花后噴施葉面肥對小麥生理特性及產量的影響

張嘉程，呂緒方，王穩江

(1.楊凌職業技術學院，陜西 咸陽 712100；2.東明縣農業農村局，山東 菏澤 274500)

0 引言

【研究意義】小麥生長發育期間，施肥對其營養及生理生長起到至關重要的作用。高效葉面肥的噴施作為小麥施肥的一個重要方式，對小麥的綜合性狀會產生一定的影響。其營養元素通過水溶液的形式混勻后通過機器噴灑，使植物能夠通過葉片而不是根系吸收。這種肥料的肥效速率高，營養物質能被較快吸收利用，并且對生態環境友好，不易污染土壤環境[1]。近年來葉面肥的使用率大大提升，在肥料使用種類中占有率較高。有研究表明，葉面肥噴施到葉面后能夠被迅速吸收，其對營養物質的吸收利用與植物根系的作用方式基本一致，都可以起到良好的肥效，能改善作物的營養、產量品質[2]。NPK是植物生長必需的營養成分，探明小麥花后噴施葉面肥對其生理生化及產量的影響，對提高小麥的產量和品質及小麥生產合理施肥具有重要意義。【前人研究進展】植物生長過程中，當外界環境變化導致土壤中的養分不利于植物根系吸收時，也可以通過植物葉面噴施的方式達到使植物吸收利用營養元素的目的，以開花期噴肥的效果最好，平均產量為7 100.3 kg/hm2，其次是在抽穗期噴肥，平均產量為6 594.5 kg/hm2[3]。前期施用葉面肥能提供植物生長所需營養，并且對后期生殖生長階段也起相應的重要作用，如延緩植株衰老、提高光合效率、提高產量[4-5]及營養品質等。葉面噴施鐵、鋅可以提高小麥籽粒中鐵、鋅含量[6-11]，在小麥開花后噴施葉面肥，能提高粒重，在對籽粒營養品質進行鑒定后發現，噴施葉面肥的也能改善部分營養元素含量[12]。小麥生育后期噴施尿素、磷酸二氫鉀和微肥混噴后，千粒重、產量和總評價值分別提高4.14%、15.82%和18.64%[13]；噴施錳、氮、磷、鉀等元素對小麥產量和品質有一定影響[14-15]。噴施葉面肥葉片的脯氨酸含量[16]、葉綠素含量[17]、超氧化物歧化酶活性[18]均發生改變并能在一定程度上對植物的抗逆性提供反應性指標，而葉面肥的噴施對小麥抗逆性的作用最終會影響其產量。【研究切入點】籽粒重是小麥產量的重要組成元素，對小麥最終產量的影響較大，如果通過肥料、生長調節劑等手段使后期粒重顯著增加，最終小麥產量也將顯著增加[19]。研究表明[19]，氮磷鉀營養三要素能顯著增加小麥的產量，其中營養元素的使用也分階段，花前花后噴施的作用都非常顯著。也有學者研究發現，在小麥生長后期階段如果繼續使用葉面肥，反而會對其生長狀況起到負面作用，使最終產量下降[20]。因此，在花后噴施葉面肥對小麥生長及產量的影響如何值得探究。【擬解決的關鍵問題】通過在小麥花后噴施葉面肥，研究小麥生理生化以及最終產量的變化，為提高小麥的產量和品質及小麥生產合理施肥提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在楊凌職業技術學院試驗田進行，土壤為褐土類塿土亞類，土壤pH 7.64、堿解氮73.45 mg/kg、速效鉀152.69 mg/kg、速效磷19.67 mg/kg。整理土地時加施尿素450 kg/hm2和磷酸二銨500 kg/hm2。

1.2 材料

1.2.1 小麥 品種為西農538，為自繁留存種質資源。

1.2.2 肥料 NH4NO3、KH2PO4、K2SO4和NaH2PO4，均為分析純，四川西隴科學有限公司生產。

1.2.3 儀器設備 SPAD-502型葉綠素儀，購于日本柯尼卡美能達株式會社。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 試驗根據肥料種類及噴施濃度設置4個處理，即：T1，0.2% NH4NO3；T2，0.3% NaH2PO4；T3，0.3% KH2PO4；T4，0.2% K2SO4；以噴施等量清水為對照(CK)。2019年10月12號播種，播種量120 kg/hm2。于翌年4月小麥揚花期每隔3 d早晚各噴施1次，持續1周。小區面積為3 m2(1.5 m×2 m)，單區10行，行距0.2 m，每個處理3次重復，每次噴0.6 L/3m2。

1.3.2 指標測定

1) 籽粒灌漿動態指標。選取生育期一致的小麥穗掛牌標記，分別在噴施結束后的第5天開始，每隔5 d取旗葉樣品液氮處理，于-80℃冰箱保存，直至第35天，共取樣7次，每次6個標記小麥穗，105℃殺青15 min，80℃烘干至恒重，利用Cubic方程擬合花后籽粒的灌漿過程，根據特征參數對籽粒灌漿特性進行分析。

2) 生理指標。取旗葉樣品，采用SPAD-502型葉綠素儀測定葉綠素；然后按照氮藍四哇(NBT)法和愈創木酚法分別測定超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化物酶(POD)酶活性。

3) 產量。小麥收獲后單打單收，進行脫粒曬干稱重，測量其千粒重，3次重復取平均數為最終結果。

1.4 數據統計與分析

使用WPS進行數據統計、處理，通過SPSS 26對數據進行誤差分析及作圖。

2 結果與分析

2.1 花后噴施葉面肥小麥旗葉各生理指標的變化

2.1.1 葉綠素含量 由圖1看出，花后噴施葉面肥各處理葉綠素含量變化各有不同，噴施5 d時各處理葉綠素含量呈T2>T1>CK>T4>T3；之后T1、T2和CK呈下降趨勢，T3和T4呈上升趨勢，7～25 d時各處理的葉綠素含量均較CK高，25～30 d時葉綠素含量迅速下降，至30 d時各處理呈T3>T2>CK>T4>T1；之后各處理與CK的葉綠素含量水平趨于一致，葉綠素值SPAD接近10。其中，在10～30 d時T3的降速相對較緩，差值為15.55，小于其他4組的差值，說明，T3可以相對提高小麥旗葉葉綠素含量，減緩籽粒灌漿后期葉片衰老，增加光合作用時間，能夠有效提升小麥灌漿期效率。

圖1 不同處理各時期小麥旗葉的葉綠素值

2.1.2 SOD酶活性 由圖2看出，花后噴施葉面肥各處理小麥旗葉的SOD酶活性均呈先升后降趨勢。其中，0～15 d時緩慢上升，在第15天時達到峰值，為187.67～212.67 U，呈T1>T2>T3>CK>T4；隨后酶活性開始緩慢降低，在25～35 d時迅速降低。其中，5～30 d時，T4與CK的SOD酶活性差異不大，但其余各處理相對于CK均有明顯提升；至35 d時各處理的SOD酶活性降至最低，為52.67～85.00 U，呈T2>T3>T1>CK>T4。T1小麥旗葉的SOD酶活性在10～30 d時降速較慢，其下降值呈T2>T4>T3>CK>T1，T1在該時間段內的下降65.33 U，說明，使用葉面肥能夠改善小麥后期的生長狀況。

圖2 不同處理各時期小麥旗葉的SOD酶活性

2.1.3 POD酶活性 由圖3看出，花后噴施葉面肥各處理小麥旗葉POD酶活性的變化趨勢相似。至5 d時，各處理酶活性為113.67～120.67 U，呈T1>T3>T2>T4>CK；5～25 d時各處理酶活性均呈上升趨勢，在第25天時達最大值，為153.7～174.0 U，之后逐漸降低。其中，T1旗葉的POD酶活性在20～25 d時增速較快，25～30 d時仍有顯著提升，且之后的下降速度緩慢，平均下降10.8 U/d；其余處理在同時段內的降速相對較快，平均下降10.9 U/d。至35 d時各處理POD酶活性達最低，為52.0～65.3 U。

圖3 不同處理各時期小麥旗葉的POD酶活性

2.2 花后噴施葉面肥小麥的灌漿特性

通過非線性擬合回歸分析得到不同處理籽粒干重的變化回歸模型，Cubic方程的R值均大于0.995，證明方程能夠較好地表達小麥的灌漿動態變化。從表1看出，T1和T3對小麥灌漿期的最大灌漿速度及平均灌漿速度提升較為明顯，分別為2.891g/d和2.521 g/d、2.704 g/d和2.269 g/d，其中，T3的最大灌漿速度出現時間較其余處理縮短較多；T4導致小麥灌漿快增期持續時間延長，但同時降低快增期的平均灌漿速率；T2與CK的最大灌漿速度及快增期持續時間差異不大，說明其對小麥灌漿速率影響較小。

表1 不同處理小麥籽粒的千粒重Cubic方程特征值

2.3 花后噴施葉面肥小麥的粒重及產量

2.3.1 籽粒干重 從圖4看出，不同葉面肥噴施各時期每1 000粒小麥籽粒干重的變化趨勢基本相同。各時期T1和T3的籽粒重均較T4、T2高。T1和T3在處理后10～25 d時每1 000粒小麥籽粒的干物質積累速度較快，灌漿速率大，為1.93 g/d和1.85 g/d，在籽粒灌漿后期的(處理后20～35 d時)，其籽粒干重積累速率比T4和T2的高，平均速率為1.25 g/d和1.22 g/d。

圖4 不同處理各時期小麥籽粒的干重

2.3.2 籽粒千粒重與產量 從表2看出，各處理小麥籽粒千粒重和產量較CK存在差異。

1) 千粒重。各處理小麥籽粒千粒重為41.068～44.175 g，呈T3>T1>CK>T2>T4，T1和T3小麥籽粒千粒重分別較CK顯著增加4.50%和5.39%；T2和T4較CK分別減少1.26%和2.02%，T2與T4和CK差異不顯著，但T4與CK差異顯著。

2) 產量。各處理小麥產量為1 091.70～1 230.19 g/m2，呈T1>CK>T4>T3>T2，相對于對照組，T1較CK顯著增加8.52%，其余處理較CK略微降低，差異不顯著。說明，噴施葉面肥NH4NO3能夠顯著提升小麥千粒重和產量。

3 討論

小麥灌漿期的灌漿速率對小麥籽粒粒重的影響較大，進而影響小麥產量。通過不同葉面肥的噴施，對小麥理化性質和產量的分析發現，在小麥揚花期噴施含有N元素的葉面肥，對小麥籽粒干重的增加有顯著作用，可以加快小麥灌漿初期速率。N處理條件下，相對K、P和PK處理，最大的灌漿速度出現的時間點基本一致。但是N處理灌漿快增期的時間點較對照提前，且灌漿速率在各處理中最高，說明，N處理對小麥的灌漿速率具有積極影響。抽穗開花前葉面噴施磷酸二氫鉀能提高小麥灌漿速率，獲得髙產[21]。灌漿期內，各處理對小麥籽粒干重的影響相對于對照的變化不大，PK處理比K處理對籽粒千粒重的提升有顯著影響，且灌漿速度也比K處理的大，增快了小麥的灌漿速度；K處理對籽粒千粒重的提升與單獨P處理的差異不大，P處理對小麥灌漿速率的提升很小。

通過對小麥的主要抗氧化酶活性分析，在灌漿期N處理有利于提升酶活性，延緩小麥旗葉衰老；P處理能夠提升SOD酶活性，POD酶活性變化不大；K處理對SOD/POD的酶活性無顯著作用，但是SOD酶在第35天時酶活性相對于對照組顯著降低，說明K有可能對小麥灌漿后期體內抗氧化酶的活性產生副作用；PK處理與P/K各自單獨處理下的抗氧化酶活性差異顯著，原因可能在于P與K元素處理間的互相作用。

通過對籽粒重和產量的整體分析，N處理組下的提升作用相比其他組的顯著。噴施鋅肥、氮肥可以顯著增加大多數小麥品種粒重[22]，P、K以及PK處理組對產量的影響不大，單純的P、K處理只是增加了小麥籽粒重，原因可能在于處理后影響了穗粒數以及營養物質的轉運和積累，導致灌漿期間弱勢籽粒與強勢籽粒間的不均衡，致使千粒重增加但是產量并未增長[23]。

4 結論

試驗結果表明，小麥花后噴施葉面肥對小麥的生殖生長起促進作用，有助于提高小麥的抗逆性與產量。噴施NH4NO3和KH2PO4可提高小麥的灌漿速率，并對千粒重和產量有顯著影響，NaH2PO4以及K2SO4的噴施對小麥的灌漿速率、抗氧化酶活性及產量未能產生顯著促進作用。綜合看，小麥花后噴施NH4NO3和KH2PO4較為適宜，可以促進小麥生長并提升產量。