不同納米鐵肥葉面噴施對桃樹新梢和葉片生長的影響*

竇宗信 ，李寬瑩 ，龐 勇 ，王寶春 ，徐鑒民 ，李冠男 ，王永旭

（1.甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，甘肅 蘭州 730020；2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學院林果花卉研究所，甘肅 蘭州 730020；3.蘭州藝涵園藝有限公司，甘肅 蘭州 730020）

0 引言

施肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、品質(zhì)和效益的重要的農(nóng)藝措施。在生產(chǎn)中，化肥由于具有見效快、見效明顯、施用方便等特點被廣泛應(yīng)用，而長期偏施化肥容易導致農(nóng)作物品質(zhì)下降和土壤有機質(zhì)降低及結(jié)構(gòu)破壞，嚴重影響農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。葉面肥是將作物所需養(yǎng)分直接施用于葉面以實現(xiàn)為植物提供養(yǎng)分的一種肥料類型，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，主要作為一種重要的追肥方式，其具有針對性強、用量少、費用低、效果明顯、肥料和養(yǎng)分利用率高，可以直接被作物葉片吸收利用，防止一些營養(yǎng)物質(zhì)被固定在土壤里，在一定程度上減輕了過量化肥對土壤的污染等優(yōu)點[1]。已有研究表明，蘋果噴施葉面肥可以顯著促進蘋果新梢的伸長和葉片的光合作用，果實的可溶性固形物和揮發(fā)性成分顯著提高[2]。何平等[3]研究發(fā)現(xiàn)，噴施鉀鎂鈣葉面肥對桃果實的著色有明顯改善作用，并能顯著提高桃果實的單果重和果實品質(zhì)。

納米顆粒是指粒徑至少在一個維度上小于100 nm 的顆粒。納米材料因具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，近年來被逐漸應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域[4]。目前，常用的納米鐵材料主要包括納米三氧化二鐵、納米四氧化三鐵和納米零價鐵，通過葉面噴施可以促進作物生長發(fā)育和緩解作物鐵缺。因此，本研究選擇了納米鐵粉、納米三氧化二鐵、納米四氧化三鐵3 種常見納米鐵肥，以極易出現(xiàn)缺鐵黃化現(xiàn)象的北方桃樹為試材，探究了不同納米鐵肥葉面噴施對桃樹新梢生長、葉面積、葉片葉綠素含量和凈光合速率的影響，以期為納米鐵肥在北方果樹的應(yīng)用提供更多的理論依據(jù)和技術(shù)指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2021 年3 月10 日在甘肅省蘭州市榆中縣和平鎮(zhèn)甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院日光溫室中開展。試驗地屬溫帶半干旱氣候，年降水量為2 644 mm，年均氣溫為7.5 ℃，無霜期153 天。供試土地平整、排灌方便、形狀規(guī)整。土壤理化性狀如下：堿解氮為39.0 mg/kg，速效磷為12.8 mg/kg，速效鉀為210.2 mg/kg，有機質(zhì)為11.68 g/kg，pH為7.11。

1.2 材料

供試桃樹品種為中油蟠桃13 號，由中國農(nóng)業(yè)科學院鄭州果樹研究所選育，由甘肅農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院在蘭州地區(qū)引種試驗栽培和推廣種植。該品種果肉呈黃色，單果均重180 g，成熟期早，硬溶質(zhì)，離核，汁水充足，風味獨特，耐長途運輸。納米鐵粉（50 nm）、納米三氧化二鐵（30 nm）、納米四氧化三鐵（20 nm）均由上海麥克林公司提供。

1.3 試驗設(shè)計

采用單因素隨機區(qū)組試驗設(shè)計，以不同納米鐵肥作為不同處理，設(shè)3個水平，即納米鐵粉（50 nm）、納米三氧化二鐵（30 nm）、納米四氧化三鐵（20 nm），以清水作為CK（對照）。試驗共4 個處理，以單株桃樹為一次重復，重復3 次，共12 棵桃樹。每個處理每隔15天噴施1次，先后噴施4次，4次的噴施量分別為10 ml、10 ml、20 ml、30 ml，噴施的鐵濃度為100 mg/L，葉面噴施以葉片濕潤、均勻但不形成水滴為度。

1.4 測定指標與方法

新梢生長量：第2 次噴施葉面肥時，在桃樹的不同方位選取8 個長勢一致的新梢，用直尺測量長度并進行標記。在噴施葉面肥10 天后測量新梢長度，計算新梢平均增長量。

葉面積：第2 次噴施葉面肥10 天后，每個處理選擇新梢中段的功能性葉片60 片，采用YMJ-B 型手持式葉面積儀測定。

葉片葉綠素含量：采用浸提法[5]測定。

葉片凈光合速率：采用美國CIRAS-3 型便攜式光合儀（PP Systems）進行測定。在第2 次噴施葉面肥10 天后選擇新梢中段的功能性葉片在上午8：30—11：00測定，每株桃樹測定8次。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用新復極差法（Duncan）比較不同處理間的差異顯著性。采用Excel 2007 軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同納米鐵肥對新梢生長的影響

不同納米鐵肥對新梢生長的影響如圖1 所示，可以看出，不同納米鐵肥處理下，桃新梢的長度均顯著高于CK。納米三氧化二鐵處理下的新梢最長，為10.37 cm；其次為納米鐵粉處理，為9.78 cm；均顯著高于納米四氧化三鐵處理，較CK 分別增加42.23%、35.08%，但兩者之間差異不顯著。表明納米鐵肥處理可以顯著促進桃新梢的生長，納米三氧化二鐵處理和納米鐵粉處理優(yōu)于其他處理。

圖1 不同納米鐵肥對新梢生長的影響

2.2 不同納米鐵肥對葉面積的影響

不同納米鐵肥對葉面積的影響如圖2 所示，可以看出，不同納米鐵肥處理下，桃葉面積均顯著大于CK。納米三氧化二鐵處理下的葉面積最大，為3 928.90 mm2，高于納米鐵粉處理（3 876.54 mm2）和納米四氧化三鐵處理（3 824.15 mm2），較CK 分別增加10.87%、9.40%、7.92%，3 個處理之間無顯著差異。表明納米鐵肥處理可以顯著促進桃葉片的生長，納米三氧化二鐵處理優(yōu)于其他處理。

圖2 不同納米鐵肥對葉面積的影響

2.3 不同納米鐵肥對葉片葉綠素含量的影響

不同納米鐵肥對葉片葉綠素含量的影響如圖3 所示，可以看出，不同納米鐵肥處理下，桃葉片葉綠素含量均顯著高于CK。納米三氧化二鐵處理下的葉片葉綠素含量最高，為3.16 mg/g，高于納米鐵粉處理（2.74 mg/g），差異不顯著。納米四氧化三鐵處理下的葉片葉綠素含量（2.37 mg/g）顯著低于納米三氧化二鐵處理，但與納米鐵粉處理之間差異不顯著。3 個處理較CK 分別提高70.81 %、48.11 %、28.11 %。表明納米鐵肥處理可以顯著提高桃葉片的葉綠素含量，納米三氧化二鐵處理和納米鐵粉處理優(yōu)于其他處理。

圖3 不同納米鐵肥對葉片葉綠素含量的影響

2.4 不同納米鐵肥對葉片凈光合速率的影響

不同納米鐵肥對葉片凈光合速率的影響如圖4 所示，可以看出，納米鐵粉處理[11.92 μmol/（m2·s）]和納米三氧化二鐵處理[11.75 μmol/（m2·s）]的桃葉片凈光合速率均顯著高于納米四氧化三鐵處理和CK，較CK 分別提高29.00%、27.16%。納米四氧化三鐵處理和CK 之間差異不顯著。表明納米鐵肥處理可以提高桃葉片凈光合速率，納米三氧化二鐵處理和納米鐵粉處理優(yōu)于其他處理[6]。

圖4 不同納米鐵肥對葉片凈光合速率的影響

3 結(jié)論與討論

鐵是作物葉綠素合成、呼吸作用、生長素與蛋白質(zhì)合成和氧化還原反應(yīng)等重要生理過程的必需營養(yǎng)元素[7]。植物缺鐵時易出現(xiàn)生理性病害，一般性缺鐵會導致作物葉片卷縮變小、脈間失綠，葉片變黃甚至變白，作物生長發(fā)育遲緩，嚴重缺鐵時會導致作物生長停滯或死亡，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴重損失[8]。據(jù)統(tǒng)計，全世界約有40%的土壤缺乏生物有效性鐵，而作物主要吸收的二價鐵離子在土壤中含量很低，大部分鐵以二價鐵的化合物的形式存在，嚴重限制了土壤中鐵的有效性[9]。目前，作物補鐵的主要措施有遺傳育種、土壤施肥、葉面施肥、種子處理（包衣或引發(fā)）和其他耕作模式[4]。本文應(yīng)用納米技術(shù)，選擇了納米鐵粉、納米三氧化二鐵、納米四氧化三鐵3 種常見的納米鐵肥，通過葉面噴施的方法緩解作物鐵缺。研究表明，納米鐵肥處理可以顯著促進桃新梢伸長和葉片生長，提高葉片的葉綠素含量和凈光合速率，這與王貴芳等[10]利用葉面肥對桃樹新梢生長的影響研究結(jié)果一致。胡子逸[4]研究發(fā)現(xiàn)，葉片噴施納米鐵肥可以顯著促進花生的植株生長，且對葉片的鐵強化效果顯著，老葉和新葉的鐵強化效果分別為350%和115%，在柑橘上的試驗結(jié)果表明，葉片噴施納米鐵肥對柑橘葉片和莖的鐵強化效果均顯著，分別為85%和93%，顯著提高了花生和柑橘葉片的葉綠素含量和凈光合速率，表明在葉面噴施納米鐵肥可以顯著緩解作物鐵缺癥狀，促進作物生長發(fā)育和抗氧化能力，本研究結(jié)果與花生和柑橘的研究結(jié)果一致。葉面噴施不同納米鐵肥處理下，噴施納米三氧化二鐵的新梢長度（10.37 cm）、葉面積（3 928.90 mm2）、葉綠素含量（3.16 mg/g）均最高，較CK分別顯著提高了42.23%、10.87%、70.81%，與葉面噴施納米鐵粉差異不顯著。葉面噴施納米鐵粉的葉片凈光合速率[11.92 μmol/（m2·s）]顯著高于葉面噴施納米四氧化三鐵和CK，但與葉面噴施三氧化二鐵差異不顯著。

綜上所述，本研究條件下，在甘肅榆中縣日光溫室栽培條件下，應(yīng)用納米鐵肥較優(yōu)的選擇為葉面噴施納米三氧化二鐵（30 nm）或納米鐵粉（50 nm）。