液體肥料添加植物生長調節劑對甜玉米養分吸收及肥料利用率的影響

龔 林，李志濱，曾 娥 ，程鳳嫻，鄧蘭生 ，張承林，胡克緯，涂攀峰，4

（1.東莞一翔液體肥料有限公司/廣東省液體肥料工程技術研究中心，廣東 東莞 523135；2.華南農業大學資源環境學院，廣東 廣州 510642；3.廣東省耕地肥料總站，廣東 廣州 510500；4.仲愷農業工程學院園藝園林學院，廣東 廣州 510225）

【研究意義】肥料利用率依然低下，單位面積施肥成本高，勞動強度大等是限制我國農業高效生產的重要因素。發展優質高效農業為液體肥料的發展創造了有利條件。植物生長調節劑能提高肥效、減少固定、揮發、淋失、提高肥效作用和養分貢獻率，利于吸收轉化，延長肥效期，改良或修復土壤，調節土壤供肥保肥能力，提高作物品質。其中蕓苔素內酯、胺鮮酯和黃腐酸作為植物生長調節劑已廣泛應用到對作物生長發育及產量、品質的調控上，以浸種、噴施較多，對于蕓苔素內酯、胺鮮酯和黃腐酸添加到液體肥料中對作物養分吸收及肥料利用率的影響則鮮有報道。【前人研究進展】前人研究發現，蕓苔素內酯能夠促進種子萌發[1-2]；促進作物的生長發育，提高作物的產量，如水稻、油茶、黃瓜等[3-5]；可以幫助作物減輕或克服環境脅迫[6]。羅樹生等[7]研究發現，DA-6灌根可提高菠菜葉片硝酸還原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸轉移酶（GOGAT）的活性，對菠菜的氮素代謝具有促進作用。單守明等[8]研究發現，葉面噴施DA-6能調節草莓葉片葉綠體光化學反應和Rubisco活性，同時影響葉片的凈光合作用速率。黃腐酸在小麥、玉米、水稻、辣椒等[9-12]上施用都可獲得增產效益。黃腐酸增加作物產量的直接因素是提高種子發芽率和出苗率，保全苗；促進根系生長，提高根系活力；增加植株葉面積，提高葉綠素含量，增加光合作用強度；增加穗粒數、千粒重，降低空穗率，提高作物產量[13-15]。【本研究切入點】植物生長調節劑常規噴施耗時費工，不可控因素較多，利用滴灌的方式將植物生長調節劑復配到液體肥料中同時施入到作物根系附近，節省人工成本的同時對作物的生長、液體肥料的養分利用率也將起到積極的作用，通過試驗對比尋找最適宜的植物生長調節劑濃度及配比方案也成為解決問題的核心。【擬解決的關鍵問題】通過大田滴灌試驗，研究了添加不同濃度及配比植物生長調節劑蕓苔素內酯、胺鮮酯、生化黃腐酸后液體肥對甜玉米不同時期養分吸收的影響，分析不同處理對液體肥料利用率的影響，為在液體肥料中合理復配植物生長調節劑以及研發多功能液體肥提供參考。

1 材料與方法

大田試驗地點位于廣州市增城區小樓鎮棠廈村，2017年7月29日玉米種子播于育苗盤，8月11日移栽，定植3 d后開始施肥。

1.1 試驗材料

供試甜玉米（Zea maysL.saccharataSturt）為華美甜168。試驗選用肥料為廣東綠興生物科技有限公司生產的液體混合肥（N∶P2O5∶K2O=10-5-17）。植物生長調節劑選用蕓苔素內酯（BR）、胺鮮酯（DA-6）和生化黃腐酸（BFA）。BR和DA-6購自河南鄭氏化工公司，純度分別為90%和98%；BFA來自廣東梅山酵母廠，含量為27%。試驗田土壤理化性質為：pH 7.6，EC 91μS/cm,有機質19.4 g/kg，堿解氮87.75 mg/kg，速效磷75.66 mg/kg，速效鉀123 mg/kg，交換性鈣1.58 mg/kg，交換性鎂73.2 mg/kg。

1.2 試驗方法

試驗設施用液體肥（10-5-17），施用添加10、20、40 mg/kg BR液體肥，施用添加1 000、2 000、4 000 mg/kg DA-6液體肥，施用添加2%、4%、8%、9.45%BFA液體肥，施用添加9.45%BFA+1 000 mg/kg DA-6液體肥，施用添加9.45%BFA+2 000 mg/kg DA-6液體肥和不施肥對照14個處理（分別記為A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、B0、B1、B2、CK），每個處理3次重復，隨機排列，小區面積20 m2。試驗采取一壟雙行種植，壟距1.7 m，行距40 cm，株距30 cm，種植密度39 225株/hm2。每壟兩行作物中間挖一條施肥溝、鋪設一條滴灌帶，滴頭流量1.38 L/h，滴頭間距20 cm。

各施肥處理施用氮磷鉀總量相同。共施肥15次，分別為苗期4次，穗期6次，花粒期5次。每次施肥量為苗期30 kg/hm2，穗期60 kg/hm2，花粒期45 kg/hm2。施肥時肥料稀釋100倍，通過滴灌帶施用，各處理田間管理一致。分別在甜玉米不同生育期對各試驗小區生長一致的植株隨機采樣，其中拔節期取最后的全展葉，抽雄期及收獲期取穗位葉。

1.3 測定項目及方法

在不同生育期分別選取各處理小區中1棵長勢具有代表性的植株，取其莖葉部，置于烘箱105 ℃殺青30 min，然后80 ℃恒溫烘干至恒重，稱取重量計算干物質累積量。植株全氮、全磷、全鉀的測定采用H2SO4-H2O2消煮，其中全N采用凱氏定氮法測定；全P用鉬銻抗分光光度法測定；全K用火焰光度法測定[16]。

試驗數據采用EXCEL和SPSS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對甜玉米莖葉干物質累積量的影響

干物質累積是作物形成產量的物質基礎。由表1可知，在3次采樣中，所有處理莖葉干物質積累量比不施肥對照均有不同程度增加。拔節期，除A4處理外，其余施肥處理莖葉干物質累積量均顯著增加，最高為B1處理。BR液體肥處理和BFA液體肥處理間差異不顯著，DA-6處理整體表現比其他處理差。抽雄期，A8處理莖葉干物質累積量最低，甚至低于不加植物生長調節劑的A0處理，其余施肥處理間無顯著差異。收獲期時，BR處理隨著BR添加量的增高干物質累積量呈現降低的趨勢；DA-6處理干物質累積量隨著DA-6添加量的增高而增高；BFA處理隨著BFA添加量的增高呈現先降低后增高的趨勢。所有處理中，B1處理干物質累積量最大。

表1 不同處理對甜玉米莖葉干物質累積量的影響（g/株）Table 1 Effects of different treatments on dry matter accumulation of stems and leaves of sweet corn (g/plant)

2.2 液體肥添加植物生長調節劑對甜玉米氮磷鉀吸收和利用率的影響

2.2.1 對甜玉米不同部位氮素含量的影響 表2顯示，隨著生育期的進行，甜玉米莖葉氮含量呈下降的趨勢，最大值出現在拔節期，此時添加植物生長調節劑BR、DA-6和BFA對甜玉米莖葉氮含量均有不同程度的促進作用。與A0相比，BR各處理莖葉含氮量顯著增加，最大增幅（A1）為46.52%；DA-6處理中A5、A6處理較A0處理差異顯著，相較A0處理增幅最大的達41.41%（A6）；BFA處理中隨著添加濃度的增高莖葉氮含量均有小幅下降；B0、B1、B2處理較A0處理無顯著差異。抽雄期，A1處理地上部莖葉氮含量相比A0處理有所下降，其余施肥處理較A0處理無顯著差異。收獲期，A7處理莖葉氮含量達到最大值，較A0處理增加18.11%，而其余施肥處理較A0處理無顯著差異；籽粒、苞葉和穗芯氮含量A6處理增幅最大。

表2 添加植物調節劑后甜玉米各部位氮素含量（g/kg）Table 2 Effect of liquid fertilizer with plant regulator on nitrogen contents (g/kg) in various parts of sweet corn

表3 添加植物調節劑后甜玉米各部位磷素含量（g/kg）Table 3 Effect of liquid fertilizer with plant regulator on phosphorus content (g/kg) in various parts of sweet corn

2.2.2 對甜玉米不同部位磷素含量的影響 隨著生育期的進行，CK莖葉磷含量呈上升的趨勢，在收獲期達最大值（表3）。拔節期，添加植物生長調節劑BR、DA-6和BFA對甜玉米莖葉磷含量有不同程度的促進作用，BFA處理中，A7處理較A0處理提高18.03%。收獲期，與A0處理相比，A1～A8處理莖葉磷含量無顯著差異，A9、B0、B1、B2處理顯著降低，最小值出現在B1處理，較A0處理降幅達21.24%；與A0處理和CK相比，其他施肥處理苞葉和穗芯磷含量顯著降低。

2.2.3 對甜玉米不同部位鉀素吸收及累積量的影響 甜玉米莖葉鉀含量隨著生育期的進行呈下降趨勢，最大值出現在拔節期。拔節期添加植物調節劑BR、DA-6和BFA對甜玉米莖葉鉀含量有不同程度的促進作用。相比A0處理，BR處理中A1處理莖葉鉀含量提高12.7%；DA-6處理中A6處理提高14.32%；BFA處理中A7處理提高12.92%；B0、B1、B2處理較A0處理無顯著差異。抽雄期，相比A0處理，BFA處理中A8、A9處理莖葉鉀含量有所增加，其余施肥處理無顯著差異。收獲期，莖葉鉀含量A7處理比A 0處理增長21.19%，其余施肥處理與A0處理相比無顯著差異；與A0處理相比，其他施肥處理籽粒與苞葉和穗芯鉀含量差異不顯著。

表4 添加植物調節劑后甜玉米各部位鉀素含量（g/kg）Table 4 Effect of liquid fertilizer with plant regulator on potassium contents (g/kg) in various parts of sweet corn

2.3 添加植物生長調節劑對液體肥養分利用率的影響

表5顯示，植物生長調節劑BR、DA-6和BFA對養分利用率有不同程度的促進作用。與A0處理相比，DA-6處理中A6處理氮素養分利用率提高達83.40%；其他處理對氮素養分利用率提高也有明顯的促進作用。對于磷素養分，DA-6處理中A6處理同樣具有最高的磷素養分利用率，增幅較A0處理達105.48%；同時BFA處理中A7處理增幅達92.65%。對于鉀素養分，與A0處理相比，DA-6處理中A6處理仍然表現優異，增幅達81.32%。

表5 不同處理對肥料養分利用率的影響Table 5 Effects of different treatments on fertilizer nutrient utilization rate (%)

2.4 液體肥添加植物生長調節劑對甜玉米產量的影響

由表6可知，添加植物生長調節劑處理甜玉米產量均高于單施液體肥處理，同時甜玉米產量與不施肥對照差異顯著，增產較明顯。BR處理甜玉米產量隨著植物生長調節劑的增加而減少，其中A3處理甜玉米產量較A1處理低6.54%；DA-6處理甜玉米產量隨著添加劑的增加而增加，A6處理甜玉米產量最高，達到614.96 kg/667m2，BFA處理類似于BR處理，隨著植物生長調節劑濃度的增高甜玉米產量出現一定程度的下降。A7處理甜玉米產量達到所有處理的最高值，為639.92 kg/667m2，比不添加植物生長調節劑的A0處理（559.59 kg/667m2）增產14.3%，比不施肥對照（326.34 kg/667m2）增產達96%。

表6 不同處理對甜玉米產量的影響Table 6 Effects of different treatments on the yield of sweet corn

3 討論

作物的最終產量依賴于光合作用，前人大量研究表明肥料植物生長調節劑可以提高光合速率，從而使光合產物增加，同時促進光合產物的運輸，進而調節植株營養的分配，最終實現增產。干物質積累源于植物光合作用制造的有機物，它是形成經濟產量的物質基礎，玉米生長過程實際上就是干物質積累與分配的過程。由于甜玉米的干物質累積量在各器官的分配隨生長中心的轉移會發生變化[17]，抽雄期后干物質分配逐漸由葉片轉為莖葉部，授粉后，各器官干物質開始向籽粒部轉移。試驗結果也證實，添加植物生長調節劑能維持莖葉旺盛的生長趨勢，為后期更多干物質向籽粒的轉移提供可能。在收獲期未添加植物生長調節劑的處理干物質大部分累計到籽粒，莖葉部干物質累積量呈現較明顯的下降趨勢。同樣發現，添加了植物生長調節劑的處理莖葉干物質累積量在收獲期仍能維持一個較高的水平，這也將促進最終玉米棒產量的形成。

植物生長調節劑由于土壤對養分有固定的作用，已有研究表明植物生長調節劑能促進根系養分吸收能力的增強[18-19]，同時對作物代謝功能也起到一定的促進作用。土壤中根系吸收養分能力的差異勢必會在地上部分表征出來。在甜玉米生長前期添加一定濃度的植物生長調節劑在提高作物根系吸收能力的同時也有助于光合作用的進行，增強光能利用效率與光合產物的運轉，會有助于促進甜玉米的營養生長，使莖稈增粗、葉片生長勢增強，為籽粒的形成提供了良好的營養環境。與干物質轉移規律類似，在進入灌漿期，莖葉中的大部分養分會輸向籽粒中，這也將造成收獲期莖葉中養分含量的下降，尤其是氮鉀的含量。

蕓苔素內酯（BR）被作物根系吸收后，能促進根系發育，增強光合作用以及能提高作物抗逆性等作用。胡玉玲等[20]研究施肥和噴施蕓苔素內酯對油茶春葉養分影響規律，發現蕓苔素內酯對葉片氮含量、鉀含量影響差異不顯著，對葉片磷含量影響差異顯著，與本研究的結果不一致，造成的原因可能是由于不同作物養分吸收規律的差異所致。DA-6可調節植物體內的激素的活性與平衡，提高葉片光合效率等作用。作為一種細胞分裂素類植物生長調節劑，根施模式下對對根系的促進效果非常明顯，馮乃杰等[21]研究發現DA-6能顯著提高大豆的根系生長，沈方科等[22]研究表明，磷酸二氫鉀結合DA-6、黃腐酸等植物生長調節劑進行噴施，能促進烤煙生長，調控不同部位煙葉氮、磷、鉀含量。本研究結果中隨著DA-6濃度的提高，甜玉米莖葉中不同時期氮磷鉀含量也呈現不同的趨勢，作為一種調節劑，如何通過合適的DA-6的濃度來調控作物不同生育期葉片中養分的含量也將是后期研究關注的方向。黃腐酸作為一種小分子量類生物刺激素，是腐殖酸中最有活性的部分，更容易被作物所吸收，對作物的生長和土壤中養分離子的吸收也有積極的促進作用，尤其是提高根系對氮的吸收[23]。郝青等[19]研究表明，施用含有10%～25%腐植酸的復混肥，玉米籽粒產量和整株吸氮量均顯著提高，氮肥利用率提高11.93%～23.37%。陳振德等[24]研究表明，尿素與占其用量10%的腐植酸配合施用對玉米的產量和氮肥利用率綜合效果較好。這與本研究結果一致，同時也發現隨著黃腐酸濃度的增高，莖葉中氮素含量呈現下降的趨勢，因此在實際應用中必須嚴格控制肥料中腐殖酸的含量。

添加植物生長調節劑BR、DA-6和BFA對養分利用率有不同程度的促進作用，試驗結果氮肥、磷肥、鉀肥的利用率變化基本一致。BR、DA-6、BFA作為生長促進劑，通過調控根系提高作物對肥料的吸收能力和需求，提高養分利用率。同一液體肥料處理下，氮肥利用率＞磷肥利用率＞鉀肥利用率，主要原因可能為大田試驗期間遇到臺風暴雨，強降水對鉀有強烈的淋洗損失；其次是施用肥料N∶P2O5∶K2O=10-5-17，不符合玉米氮磷鉀吸收比例3.27∶1∶2.84[25]，過多的鉀不能被完全吸收，導致本試驗鉀肥利用率低于我國平均水平的43%，因此也造成一定程度的浪費。

4 結論

添加植物生長調節劑BR、DA-6和BFA后液體肥對甜玉米的生育進程沒有影響。添加植物生長調節劑后液體肥對玉米苗期莖葉有明顯的促進生長效果，莖葉干物質積累量增加進而促進產量的提高，隨著生育期的進行，甜玉米莖葉氮、磷、鉀含量都有不同程度的下降。3種植物生長調節劑對玉米鮮苞產量的最大增產效果BR＜ DA-6＜ BFA，施用濃度分別為0.1、40、200 mg/kg，產量增幅分別為7.91%、9.89%、14.36%。推薦植物生長調節劑BR施用濃度0.1 mg/kg，DA-6施用濃度40 mg/kg，BFA施用濃度200 mg/kg，B0、B1、B2處理中以DA-6施用濃度10 mg/kg且含BFA 945 mg/kg的液體肥（B1）處理效果最佳。