學院 布內爾 999010

4 阿曼尼茲瓦大學生物科學與化學學院 尼茲瓦 518103

5 美國密蘇里大學植物科學學院和大豆生物技術國家中心(NCSB) 哥倫比亞 999076

6 河北農業大學生命科學學院 保定 071001

7 保定市清苑區第一中學 保定 071100)

腐植酸施用方法對綠豆產量及其構成因子的影響

劉雪嬌6茹雪峰7高同國6*譯

(1 韓國慶北大學應用生物科學學院 大邱 702-701

2 巴基斯坦開伯爾-普什圖農業大學 白沙瓦 25000

3 巴基斯坦開伯爾-普什圖農業推廣學院 布內爾 999010

4 阿曼尼茲瓦大學生物科學與化學學院 尼茲瓦 518103

5 美國密蘇里大學植物科學學院和大豆生物技術國家中心(NCSB) 哥倫比亞 999076

6 河北農業大學生命科學學院 保定 071001

7 保定市清苑區第一中學 保定 071100)

為了探索腐植酸(HA)的施用方法，在白沙瓦開伯爾-普什圖省農業大學的農業研究農場內進行了完全隨機區組設計試驗，并設置3次重復。HA的施用方法分為浸種、葉片噴施和土壤施用3種。HA的施用方法對綠豆單株結莢數、每莢粒數、千粒重和籽粒產量具有顯著影響，而對綠豆生物量影響不大。每公頃土地施用3 kg HA能顯著提高綠豆結莢率、千粒重和產量；而土壤中加入1 kg/hm2和2 kg/hm2HA，濃度為0、1%、2%的HA浸種和0.01%、0.05%、0.1%的HA葉面噴施3種方法所得到的結果在統計學上相似。由此得出結論：3種施用HA的方法均能顯著提高綠豆產量及其構成因子。

綠豆 腐植酸 浸種 葉面噴施 土壤施用 產量

綠豆[Vigna radiata (L.)，Wilczek]是蛋白質的一種重要來源，自古以來被種植在以谷類為主要食物的印巴次大陸。綠豆因其種子可食用而被種植，其種子可以用于煮、發酵、烘烤、生芽或碾磨。與其他豆類相似，綠豆種子常被碾碎，然后制作成一種咖喱醬。綠豆也常常用來制作湯、面條、面包、甜食，加香料烘烤的綠豆種子同樣受到人們的歡迎。在南亞，降雨和灌溉交替的條件下種植300萬公頃的改良綠豆，年產量可達3100萬噸。大多數低收入國家綠豆消費水平從22%增加到66%。即便如此，旱作地區由于稀少、不穩定的降雨和貧瘠的土壤，綠豆產量普遍較低且不穩定。

腐植酸(HA)是土壤有機質結構中重要的核心組成成分，被許多科學家、農學家和農民用來改善土壤條件和促進植物生長。在植物中，HA因對酶活性、營養物質積累和生長有促進作用，而被稱為“植物的食物”。HA對高碳水化合物類作物如馬鈴薯、胡蘿卜、玉米、水稻、小麥等的效果最顯著。HA中含51%～57%的C、4%～6%的N、0.2%～1%的P和其他少量微量元素。每公頃土壤施用1.0 kg HA能明顯促進小麥、玉米、棉花、甜菜、花生產量提高(20%)和土壤理化條件的改善。 微量HA的應用效果同樣適于改善作物的酶學特性。用HA處理種子對進一步提高作物產量非常有利。

作物施用微量營養物質通常有3種方法：土壤施肥、葉面噴施和種子處理。葉片噴施微量營養物質是有效的，但反復噴施需要消耗大量的器材、肥料和勞動力等所需成本太高，導致資源匱乏地區的農民不能廣泛使用這種方法。同樣，在土壤中施用大量的高質量微量元素肥料也令人無法承受。為了提高植物微量營養元素的含量，用微量元素處理種子是一種簡單且廉價的方法。

為了充分利用HA在農業應用上的巨大潛力，本試驗研究了HA的不同施用方法對提高綠豆產量及其構成因子的影響。

1 材料和方法

1.1 試驗地

白沙瓦地處亞熱帶、半干旱大陸性氣候，氣候溫熱，年均降雨量約為360 mm。夏季( 5～9月)平均最高溫度40 ℃，最低溫度25 ℃。冬季(12月～次年3月底)平均最低溫度4 ℃，最高溫度18.4 ℃。冬季最高降雨量在3月，夏季在8月，且冬季平均降雨量高于夏季。試驗土壤中N、P、可利用態Zn缺乏，但K元素充足。灌溉水來自運河水。

試驗區土壤理化性質：砂8.7%，淤泥51.3%，粘土40%(紋理類；粉質粘壤土)，有機質0.845 g/kg，全氮0.04 g/kg，碳酸鈣14.4%，pH(1∶1)8.02，電導率0.87 ds/m、利用AB-DTPA提取營養元素磷(3.80 mg/kg)、鉀(105 mg/kg)，鋅(0.86 mg/kg)。

1.2 試驗方案

本試驗于2007年夏季，在白沙瓦(北緯34°01’，東經71°35’)開伯爾-普什圖省農業大學農業研究農場開展。試驗采用完全隨機區組設計方法，并設置3次重復。播種期基施6 0 k g/h m2P，第一次灌溉時追施25 k g/h m2N。“N M-92”綠豆種子用量為25 k g/h m2，小區規格為4 m×5 m，共8行，行長4 m，行間距為50 cm。“NM-92”是巴基斯坦費薩拉巴德的農業和生物學核研究所(NIAB)將當地突變體“NM-36”與來源于亞洲蔬菜研究與發展中心(AVRDC)的外來品種(種質保藏號VC 2768B)雜交獲得的綠豆品種，并于1996年被批準種植。褐煤HA購自當地腐植酸生產機構(白沙瓦開伯爾-普什圖省農業大學土壤與環境科學系)。種子萌發處理：分別用濃度為0.5%、1%、1.5%、2%的HA催芽綠豆種子8小時，種子發芽后，用自來水沖洗并在空氣中晾曬約2小時，以避免播種時粘手。土壤施用處理：分別將1、2、3 kg/hm2的HA加入到苗床土壤中。對于噴施處理：在綠豆5～6葉期，分別用0.01%、0.05%、0.1%濃度的HA進行葉面噴施。農業種植管理措施如灌溉、除草、鋤地等，各處理保持一致。

1.3 試驗設計

各處理具體如下，處理1：干種子(對照)；處理2：蒸餾水浸種處理；處理3：0.5%HA催芽；處理4：1%HA催芽；處理5：1.5%HA催芽；處理6：2%HA催芽；處理7：土壤施用1 kg/hm2HA；處理8：土壤施用2 kg/hm2HA；處理9：土壤施用3 kg/hm2

HA；處理10：葉面噴施0.01% HA；處理11：葉面噴施0.05%HA；處理12：葉面噴施0.1%HA。

記錄綠豆單株結莢數，每莢粒數，千粒重(g)，生物量(kg/hm2)，籽粒產量(kg/hm2)和收獲指數(%)。每個試驗區中隨機選取10株綠豆，統計每株綠豆結莢數，并取平均值。每個試驗區隨機選取10個豆莢，統計每個豆莢籽粒數量，其平均值即為該綠豆品種莢內籽粒數量。每個試驗區隨機選取1000粒綠豆種子，用電子天平稱重。統計生物量和籽粒產量：每個試驗區選取有代表性的4行成熟綠豆收割，每4行捆綁成束，每束曬干后用彈簧秤稱重，其數值即為生物量(kg/hm2)；將豆莢摘下，曬干，脫粒，用電子天平稱重，其數值即為籽粒產量。

1.4 數據分析

試驗數據用Excel工作表記錄，根據隨機區組試驗設計采用方差分析法進行數據分析，平均值比較采用LSD檢驗(顯著水平為0.05)，5個產量指標HA各處理間以及對照與其他處理組間均采用單自由度法進行比較。

2 結論與討論

2.1 單株結莢數

綠豆單株結莢數見表1。表中數據表明，綠豆單株結莢數受HA施用方法的影響明顯。土壤中施入3 kg/hm2HA時，單株結莢數最多，其次為葉面噴施0.05%和0.1%HA處理(兩者作用相當)，干種子組單株結莢數最小。

樣本均數比較結果表明：對照組與其余組、對照組與蒸餾水浸種組、種子催芽組與葉面噴施組、種子催芽組與土壤施用組比較，單株結莢數差異均顯著；而葉面噴施和土壤施用組單株結莢數差異不顯著(表2)。相比其他各組和蒸餾水浸種組，干種子組單株結莢數較少；相比土壤施用組和葉面噴施組處理，催芽組單株結莢數較少；土壤施用HA單株結莢數高，與土壤能直接和間接促進植株生長這一固有性質相關。總之，土壤施用HA能改變土壤的松散度、含氧量、滲透性，提高土壤儲水能力。此外，HA可以增強土壤微生物活性，從而增加土壤中有機質礦化率和溶解率，進一步提高了大量和微量元素的可用性，以滿足作物快速生長的需要。

HA的激素活性也可以調節內激素活動機制。Ashraf等對綠豆單株結莢數有類似研究，他們發現先用0.005%水溶性HA浸泡，然后進行噴施，可以顯著提高綠豆單株結莢數。本試驗研究結果與Shuixiu和Ruizhen的研究結果一致，即KOMIX(一種含HA有機肥)能顯著提高春大豆單株結莢數。Almarshadi和Ismail發現，在干旱條件下，HA可通過提高土壤儲水能力來提高大麥分蘗數，這與本試驗結果一致。

表1 施用HA的不同方法對綠豆單株結莢數、每莢粒數、千粒重、籽粒產量和生物量的影響Tab.1 Pods/plant, grains/pod, thousand grain weights, grain yield and biological yield as affected by humic acid (HA) application methods in mungbean

表2 樣本均值比較不同施用HA的方法對綠豆單株結莢數、每莢粒數、千粒重、籽粒產量和生物量的影響Tab.2 Planned mean comparisons for pods/plant, grains/pod, thousand grain weights, grain yield and biological yield as affected by humic acid (HA) application methods in mungbean

2.2 每莢粒數

數據統計分析結果表明，HA不同施用方法顯著影響每莢粒數。與對照組相比，HA各種施用方法得到的每莢粒數多于對照組，并且各種應用方法間每莢粒數差異不顯著。土壤施用3 kg/hm2的HA所得綠豆每莢粒數最多；次之為1.5%HA浸種(11.7)，兩者在同一水平上；蒸餾水浸種組每莢粒數最少(9.4)，見表1。

樣本均數比較結果表明，對照組與其余組、對照組與蒸餾水浸種組每莢粒數差異顯著，而其他處理對比差異均不顯著(表2)。與其余處理組和蒸餾水浸種組相比，干種子組每莢粒數較少。

每莢粒數較高可能源于HA對葉綠素含量的間接正向作用。葉綠素含量的增加促進光合作用，反過來使更多的光合產物生成更多沉積物。這在大多數作物如芥末、甘藍拉亞、旱稻、小麥中具有典型效果。HA單獨使用或與推薦劑量的全部大量元素配合使用均能提高每莢粒數。Vanitha、Almarshadi、Atak、Sharif、Ashraf等的研究與本研究結論一致。

2.3 千粒重

千粒重數據和樣本均值比較結果分別見表1和表2。數據表明，施用HA顯著影響綠豆千粒重。土壤施用3 kg/hm2HA綠豆的千粒重值達到最大，其次為每公頃施用2 kg/hm2HA，干種子組的千粒重最小。樣本均數比較表明，對照組與其余組、對照組與蒸餾水浸種組相比千粒重差異顯著，而其他處理相比千粒重差異均未達到顯著水平。與其他處理組和蒸餾水浸種組比較，干種子組綠豆的千粒重數值較低。

許多學者研究了HA對根的生長和形成的巨大作用。HA的應用使根長度增加，從而促進根吸收大量和微量元素。土壤施用HA增加綠豆粒重，表明HA有效增加土壤養分吸收、促進植株生長。HA通過緩解細胞膜的通透性，提高營養元素尤其是N元素的吸收和積累。同樣，Solaiman等將鷹嘴豆千粒重的顯著提高和其他生長參數的增加歸因于營養元素的應用。植物對大量和微量元素包括磷、鉀、鈣、鎂、鐵、鋅等的高吸收也要歸功于HA的施用。上述結果與Khan、Sharif、Atak、Thenmozhi等的研究結果一致。

2.4 籽粒產量

數據表明，施用HA能顯著提高綠豆的籽粒產量。土壤施用3 kg/hm2HA的綠豆籽粒產量最高，施用2 kg/hm2HA效果次之(表1)，干種子組綠豆籽粒產量最低。樣本均值比較結果表明，對照組與其余組、對照組和蒸餾水浸種組相比，籽粒產量差異顯著，而其他處理組籽粒產量差異均不顯著。 與其他處理組和蒸餾水浸種組相比，干種子組綠豆籽粒產量值最低(表2)。

HA施用增加籽粒產量的試驗結論驗證了Khan、Vanitha、Mohandass、Thenmozhi、David、Samule、Albayrak、Almarshadi和Ismail等的研究結果。這些學者發現，施用HA能提高很多作物的產量，例如：小麥、旱稻、花生、油菜、甘藍拉亞、大麥等。本試驗中，土壤施用3 kg/hm2HA籽粒產量的提高可能與產量相關組成成分提高有關。該試驗結果在Sarir、Sharif、Shuixiu等文章中得到進一步證實。

2.5 生物量

HA施用方法并沒有顯著影響生物量(表1)。樣本均值比較結構表明，對照組和其余組、對照組和蒸餾水浸種組相比，生物量差異顯著，而其他處理組生物量差異均不顯著(表2)。與其余組和蒸餾水浸種組比較，干種子組綠豆生物量值最低。類似的研究還有Ashraf等發現土壤中施用HA可顯著提高綠豆總干物質含量。

3 結論

HA是土壤有機質中重要的核心組成成分，被許多科學家、農學家和農民用來改善土壤條件和促進植物生長。 土壤施用3 kg/hm2HA，提高了綠豆結莢率、千粒重和籽粒產量。然而，統計結果表明，其效果與土壤施用1 kg/hm2、2 kg/hm2的HA、濃度為0、1%、2%的HA催芽和葉面噴施0.01%、0.05%、0.1%的 HA類似。由此得出結論：3種施用HA的方法均能顯著提高綠豆籽粒產量及其構成因子。

致謝和參考文獻(略)

譯自：American Journal of Plant Sciences，2014，(5)：2269～2276。

Muhammad Waqas1，2，3, Bashir Ahmad2, Muhammad Arif2, Fazal Munsif2, Abdul Latif Khan1，4, Muhammad Amin2, Sang-Mo Kang1, Yoon-Ha Kim1，5, In-Jung Lee1著

Evaluation of Humic Acid Application Methods for Yield and Yield Components of Mungbean

Muhammad Waqas1,2,3, Bashir Ahmad2, Muhammad Arif2, Fazal Munsif2, Abdul Latif Khan1,4, Muhammad Amin2, Sang-Mo Kang1, Yoon-Ha Kim1,5, In-Jung Lee1write, Liu Xuejiao6, Ru Xuefeng7, Gao Tongguo6*translate
(1 School of Applied Biosciences, Kyungpook National University in Korea, Daegu, 702-701
2 Khyber Pakhtunkhwa Agricultural University in Pakistan, Peshawar, 25000
3 Department of Agriculture Extension, Khyber Pakhtunkhwa in Pakistan, Buner, 999010
4 Department of Biological Sciences and Chemistry, University of Nizwa in Oman, Nizwa, 518103
5 Division of Plant Sciences and National Center for Soybean Biotechnology (NCSB), University of Missouri in USA, Columbia, 999076
6 College of Life Sciences, Hebei Agricultural University, Baoding, 071001
7 Qingyuan District No.1 Middle School, Baoding, 071100)

A triplicate fi eld experiment laid out in randomized complete block design was conducted to evaluate different humic acid (HA) application methods at Agricultural Research Farm, of KPK Agricultural University, Peshawar. Threemethods of HA application: seed priming, foliar spray and soil application were included in the experiment. Humic acid application methods signifi cantly affected pods plant-1, grains pod-1, 1000 grain weights, and grain yield whereas biological yield was not signifi cantly affected by HA application methods. Humic acid application at the rate of 3 kg/hm2resulted in higher number of pods plant-1, thousand grain weights and grain yield, however it was statistically similar to the treatments where HA was soil applied at rate of 1 and 2 kg/hm2, seed priming with 0 (water soaked), 1%, 2% HA solution and foliar spray with 0.01%, 0.05% and 0.1% of HA solution. It is concluded that HA application in all the three methods signifi cantly enhances grain yield and yield components of mungbean.

mungbean; humic acid; seed priming; foliar spray; soil application; yield

TQ314.1，S522

A

1671-9212(2016)06-0036-05

2016-09-28

劉雪嬌，女，1991年生，在讀碩士研究生，主要從事植物真菌病害及生物防治研究。*通訊聯系人：高同國，男，博士/講師，E-mail：gtgrxf@163.com。