殼聚糖不同處理方式對玉米光合特性及產(chǎn)量的影響

吳瓊 鄭殿峰 馮乃杰

摘 要：為探究殼聚糖拌種和葉面噴施對玉米光合特性及產(chǎn)量的影響、明確殼聚糖拌種和葉面噴施的適宜劑量，以玉米德美亞1號為材料，采用田間隨機區(qū)組試驗方法，設(shè)置殼聚糖拌種劑量0（CK）、25（B-CTS1）、50（B-CTS2）、100（B-CTS3）mg/kg和在6展葉期葉面噴施劑量0（CK）、25（Y-CTS1）、50（Y-CTS2）、100（Y-CTS3）mg/L。結(jié)果表明：與CK相比，殼聚糖拌種和葉面噴施處理能增加玉米葉面積，提高玉米葉片SPAD值、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci），增加干物質(zhì)積累量;殼聚糖拌種和葉面噴施處理產(chǎn)量較CK分別增加8.2%、14.1%、12.4%和8.0%、12.3%、10.1%。綜上所述，殼聚糖拌種劑量在50mg/kg時、葉面噴施劑量在50mg/L時，增產(chǎn)效果較好。

關(guān)鍵詞：玉米;殼聚糖;光合作用;產(chǎn)量

Abstract： In order to explore the effects of chitosan seed dressing and foliar spraying on corn photosynthetic characteristics， dry matter accumulation and yield， the appropriate dosage of chitosan seed dressing and leaf spraying was clarified. Using corn Demeiya No. 1 as the material， the field random block test method was used to set the chitosan seed dressing dose 0 （CK）， 25 （B-CTS1）， 50 （B-CTS2）， 100 （B-CTS3） mg / kg and foliar spray doses 0 （CK）， 25 （Y-CTS1）， 50 （Y-CTS2）， 100 （Y-CTS3） mg / L at 6 leaf spreading stage， the photosynthesis of chitosan on corn was studied Influence of characteristics， dry matter accumulation and yield. The results show that： compared with CK， chitosan seed dressing and leaf spraying treatment can increase corn leaf area， increase corn leaf SPAD value， net photosynthetic rate （Pn）， transpiration rate （Tr）， stomatal conductance intercellular CO2 concentration， Increase dry matter accumulation; chitosan seed dressing and leaf spray treatment yields increased by 8.2%， 14.1%， 12.4% and 8.0%， 12.3%， 10.1% compared with CK， respectively. In summary， when the chitosan seed dressing dose is 50 mg / kg and the leaf spray dose is 50 mg / L， corn yield can be significantly increased.

Key words： Maize（Zea mays L.）; Chitosan; Photosynthesis; Yield

玉米是我國重要的糧食、飼料和經(jīng)濟作物，在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟中占有重要的地位[1-2]。光合作用是碳代謝影響作物生長發(fā)育的重要因素[3]。植物生長調(diào)節(jié)劑在改善植株光合作用和提高產(chǎn)量方面起到重要作用[4-6]。殼聚糖（Chitosan）為甲殼素的脫乙酞基產(chǎn)物，是一種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，可促進植物生長發(fā)育，增加產(chǎn)量[7]。盧潔春[8]研究表明，殼聚糖拌種處理可提高大豆葉面積指數(shù)，促進生物量積累，顯著增加大豆葉片凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度和氣孔導度。張偉偉等[9]研究得出殼聚糖包衣處理可提高玉米幼苗葉綠素含量，促進幼苗生長。李薇[10]研究發(fā)現(xiàn)，中藥一殼聚糖復合型種衣劑處理，提高了玉米的穗長、穗粗和穗粒數(shù)，增加了籽粒產(chǎn)量。近年來，國內(nèi)外學者研究殼聚糖在玉米上的使用主要是采用拌種方式，而采用葉面噴施的方式還尚無報道。大多數(shù)學者只研究殼聚糖1種處理方式，同時研究拌種和葉面噴施這2種處理方式的報道較少。前人研究殼聚糖主要集中在玉米苗期階段，殼聚糖處理對玉米生育后期葉片光合特性、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的研究還鮮見報道。本試驗通過研究不同劑量殼聚糖拌種和葉面噴施2種處理方式對玉米光合特性、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的影響，旨在篩選適宜拌種和葉面噴施劑量，為該植物生長調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料 選用當?shù)刂髟云贩N德美亞1號為試驗材料，由黑龍江省九三管理局鶴山農(nóng)場墾豐種業(yè)提供。供試植物生長調(diào)節(jié)劑為殼聚糖，由黑龍江八一農(nóng)墾大學農(nóng)學院化控研究室提供。

1.2 試驗設(shè)計 試驗于2018年在黑龍江省鶴山農(nóng)場（北緯48°43′～49°03′，東經(jīng)124°56′～126°21′）開展，采用田間隨機區(qū)組試驗方法。土壤中堿解氮含量為138.46mg/kg、速效磷含量為29.93mg/kg、速效鉀含量為170.13mg/kg、有機質(zhì)含量為19.87g/kg。殼聚糖拌種劑量0（CK）、25（B-CTS1）、50（B-CTS2）、100（B-CTS3）mg/kg和在6展葉期葉面噴施劑量0（CK）、25（Y-CTS1）、50（Y-CTS2）、100（Y-CTS3）mg/L，用液量為225L/hm2。其中拌種處理以不拌種為對照（CK），葉面噴施處理以噴施等量清水為對照（CK），共8個處理。每處理4次重復，每個試驗小區(qū)6行，行長5m，行寬0.65m，小區(qū)面積19.5m2，區(qū)間過道0.5m。5月7日進行人工播種，施尿素174kg/hm2、磷酸二銨87kg/hm2、硫酸鉀73kg/hm2，種植密度100000株/hm2，正常田間管理。

1.3 測定的項目及方法

1.3.1 棒三葉葉面積 在玉米灌漿始期，每個小區(qū)選取代表性植株4株，用尺子測量棒三葉長和葉寬。單葉面積=長×寬×0.75（其中0.75為校正系數(shù)）。

1.3.2 葉綠素SPAD值 在玉米大喇叭口期、吐絲期、灌漿始期、乳熟期和蠟熟期，每個小區(qū)選取代表性植株5株，采用SPAD-502plus葉綠素測量儀測定玉米穗位葉相對葉綠素含量。

1.3.3 葉片光合參數(shù) 在玉米灌漿始期，天氣晴朗的上午9∶00—11∶00，LI-6400便攜式光合儀測定玉米葉片光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導度（Gs），測定部位為穗位，每個處理測定4株。

1.3.4 地上部干物質(zhì)積累量 在玉米吐絲期、灌漿始期和成熟期，每個小區(qū)選取代表性植株4株，將器官分莖鞘、葉片、穗部和籽粒分離后，在105℃條件下殺青20min，在80℃條件下進行烘干至恒定后稱干物質(zhì)重。

1.3.5 產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素 在玉米成熟期考種測產(chǎn)，各小區(qū)隨機選取連續(xù)的25穗玉米，保留具有代表性的玉米穗10個，記下穗行數(shù)、行粒數(shù)和百粒重等穗部特征。按下列公式計算理論產(chǎn)量：

理論產(chǎn)量（kg/hm2）=公頃穗數(shù)×穗行數(shù)×行粒數(shù)×百粒量/100000（按14%含水量折合成公頃產(chǎn)量）

1.4 數(shù)據(jù)處理采用 Excel 2016進行數(shù)據(jù)整理及繪圖，應(yīng)用SPSS 19.0進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 殼聚糖拌種和葉面噴施對玉米葉面積的影響 殼聚糖拌種和葉面噴施處理均能不同程度增加玉米棒三葉葉面積。由圖1A可知，B-CTS1、B-CTS2和B-CTS3處理的棒三葉葉面積分別較CK增加18.14%、13.99%和8.05%，其中B-CTS1和B-CTS2處理與CK相比差異顯著。由圖1B可知，Y-CTS1和Y-CTS2處理的棒三葉葉面積與CK相比差異顯著，分別較CK提高11.81%和18.44%。說明，殼聚糖對玉米棒三葉葉面積具有一定調(diào)控作用，其中B-CTS1和Y-CTS2處理的效果較好。

2.2 殼聚糖拌種和葉面噴施對玉米葉片SPAD值的影響 葉片SPAD值代表葉綠素含量，其值越大代表葉綠素含量越高，越有利于光合作用。由圖2A可知，各處理的SPAD值均呈先升后降的趨勢。在吐絲期，各處理的SPAD值分別較CK提高8.75%、4.88%和1.85%;在灌漿始期，B-CTS2和B-CTS3處理的顯著提高了SPAD值，分別較CK提高5.31%和5.14%;在乳熟期各處理的SPAD值均顯著高于CK;在蠟熟期，B-CTS1和B-CTS2處理的SPAD值較CK提高13.14%和11.04%，且處理與CK間差異顯著。由圖2B可知，在大喇叭口期、吐絲期和灌漿始期，Y-CTS2處理的SPAD值均高于CK，且處理與CK間差異顯著;在乳熟期，各處理的SPAD值與CK相比差異顯著，分別較CK提高6.59%、7.40%和6.95%。可見，殼聚糖可以提高多個測定時期玉米葉片SPAD值，使葉片維持較高的葉綠素水平，增強葉片光合能力，有利于葉片光合產(chǎn)物的合成和積累。

2.3 殼聚糖對玉米的影響葉片光合特性的影響 由表1可知，殼聚糖拌種處理的葉片Pn均高于CK，分別較CK增加23.04%、22.99%和46.22%，其中B-CTS3處理與CK相比差異顯著;B-CTS2處理的Tr與CK相比差異顯著，較CK提高22.01%，B-CTS1和B-CTS3處理的Tr略高于CK，但差異不顯著;B-CTS2和B-CTS3處理的Gs和Ci均顯著高于CK，且差異均顯著。殼聚糖葉面噴施處理的葉片Pn均高于CK，其中Y-CTS1和Y-CTS2處理的Pn均顯著高于CK，且差異達到顯著水平;葉面噴施各處理均顯著提高了Tr;Y-CTS1處理的Gs和Ci均顯著高于CK，且差異均顯著。說明殼聚糖可提高Pn、Tr、Gs和Ci，促進玉米生長發(fā)育，為玉米高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

2.4 殼聚糖對玉米干物質(zhì)積累量的影響 由圖3A可知，在吐絲期，各處理的地上部干物質(zhì)積累量均高于CK，其中B-CTS2處理與CK差異顯著;在灌漿始期，B-CTS2和B-CTS3處理與CK相比差異顯著，分別比CK提高16.51%和13.88%;在成熟期各處理均顯著高于CK，且表現(xiàn)B-CTS2>B-CTS1>B-CTS3>CK。由圖3B可知，在吐絲期，各處理的地上部干物質(zhì)積累量均高于CK，其中Y-CTS2和Y-CTS3處理與CK相比差異顯著;在灌漿始期，B-CTS2處理的值最高，較CK提高%，處理與CK間差異顯著;在成熟期各處理均顯著高于CK，其中Y-CTS1和Y-CTS2處理與CK相比差異顯著。可見殼聚糖處理能有效促進玉米干物質(zhì)積累，為形成較高的產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。

2.5 殼聚糖拌種和葉面噴施對玉米產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響 由表2可知，B-CTS1和B-CTS2處理的穗粗比CK增加3.62%和4.06%，處理與CK間差異顯著;B-CTS1、B-CTS2和B-CTS3處理的穗長均高于CK，各處理與CK差異顯著;各拌種處理的均顯著降低了禿尖長;各拌種處理的穗粒數(shù)和千粒重均高于CK，其中B-CTS3處理的穗粒數(shù)和千粒重與CK相比差異顯著;B-CTS1、B-CTS2和B-CTS3處理的產(chǎn)量分別較CK提高8.2%、14.1%和12.4%。Y-CTS2和Y-CTS3處理的穗粗顯著高于CK，處理與CK間差異顯著;Y-CTS1和Y-CTS2處理的穗長均高于CK，分別較CK增加6.97%和9.56%，處理與CK間差異顯著;Y-CTS2和Y-CTS3處理的禿尖長與CK相比差異顯著，分別較CK降低59.52%和59.50%;Y-CTS2處理的穗粒數(shù)較CK增加10.30%，Y-CTS1、Y-CTS2和Y-CTS3處理的千粒重均顯著高于CK，各處理與CK差異顯著;Y-CTS1、Y-CTS2和Y-CTS3處理的產(chǎn)量分別較CK提高8.0%、12.3%和10.1%。說明調(diào)節(jié)劑拌種和葉面噴施能有效增加玉米籽粒產(chǎn)量。其中B-CTS2和Y-CTS2處理增產(chǎn)效果較好。

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（責編：王慧晴）