梁 雄,彭克勤,楊 毅

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,長(zhǎng)沙 410128)

花生(Arachis hypogaea L.)是世界廣泛栽培的油料和經(jīng)濟(jì)雙重作物,遍及 100多個(gè)國(guó)家,亞洲最普遍,其次為非洲。中國(guó)和印度是花生栽培面積和生產(chǎn)量最大的國(guó)家[1]。中國(guó)在全球花生生產(chǎn)中占有重要地位,1993年以來(lái)花生總產(chǎn)量和消費(fèi)量均穩(wěn)居世界之首[2,3]。花針期在花生整個(gè)生育過程中至關(guān)重要。該時(shí)期的生長(zhǎng)狀況對(duì)花生的產(chǎn)量有很大的影響,而花生的產(chǎn)量主要來(lái)源于光合作用,因此了解花生的光合作用及光合性能,研究提高花生花針期光能利用率的途徑,對(duì)經(jīng)濟(jì)有效的利用光能,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)具有重要意義[4]?；ㄉ堑厣祥_花地下結(jié)果的植物。一般認(rèn)為花生的下針和結(jié)莢過程受植物激素所調(diào)節(jié)[5～7]。前人曾利用生物鑒定法和顯色法測(cè)定花生果針或莢果中的植物激素[6,8]。本文通過在花生不同生育時(shí)期噴施葉面肥,分析了噴施時(shí)期以及噴施肥料種類對(duì)花生光合指標(biāo)的影響,并對(duì)花針期噴施葉面肥對(duì)植物激素的影響進(jìn)行了初步研究。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種為中花 5號(hào),供試肥料為氮肥(尿素 )、硼肥 (硼酸 )、鉀肥 (硫酸鉀 )、磷肥 (過磷酸鈣 )。

肥料施用量分別是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%的尿素,3%的過磷酸鈣,2%的硫酸鉀,0.2%的硼酸。

1.2 田間試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè) 15個(gè)處理,分別在苗期、花針期和果莢期葉面噴施:(1)清水(CK);(2)1%尿素;(3)3%過磷酸鈣;(4)2%硫酸鉀;(5)0.2%硼酸。3次重復(fù),隨機(jī)區(qū)組排列。小區(qū)面積 8 m2,起畦雙行雙粒種植,播種規(guī)格為0.28 m×0.16 m,每小區(qū)播種 240粒。

試驗(yàn)安排在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)中心實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。前茬作物為水稻,施入一定量復(fù)合肥作基肥,土壤肥力中等。4月15日播種,出苗后20 d第一次噴施,40 d第二次噴施,60 d第三次噴施,每次噴施量為 90 g/m2。采用常規(guī)方法進(jìn)行田間管理。

1.3 測(cè)試方法

采用日本生產(chǎn)的 SPAD-502葉綠素儀測(cè)定 SPAD值,于噴施后7 d取主莖倒數(shù)第 3葉進(jìn)行測(cè)定,每片葉測(cè)定3個(gè)點(diǎn),每株測(cè)2片葉取平均值。

葉片光合特征參數(shù)的測(cè)定,采用 LI-6400便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)(美國(guó)LICOR公司)測(cè)定。上午9:00～ 11:00,于噴施后 7 d取主莖倒數(shù)第 3葉進(jìn)行測(cè)定,每株測(cè) 2片。測(cè)定過程中光強(qiáng)設(shè)定為 1 000μ mol/m2· s。

花生根、莖、葉片中植物激素的提取參照王若仲等[9]的試驗(yàn)方法并加以改進(jìn)。準(zhǔn)確稱取凍干樣品0.5 g(精確到 0.1 mg),分 4次加入已預(yù)冷的 80%甲醇共 11 m L(5,2,2,2 mL),在弱光下冰浴中研磨成勻漿,轉(zhuǎn)入離心管于4℃冰箱中浸提過夜,并不定時(shí)攪拌。4℃下3 000g離心20 min,取出上清液。殘?jiān)? mL 80%的甲醇浸提2 h,離心,取出上清液,重復(fù) 1次。合并3次上清液,真空冷凍離心濃縮至干,加入8 mL乙酸銨溶液(0.1 mol/L,pH9)復(fù)溶,于 4℃下 27 000 g離心 20 min。上清液經(jīng)聚乙烯聚吡咯烷酮(PVPP)柱和二乙基氨基乙基交聯(lián)葡聚糖凝膠(DEAE sephadex A-25)柱,并用 25 mL乙酸銨溶液(0.01 mol/L,pH8)洗脫,同時(shí)用 C18 Sep-pak小柱(Classical,Waters公司生產(chǎn))收集樣品中的堿性激素(Z和 ZR),然后換上酸性柱子,并加酸性洗脫液(0.1 mol/L乙酸 1 mL和 2.5 mol/L乙酸25 mL),收集樣品中的酸性激素(IAA和 ABA),再用50%的甲醇將 Sep-Pak C18柱內(nèi)的植物激素洗脫下來(lái),真空冷凍離心濃縮至干,最后用 100μL 20%的乙腈定容進(jìn)行高效液相色譜分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施不同類型肥料對(duì)花生光合效能的影響

2.1.1 葉面噴施不同類型肥料對(duì)花生葉片 SPAD值的影響

葉綠素是光合作用中的重要色素,擔(dān)負(fù)著光合作用過程中原初反應(yīng)時(shí)對(duì)太陽(yáng)光量子的捕捉和傳遞,葉綠素a還有作為中心色素傳遞電子的作用。SPAD(Soil-Plant Analysis Development,土壤-植物分析模式)值反映了葉片中葉綠素含量的相對(duì)值,與光合作用關(guān)系密切,可用于衡量環(huán)境變化對(duì)作物光合作用的影響。由圖1可知,在花生的苗期、花針期和果莢期分別噴施不同肥料后,花生葉片的 SPAD值以花針期噴施各種肥料的效果最為明顯,并以噴施過磷酸鈣和硼酸效果最顯著。

圖1 葉面噴施不同肥料后花生SPAD值變化Fig.1 Effects of different foliar fertilizations on SPAD

2.1.2 葉面噴施不同類型肥料對(duì)花生葉片凈光合速率的影響

由圖 2可知,花針期噴施肥料對(duì)花生葉片凈光合速率影響最明顯;3個(gè)時(shí)期噴施均以過磷酸鈣和硼酸處理對(duì)凈光合速率影響最大。

圖2 葉面噴施不同肥料后花生葉片凈光合速率變化Fig.2 Effects of different foliar fertilizations on photosynthetic rate of leaves

2.1.3 葉面噴施不同類型肥料對(duì)花生葉片氣孔導(dǎo)度的影響

氣孔導(dǎo)度表示的是氣孔張開的程度,影響植物的光合作用、呼吸作用及蒸騰作用。在花針期噴施4種肥料對(duì)葉片氣孔導(dǎo)度有很大影響,而在苗期和果莢期噴施對(duì)葉片氣孔導(dǎo)度影響不明顯。在花針期,以噴施過磷酸鈣和硼酸對(duì)葉片氣孔導(dǎo)度影響較為明顯(圖 3)。

2.1.4 葉面噴施不同類型肥料對(duì)花生葉片胞間 CO2濃度的影響

胞間CO2濃度反映了植物細(xì)胞同化CO2能力的大小。在葉面噴施不同肥料對(duì)花生苗期、花針期、果莢期的胞間 CO2濃度均有一定影響,但對(duì)果針期影響較為明顯。過磷酸鈣和硼酸處理后,花針期葉片胞間CO2濃度明顯升高(圖 4)。

圖3 葉面噴施不同肥料后花生葉片氣孔導(dǎo)度變化Fig.3 Effects of different foliar fertilizations on stomatic conductance of leaves

圖4 葉面噴施不同肥料后花生葉片胞間CO2濃度變化Fig.4 Effects of different foliar fertilizations on CO2concentration of leaves

2.1.5 葉面噴施不同類型肥料對(duì)花生葉片蒸騰速率的影響

蒸騰速率是指單位時(shí)間單位葉面積上所散失的水分量,是蒸騰作用的度量指標(biāo)。在葉片上噴施不同肥料對(duì)花針期葉片蒸騰速率影響最明顯,其中,噴施過磷酸鈣和硼酸后葉片蒸騰速率明顯高于對(duì)照植株,而尿素和硫酸鉀處理后與對(duì)照差別不明顯。

圖5 葉面噴施不同肥料后花生葉片蒸騰速率變化Fig.5 Effects of different foliar fertilizations on transpiration of leaves

2.1.6 花生花針期噴施葉面肥對(duì)花生光合效率的影響

花生葉片的 SPAD值在經(jīng)過磷酸鈣和硼酸處理后,與對(duì)照、尿素及硫酸鉀處理后差異顯著;葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)度在不同葉面肥處理后均差異顯著;葉片胞間 CO2濃度在過磷酸鈣和硼酸處理后與對(duì)照、尿素及硫酸鉀處理后差異顯著,而對(duì)照與尿素及硫酸鉀處理間沒有顯著差異;葉片蒸騰速率在尿素、過磷酸鈣和硼酸處理后與對(duì)照及硫酸鉀處理間差異顯著,但硫酸鉀處理與對(duì)照差異不明顯(表1)。

表1 花針期不同葉面肥處理的花生光合效率比較Table 1 Effect of different foliar fertilizations on photosynthetic efficiency

2.2 葉片噴施不同類型肥料對(duì)花針期植物激素含量的影響

花生開花下針時(shí)期對(duì)花生整個(gè)生長(zhǎng)過程至關(guān)重要。影響花生開花下針的因素很多,其中之一是植物生長(zhǎng)物質(zhì)的調(diào)節(jié)作用。有研究表明,花生的下針和結(jié)莢受植物激素的調(diào)控,而外界因素則通過影響植物體內(nèi)激素含量的變化來(lái)影響花生的生長(zhǎng)發(fā)育。在花生花針期分別噴施尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀和硼酸,使花針期花生的玉米素和生長(zhǎng)素含量明顯升高,其中玉米素以噴施過磷酸鈣后增加最大,而噴施硼酸后 IAA含量最高。對(duì)于花針期玉米素核苷和脫落酸含量,在噴施不同肥料后變化均不明顯。

圖6 葉面噴施肥料后花針期花生植物激素含量變化Fig.6 Effects of different foliar fertilizations on phytohormones in peanut

3 討 論

在花生花針期葉片噴施不同類型的肥料,均提高了其葉綠素含量、葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率。其中,在花針期葉片噴施過磷酸鈣和硼酸極顯著的提高了花生的光合效能。在花針期噴施這兩種肥料,可以促進(jìn)花生的光合碳代謝,這可能是花針期葉片施肥增加花生產(chǎn)量的光合基礎(chǔ)。

植物激素是植物自身合成的微量有機(jī)物,對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的調(diào)節(jié)作用。多種外界環(huán)境條件下和自然生長(zhǎng)發(fā)育過程中植物體內(nèi)激素含量會(huì)發(fā)生不同程度的變化。同時(shí)不同植物激素的效應(yīng)既可以相互促進(jìn),又可相互拮抗,植物激素的變化會(huì)影響生理生化過程。在花生生長(zhǎng)的關(guān)鍵時(shí)期通過噴施不同類型的肥料來(lái)調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的植物激素水平,提高生長(zhǎng)素和玉米素的含量以促進(jìn)花生的細(xì)胞分裂,從而促進(jìn)花生花針期的生長(zhǎng)狀況。

4 結(jié) 論

本研究在花生苗期、花針期和果莢期噴施尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀、硼酸4種葉面肥,結(jié)果表明:在花針期噴施葉面肥可以提高花生植株的光合效率,其中,過磷酸鈣對(duì)花生植株的光合效率的提高最明顯,其次為硼酸。同時(shí),對(duì)花針期經(jīng)葉面施肥的花生植株的植物激素進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果表明:噴施葉面肥后,花生植株的玉米素和生長(zhǎng)素含量明顯升高,而玉米素核苷和脫落酸含量變化不明顯,可見葉面施肥可以提高與生長(zhǎng)相關(guān)的激素的含量,從而影響花生的生長(zhǎng)發(fā)育。

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