腐植酸葉面肥對谷子農藝性狀及理化指標的影響

閆 鋒 董 揚 趙富陽 侯曉敏 李清泉 范國權 張 磊

1 黑龍江省農業科學院齊齊哈爾分院 齊齊哈爾 161006

2 黑龍江省農業科學院經濟作物研究所 哈爾濱 150086

3 黑龍江省農業科學院鄉村振興科技研究所 哈爾濱150086

谷子是一種典型的環境友好型作物，具有耐旱、耐瘠薄、適應性廣的特點，是我國北方旱作區具有代表性的特色糧食作物之一[1]。目前，谷子生產上施肥仍以化肥為主，且過量施肥情況時有發生，使土壤鹽堿化、板結日益嚴重。適度降低化肥投入量，增施有機底肥或生物質葉面肥對響應國家“雙減”政策、減輕環境污染意義重大[2，3]。

腐植酸葉面肥是生物質腐植酸添加適量氮、磷、鉀大量元素或銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬微量元素而制成的水溶性肥料，作為一種多功能、無公害肥料，與傳統肥料相比，具有配方多樣、吸收率高、速效、無殘留、施用方式靈活等優點[4，5]。前人關于腐植酸葉面肥對不同作物的生物學效應做過大量研究，并且在甘藍、水稻、燕麥等作物上取得了良好的應用效果[6～8]。筆者查閱文獻發現腐植酸葉面肥在谷子上的應用研究仍鮮有報道，為了明確腐植酸葉面肥對谷子的應用效果，本研究以黑龍江主栽谷子品種“嫩選18”為研究對象，在谷子拔節期和開花期分2 次進行腐植酸葉面肥噴施處理，探究腐植酸葉面肥對谷子形態指標、光合指標和品質指標的影響，進而明確腐植酸葉面肥最佳噴施濃度，為本地區谷子生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022 年5 月—9 月在黑龍江省齊齊哈爾市富拉爾基區全合臺村進行，試驗地點屬于中溫帶大陸性季風氣候，年降水量415 mm，年均溫度3.2 ℃，活動積溫2900 ℃。土壤類型為碳酸鹽黑鈣土，0 ～20 cm 土層土壤的基礎養分含量如下：有機質32.64 g/kg，全氮1.48 g/kg，有效磷23.16 mg/kg，速效鉀296.35 mg/kg。

1.2 試驗材料

供試作物：谷子，品種為“嫩選18”。

供試肥料：腐植酸水溶肥料，購自陜西鼎天濟農腐殖酸制品有限公司，500 mL 瓶裝（腐植酸≥80 g/L、N≥140 g/L、P2O5≥20 g/L、K2O≥40 g/L），用作本試驗的葉面肥。

1.3 試驗設計

試驗設6 個處理，分別為腐植酸水溶肥料稀釋200 倍液（T1）、稀釋400 倍液（T2）、稀釋600 倍液（T3）、稀釋800 倍液（T4）、稀釋1000 倍液（T5），清水對照（CK），采用隨機區組設計，分別在谷子拔節期和開花期進行噴施處理，噴液量以打濕葉面不滴下為標準。每個小區為6 行區，行長4 m，3 次重復，各處理定植密度均為40 萬株/hm2，田間管理同大田生產。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 農藝性狀、產量性狀的測定

于乳熟期每個處理中間4 行中選取長勢均勻的谷子植株10 株，測定株高、穗長、節數、莖粗（基部第2 節間的粗度），在完熟期測定穗重、穗粒重、千粒重，收獲小區全部谷穗，晾干后稱重測產。

1.4.2 光合指標的測定

于第2 次施用7 d 后在每處理選取代有代表性的植株10 株，選晴朗無風天氣上午使用GH-10 型植物光合測定儀（山東萬象科技有限公司）測定倒二葉的凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度，測定位置為葉片中部。

1.4.3 品質指標的測定

粗蛋白含量采用凱氏定氮法測定[9]；粗淀粉含量采用酸水解法測定[10]；粗脂肪含量采用索氏抽提法測定[11]。

1.5 數據統計

用Microsoft Excel 2019、SPSS19.0 軟件進行數據統計及方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對谷子農藝性狀的影響

由表1 可知，除了節數這一指標外，與CK 相比，腐植酸葉面肥噴施處理均能不同程度地改善谷子的農藝性狀。噴施腐植酸葉面肥后谷子株高范圍為140.3 ～144.0 cm，其中T3 處理下的株高最高，顯著高于其他處理，比CK 高3.2%，各處理下谷子株高依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；穗長范圍為25.2 ～27.6 cm，其中T3 處理下的穗長最高，顯著高于其他處理，比CK 高10.4%，各處理下谷子穗長依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；莖粗范圍為9.5 ～10.5 mm，其中T3處理下的莖粗最高，顯著高于其他處理，比CK 高10.5%，各處理下谷子莖粗依次為T3 ＞T4 ＞T2 ＞T5 ＞CK ＞T1。

表1 不同處理下谷子的農藝性狀Tab.1 Agronomic characters of foxtail millet under different treatments

2.2 不同處理對谷子產量性狀及產量的影響

由表2 可知，除了千粒重這一指標外，與CK相比，腐植酸葉面肥噴施處理均能不同程度地改善谷子的產量構成因素。噴施腐植酸葉面肥后谷子穗重的范圍為16.5 ～17.7 g，其中T3 處理下的穗重最高，顯著高于其他處理，比CK 高9.3%，各處理下谷子穗重依次為T3 ＞T4 ＞T2 ＞T1 ＞T5 ＞CK；穗粒重范圍為11.9 ～12.5 g，其中T3 處理下的穗粒重最高，顯著高于其他處理，比CK 高6.8%，各處理下谷子穗粒重依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK；產量范圍為4738.5 ～5058.4 kg/hm2，增產幅度為1.0%～7.8%，其中T3 處理下的產量最高，顯著高于其他處理，各處理下谷子產量依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK。

表2 不同處理下谷子的產量性狀及產量Tab.2 Yield characters and yield of foxtail millet under different treatments

2.3 不同處理對谷子光合指標的影響

由表3 可知，噴施腐植酸葉面肥后谷子凈光合速率的范圍為17.1 ～18.7 μmol/（m2·s），其中T3 處理下的凈光合速率最高，顯著高于其他處理，比CK 高10.7%，各處理下谷子凈光合速率依次為T3 ＞T2 ＞T4 ＞T5 ＞T1 ＞CK，T2 ～T5處理顯著優于其他處理；蒸騰速率范圍為3.2 ～3.9 mmol/（m2·s），其中T3 處理下的蒸騰速率最高，顯著高于其他處理，比CK 高21.9%，各處理下谷子蒸騰速率依次為T3 ＞T4 ＞T2 ＞T5 ＞T1 ＞CK；胞間CO2濃度范圍為105.1 ～124.5 μmol/（m2·s），其中CK 處理下的胞間CO2濃度最高，顯著高于其他處理，各處理下谷子胞間CO2濃度依次為CK ＞T1 ＞T5 ＞T4 ＞T2 ＞T3。

2.4 不同處理對谷子品質指標的影響

由表4 可知，噴施腐植酸葉面肥后谷子粗蛋白含量的范圍為10.6%～11.5%，其中T4 處理下的粗蛋白含量最高，顯著高于CK 9.5%，T1 與CK 差異不顯著，各處理下谷子粗蛋白含量依次為T4 ＞T3 ＞T2 ＞T5 ＞T1 ＞CK；粗淀粉含量的范圍為64.6%～65.2%，其中T2 處理下的粗淀粉含量最高，顯著高于CK 6.8%，但與其他處理差異不顯著，各處理下谷子粗淀粉含量依次為T2 ＞T4 ＞T1 ＞T3 ＞T5 ＞CK。粗脂肪含量的范圍為3.6%～3.7%，其中T1、T3、T4 處理下的粗脂肪含量最高，均為3.7%，但與其他處理及CK 差異不顯著。

表3 不同處理下谷子的光合指標Tab.3 Photosynthesis indexes of foxtail millet under different treatments

表4 不同處理下谷子的品質指標Tab.4 Quality indexes of foxtail millet under different treatments %

3 討論

前人研究表明[12～14]，在谷子不同生育時期（拔節期、抽穗期、開花期、灌漿期）噴施葉面肥均可不同程度地改善谷子農藝性狀、提升產量。本研究選擇在谷子拔節期和開花期進行葉面肥噴施處理，結果表明，噴施處理后谷子的各性狀指標均較CK有不同程度的改善，這與前人研究結果基本一致。T2、T3、T4 處理能顯著改善谷子農藝性狀及產量性狀并達到增產的效果，而T1、T5 處理后的改善效果與CK 相比并不顯著。這可能是由于較高的處理濃度對谷子產生了毒害抑制作用，本結果符合Bertrand 生物劑量規律，即低濃度時，對植物的生長有促進效應，過量則對植物構成毒害[15]。本研究中株高隨著噴施濃度上升呈先升高后降低的變化趨勢，而節數變化不顯著，這說明引起株高變化主要是由節間長度引起的。通過產量性狀可以發現不同處理間產量差異顯著，而千粒重差異不顯著，這說明產量變化主要取決于穗粒數，而張素梅等[16]研究認為，孕穗期噴施腐植酸主要通過千粒重及穗粒數共同作用提高產量，與本研究結果有一定差異，這可能是參試谷子品種不同引起的。董娟蘭等[17]研究發現，腐植酸可顯著改善“張雜谷5 號”的農藝性狀、產量構成及抗逆性，這與本研究結果基本一致。

本研究發現適宜腐植酸葉面肥噴施處理后谷子的凈光合速率、蒸騰速率與CK 相比均顯著提高，胞間CO2濃度顯著降低濃度。這與張沁怡等[18]在水稻上的研究結果一致。各光合指標隨著噴施濃度增加逐漸改善，并且在T3 處理下達到最優，隨著濃度上升各光合指標逐漸下降，這可能是高濃度腐植酸對谷子葉片光合作用產生了抑制作用，這部分研究結果與產量結果相互吻合印證，即光合指標和產量均在T3 處理下達到最優。前人研究發現腐植酸葉面肥可顯著改善作物品質，本研究中除T1 處理下粗蛋白含量與CK 差異不顯著，其余各處理下的品質指標均優于CK，這與前人研究結果一致，而TI 處理下的粗蛋白與CK 差異不顯著可能是由于粗蛋白這一指標對腐植酸響應較不敏感造成的。

4 結論

在拔節期和開花期噴施腐植酸葉面肥后，與CK 相比，谷子“嫩選18”的農藝性狀、產量性狀、光合指標及品質指標均得到不同程度改善，其中600 倍液處理下的綜合性狀最好，產量最高，可為齊齊哈爾地區谷子優質、高產栽培提供參考依據。