陳業(yè)婷

(東寧市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江 東寧 157299)

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配方施肥提高玉米抗衰老生理特性

陳業(yè)婷

(東寧市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江 東寧 157299)

針對(duì)目前生產(chǎn)上存在盲目施肥的現(xiàn)狀，通過田間試驗(yàn)設(shè)置不施肥，農(nóng)戶常規(guī)施肥施用磷酸二銨300 kg·hm-2、硫酸鉀100 kg·hm-2， 53%玉米配方肥350 kg·hm-2、尿素225 kg·hm-23個(gè)施肥種類，研究不同施肥種類的玉米在不同生育時(shí)期超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量及其產(chǎn)量的變化。結(jié)果表明，不同施肥種類玉米葉片SOD酶活性在整個(gè)生育期先上升，且在大喇叭口期(Ⅱ)達(dá)到最大值，然后再持續(xù)下降，且配方施肥處理SOD酶活性明顯高于其他兩種施肥處理；MDA含量在整個(gè)生育期呈持續(xù)上升趨勢(shì)，以配方施肥處理MDA含量最低。3個(gè)處理中配方施肥處理產(chǎn)量最高，8 538 kg·hm-2，其次是常規(guī)施肥處理， 7 698 kg·hm-2，以CK對(duì)照處理產(chǎn)量最低，7 129 kg·hm-2，配方施肥處理比對(duì)照處理增產(chǎn)19.8%，常規(guī)施肥處理比對(duì)照處理增產(chǎn)8%。各施肥處理間均達(dá)到極顯著水平，玉米配方施肥具有較好的增產(chǎn)增收作用。圖2，表2，參28。

施肥種類；玉米；超氧化物歧化酶；丙二醛；產(chǎn)量

0　引　言

此外，氧傷害的累積引起膜質(zhì)過氧化作用，丙二醛(MDA)是膜質(zhì)過氧化作用的最終產(chǎn)物[9]，其含量的高低與植物抗逆性呈負(fù)相關(guān)[10]。通常情況下植物組織在衰老時(shí)往往會(huì)發(fā)生膜質(zhì)過氧化作用[11-12]，可用其來衡量作物衰老程度。

在玉米產(chǎn)生過程中平衡施肥能夠提高肥料利用率[13]，使土壤養(yǎng)分收支與玉米吸收利用達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡[14-15]，延緩葉片衰老，促進(jìn)玉米對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用實(shí)現(xiàn)玉米高產(chǎn)[16-17]。通過研究抗性指標(biāo)SOD和MDA對(duì)玉米衰老特性的影響，特別是針對(duì)配方施肥對(duì)玉米抗衰老特性的研究具有更深層的理論依據(jù)，針對(duì)目前生產(chǎn)上存在盲目施肥的現(xiàn)狀，對(duì)不施肥、農(nóng)戶常規(guī)施肥、玉米配方施肥三個(gè)施肥種類的玉米在整個(gè)生育期SOD、MDA含量及其產(chǎn)量進(jìn)行比較分析，從清除自由基角度探討玉米葉片衰老的過程，同時(shí)驗(yàn)證玉米配方肥田間的試驗(yàn)效果，通過深入研究三種施肥處理對(duì)抗性指標(biāo)活性的影響，從產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析認(rèn)證，為合理施肥對(duì)玉米葉片衰老進(jìn)行調(diào)控特別是測(cè)土配方施肥對(duì)玉米抗衰老特性的影響，以及為大面積推廣玉米進(jìn)行測(cè)土配方施肥可能獲得較高的產(chǎn)量，從抗衰老的特性上進(jìn)行研究為其提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試材料

供試肥料為53%玉米配方肥(N∶P2O5∶K2O =20∶18∶15)，玉米對(duì)氮的需求量較高，鉀次之，供試地塊土壤堿解氮含量133.8 mg·kg-1、有效磷含量18.7 mg·kg-1、速效鉀含量107 mg·kg-1，速效鉀養(yǎng)分含量處于中等水平，由東寧縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心提供配方配比，配方中鉀偏輕，由東寧縣銀豐測(cè)土配方配肥站生產(chǎn)；氮肥為尿素，含氮(N)46%；磷肥為磷酸二胺二元復(fù)合肥，含磷(P2O5)46%；鉀肥為硫酸鉀，含鉀(K2O)50%。供試作物為玉米，品種為嫩單14。

1.2試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2015年5月在東寧縣綏陽鎮(zhèn)二道村農(nóng)田中(44°05′25.648″N，131°03′52.031″E，海拔194 m)實(shí)施。試驗(yàn)地的有效積溫為2 250℃，無霜期為110 d左右。土壤肥力中等，土壤質(zhì)地為白漿土。土壤有機(jī)質(zhì)含量29.9 g·kg-1、pH值6.2、堿解氮133.8 mg·kg-1、有效磷18.7 mg·kg-1、速效鉀107 mg·kg-1。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)不同施肥種類處理，處理1：CK不施肥，處理2：農(nóng)戶常規(guī)施肥，處理3： 53%玉米配方施肥。處理2、3均追施尿素225 kg·hm-2，具體用量見表1。

表1　試驗(yàn)處理的施肥

試驗(yàn)小區(qū)面積為50 m2(每小區(qū)種植6壟，壟長(zhǎng)13 m，壟距65 cm，重復(fù)3次，采用隨機(jī)區(qū)組排列，周圍設(shè)保護(hù)區(qū)，距離小區(qū)不少于5米。于5月22日精量播種，完全成熟后全區(qū)收獲，各小區(qū)單收單打，稱重計(jì)產(chǎn)。各小區(qū)田間管理均一致，及時(shí)中耕除草，防治病蟲害。

1.4取樣方法

分別于拔節(jié)期、大喇叭口期、灌漿期、乳熟期和蠟熟期選取各處長(zhǎng)勢(shì)一致的玉米功能葉片(吐絲前選取植株上部完全展開的倒二葉，吐絲后取穗位葉，晴朗天氣上午8:30-10:00在田間取樣后，立即放入冰盒內(nèi)，隨即再進(jìn)行測(cè)定。

1.5測(cè)定指標(biāo)

超氧化物歧化酶(SOD)活性測(cè)定采用氮藍(lán)四唑(NBT)法[18]。丙二醛(MDA)含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸法[19]。

1.6數(shù)據(jù)處理

采用Excel對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2　結(jié)果與分析

2.1不同施肥種類葉片SOD酶活性的變化

不同施肥種類玉米葉片SOD酶活性變化趨勢(shì)基本相似，見圖1。隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，SOD酶活性略有升高，在大喇叭口期達(dá)到最大值，這可能是由于此時(shí)玉米處于生長(zhǎng)旺盛時(shí)期，葉片氧自由基清除能力強(qiáng)，隨后SOD酶活性開始緩慢下降，到乳熟期SOD酶活性開始迅速下降，此期玉米葉片養(yǎng)分大量轉(zhuǎn)移，加之生育后期活性氧大量產(chǎn)生，而使玉米葉片衰老加劇，至蠟熟期達(dá)到最小值，見圖1。從整個(gè)生育進(jìn)程來看由于配方肥氮磷鉀配比合理養(yǎng)分供養(yǎng)充足，配方施肥處理玉米葉片SOD酶活性明顯高于其他兩種施肥處理，而以CK對(duì)照處理玉米葉片SOD酶活性最低。

圖1　不同施肥種類葉片SOD酶活性的變化Fig.1　The changes of SOD activity in the leaves of different fertilization

2.2不同施肥種類葉片MDA含量的變化

不同施肥種類玉米葉片MDA含量的變化趨勢(shì)基本相似，均呈上升趨勢(shì)，表明隨著玉米生育進(jìn)程的推進(jìn)，衰老程度逐漸加深，膜質(zhì)過氧化水平加劇，故而玉米葉片丙二醛含量隨之增加，見圖2。拔節(jié)期至大喇叭口期MDA含量略有上升，而后開始迅速上升，到蠟熟期到達(dá)最大值，以CK對(duì)照處理玉米葉片MDA含量上升幅度最大，MDA含量最高，且明顯高于其他2種施肥處理，以配方施肥處理玉米葉片MDA含量最低。說明氮磷鉀配比不合理，過高過低均會(huì)使玉米較早的進(jìn)入衰老狀態(tài)。

2.3不同施肥種類玉米產(chǎn)量的比較

田間小區(qū)試驗(yàn)的產(chǎn)量結(jié)果顯示(表2)，配方施肥處理在每平方米株數(shù)與穗數(shù)同其他2種施肥處理相同的情況下，穗長(zhǎng)為21.0 cm，穗粗為5.0 cm，穗粒數(shù)為688粒，百粒重為29.2 g，均高于其他2種處理，且禿尖僅為0.3 cm，玉米穗生長(zhǎng)飽滿，表明玉米配方施肥養(yǎng)分供應(yīng)能較好地協(xié)調(diào)玉米產(chǎn)量構(gòu)成要素，最終表現(xiàn)為增產(chǎn)，這可能與配方施肥養(yǎng)分供應(yīng)平衡有關(guān)；3個(gè)處理中配方施肥處理產(chǎn)量最高為8 538 kg·hm-2，其次是常規(guī)施肥處理為7 698 kg·hm-2，以CK對(duì)照處理產(chǎn)量最低為7 129 kg·hm-2，配方施肥處理比對(duì)照處理增產(chǎn)19.8%，常規(guī)施肥處理比對(duì)照處理增產(chǎn)8%，2種施肥處理與CK對(duì)照處理產(chǎn)量差異均達(dá)到極顯著水平，配方施肥處理與常規(guī)施肥處理產(chǎn)量間存在極顯著差異，表明配方施肥有較好的增產(chǎn)效果。

圖2　不同施肥種類葉片MDA含量的變化Fig.2　The changes of MDA content in the leaves of different fertilization

處理Treatment株數(shù)Plants穗數(shù)Spikes穗長(zhǎng)(cm)Spikelength穗粗(cm)Spikewidth穗粒數(shù)Grainnumberofperspike禿尖(cm)Barrentip百粒重(g)100-seedweight小區(qū)產(chǎn)量(kg)Plotyield產(chǎn)量(kg·hm-2)Yeild比對(duì)照增產(chǎn)%YieldincreasingcomparedtoCK產(chǎn)量差異顯著性(5%)Sig.產(chǎn)量差異顯著性(1%)Sig.CK5518.94.56192.127.1035.67129.5-aA常規(guī)施肥Conventionalfertilization5520.54.86481.027.9538.57698.0+8.00bB配方施肥Formulafertilization5521.05.06880.329.2042.78538.0+19.8cC

3　討　論

玉米植株中上部葉片是玉米籽粒生長(zhǎng)發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)供給之源，葉片的早衰直接影響玉米生產(chǎn)潛力的發(fā)揮。在正常情況下，自由基的產(chǎn)生和清除處于平衡狀態(tài)。如果受外界環(huán)境脅迫，這種平衡就會(huì)被破壞，自由基積累過多導(dǎo)致膜質(zhì)過氧化作用加劇，產(chǎn)物MDA增加。植物對(duì)脅迫也具有相應(yīng)的適應(yīng)和抵抗能力，SOD酶則是抗氧化防御體系之一。SOD酶活性、MDA含量在不同的施肥環(huán)境下呈不同變化。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著土壤中鉀肥濃度的升高，玉米、棉花葉片SOD酶活性有所提高，MDA含量有所下降[20-21]。

研究表明，不同施肥種類玉米葉片SOD酶活性在整個(gè)生育期先上升，且在大喇叭口期達(dá)到最大值，然后再持續(xù)下降。其中配方施肥處理SOD酶活性明顯高于常規(guī)施肥和對(duì)照處理，可能是因?yàn)榕浞椒蕿橛衩椎纳L(zhǎng)發(fā)育提供了合理的氮磷鉀比例，早期衰老信號(hào)誘發(fā)了SOD酶活性的增強(qiáng)，玉米葉肉細(xì)胞對(duì)活性氧自由基的清除能力的增強(qiáng)有效地控制了膜質(zhì)過氧化作用，最大限度地維持了細(xì)胞的穩(wěn)定性，葉片功能期延長(zhǎng)，延緩了衰老進(jìn)程。說明配方施肥提供了玉米不同生育期養(yǎng)分的均衡供給，延緩葉片衰老，促進(jìn)葉片光合產(chǎn)物的積累，同時(shí)通過產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析可以看出，配方施肥處理玉米產(chǎn)量高于其他2種施肥處理，玉米的單產(chǎn)與對(duì)照相比提高19.8%。這與董國靖、林長(zhǎng)豐等人通過玉米施用配方肥的研究表明施用配方肥的玉米產(chǎn)量較常規(guī)施肥增產(chǎn)增收效果相一致[22-25]。

MDA含量在玉米的生長(zhǎng)過程中積累越高其抗逆性越差，其衰老進(jìn)度越快，研究表明MDA含量在整個(gè)生育期呈持續(xù)上升趨勢(shì)，其中配方施肥處理MDA含量在玉米各個(gè)生育期都低于對(duì)照和常規(guī)肥料處理，這與以前的研究報(bào)道趨勢(shì)也是一致的[26-28]。此研究更進(jìn)一步證實(shí)了玉米配方施肥處理能增加其抗逆性，延緩其衰老進(jìn)程，有利于光合生理和產(chǎn)量的形成，即從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)上分析，合理肥料配比在百粒重上比對(duì)照高出2.2 g，產(chǎn)量差異顯著。

綜上所述，配方施肥處理的玉米較對(duì)照和常規(guī)施肥處理具有更強(qiáng)的清除活性氧自由基的能力，玉米配方肥氮磷鉀配比合理，在延緩葉片衰老，提高凈光合速率、維持光合值持續(xù)期等方面更具優(yōu)勢(shì)，它能為籽粒提供充裕的同化產(chǎn)物，提高植物產(chǎn)量和抗逆性，是獲得高產(chǎn)的生理基礎(chǔ)，玉米配方肥具有較好的增產(chǎn)增收作用，是較為科學(xué)合理的施肥方式。

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Formula Fertilization Improves Anti-aging Physiological and Biochemical Characteristics in Maize

CHEN Yeting

(DongningAgriculturalTechnologyExtensionCenter,Dongnin157299,China)

To address the current challenge of blind fertilization in maize production, we designed a field experiment with three treatments: no fertilizer application, conventional fertilization adopted by farmers with 300 kg·hm-2of diammonium phosphate, 100 kg·hm-2of potassium sulphate as well as 53% maize formula fertilization with 350 kg·hm-2of formula fertilization and 225 kg·hm-2of urea. The SOD enzymatic activity and MDA content at each growth stage and yield were investigated. The results showed that, with different fertilization practices, SOD enzymatic activity in maize leaves increased firstly, reached a peak at the bell stage, and then decreased gradually. In addition, the SOD enzymatic activity in the treatment with formula fertilization was apparently higher than any other two treatments.MDA content continually went up across the whole period of growth, but the lowest value was found in the treatment of formula fertilization. The yield of formula fertilization treatment was the highest resulting in 8 538 kg·hm-2, followed by the treatment of conventional fertilization with the yield of 7 698 kg·hm-2, and the control treatment 7 129 kg·hm-2. The yield of the formula fertilization treatment was 19.8% higher than control, while the conventional fertilization treatment was 8% higher than control. The formula fertilization would be practicable to the increase of maize yield.

fertilization practice; maize; SOD; MDA; yield

10.11689/j.issn.2095-2961.2016.03.006

2095-2961(2016)03-0166-05

2015-11-27；

2016-04-17.

國家測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目(570).

及

簡(jiǎn)介：陳業(yè)婷(1984-)，女，黑龍江東寧人，研究生，農(nóng)藝師，研究方向?yàn)檗r(nóng)作物測(cè)土配方施肥推廣與應(yīng)用.

S147.5；S158.3

A