張春明，蘭汝佳，甘淳丹，管永祥，趙海燕，蔣平安，鄭青松②

(1.新疆農業(yè)大學草業(yè)與環(huán)境科學學院，新疆 烏魯木齊 830052；2.南京農業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院，江蘇 南京 210095；3.江蘇省農業(yè)技術推廣總站，江蘇 南京 210036)

小麥(Hordeumvulgare)是世界3大谷物之一，幾乎全作食用，僅約有1/6作為飼料使用[1]。我國是世界上最早種植小麥的國家之一，小麥作為我國主要的糧食作物之一，其總產量和種植面積約占我國糧食作物總產量和種植面積的1/5和1/4，是我國最重要的商品糧和戰(zhàn)略性糧食儲備品種[2]。從目前來看，高效合理施肥是小麥高產的基礎，化肥增產效益是反映施肥是否合理的重要指標。合理施肥、提高化肥養(yǎng)分效率仍然是各區(qū)域小麥增產的重要途徑?；实牟缓侠硎┯脮斐尚←湲a量和品質下降，肥料利用率低，生產成本增加，還會帶來一系列環(huán)境問題，如水體富營養(yǎng)化、溫室效應和霧霾等[2-3]。建立切實可行的小麥科學施肥技術體系，實施兼顧農業(yè)高產、高效和農田可持續(xù)性的養(yǎng)分管理已成為現代農業(yè)資源管理研究的熱點[4]。

農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展促使各種養(yǎng)分配比的復混肥料、保水型復混肥、水溶性肥料和葉面肥等化肥品種日漸增多，各類化肥性質和效果各異。當土壤處于限制作物根系吸收營養(yǎng)狀態(tài)，或者作物處于快速生長期時，葉面肥的施用效果明顯，可直接供應作物葉片營養(yǎng)[5]。而且，如果葉面肥含有促生物質或抗脅迫物質，不失為一種抵抗逆境的方法[6]。葉面肥含氨基酸，不僅可以明顯促進作物生長，而且還可以協助作物抵抗逆境，如干旱等[5]。隨著農作物產量的不斷提高，對土壤中各類營養(yǎng)元素特別是對微量元素的需求也迅速增加[7]，因此，合理利用微量元素，減少土壤微量元素的損失，提高其利用效率，對維持農業(yè)可持續(xù)增產具有重要意義。到目前為止，已對多種氨基酸肥料和微量元素肥料進行研發(fā)和應用，但是氨基酸螯合微量元素肥料的研究并不多，葉面肥作為對土壤肥料的補充，其研發(fā)時間并不長，其復合多功能化施用的研究也需要加強[5]。旗葉是小麥抽穗前生長出的最后一片葉子，旗葉的萌出是小麥進入孕穗期的標志，其光合作用產生的同化物是籽粒物質最重要的來源，旗葉對小麥籽粒產量的貢獻率可達1/3[8]?？梢姡烊~對籽粒產量的形成十分關鍵，是小麥關鍵源器官。在籽粒灌漿期，旗葉的早衰會影響籽粒發(fā)育并最終限制作物產量。筆者以“揚麥16號”為材料，探討新研發(fā)的興欣安利素液體葉面肥(含氨基酸和微量元素)在小麥上“一噴三防”(防病蟲害、防干熱風、防倒伏)的效果，即在小麥抽穗揚花期和齊穗期噴施1次或2次不同劑量的肥料，并結合多菌靈的施用，探討延長葉片功能期和抗早衰的機制，評價葉面肥對小麥生長發(fā)育及增產的劑量效應和施用方法，為新型氨基酸螯合微量元素葉面肥的施用提供理論依據和技術方法，為該肥料的合理施用提供有力的科學指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小麥品種：揚麥16號。供試肥料：興欣安利素，由江蘇農林生化有限公司提供，產品類型為水劑。興欣安利素為含氨基酸水溶肥料(微量元素型)的液體葉面肥，氨基酸質量濃度≥100 g·L-1，微量元素(銅、鐵、錳、鋅、硼等)質量濃度≥20 g·L-1。多菌靈由江陰市福達農化有限公司生產和提供。使用的噴霧器為3WBD-16型背負式電動噴霧器(臺州市路橋噴農噴霧器廠)。

1.2 試驗設計與處理

試驗于2016年4月至6月在江寧區(qū)湖熟綠煜農場進行。一次性施用農場池塘底泥作為基肥，除試驗處理用肥外，未施用其他任何肥料。在小麥抽穗揚花期(4月13日)噴施1次，或在齊穗期(4月27日)再追施1次(共2次)，噴施時間為16:30—17:30。每次噴施葉面肥劑量為750(低劑量安利素，LA)和1 500 g·hm-2(高劑量安利素，HA)，均兌水450 kg。多菌靈(carbendazim，縮寫為C)用量為w=25%的可濕性粉1 500 g，兌水450 kg。對照為清水噴施。按照上述因素噴施1和2次組合10個處理(表1)。每個處理設置4個平行小區(qū)，每個小區(qū)面積為3 m× 7 m。在噴施處理后7、14、21和28 d時取旗葉分析相關指標，并于2016年5月31日收獲、測產，并做籽粒品質分析。

表1供試肥料和多菌靈試驗處理設計

Table1Testdesignoffertilizerandcarbendazim

處理噴施物施肥時間和次數施肥總劑量/(g·hm-2)Control-1清水4月13日,噴施1次 0LA-1安利素4月13日,噴施1次750HA-1安利素4月13日,噴施1次1 500LAC-1安利素+多菌靈4月13日,噴施1次750HAC-1安利素+多菌靈4月13日,噴施1次1 500Control-2清水4月13、27日各噴施1次0LA-2安利素4月13、27日各噴施1次1 500HA-2安利素4月13、27日各噴施1次3 000LAC-2安利素+多菌靈4月13、27日各噴施1次1 500HAC-2安利素+多菌靈4月13、27日各噴施1次3 000

1.3 土壤特性參數測定

將采回的土壤于室內通風陰干，樣品風干后研細，全部過830 μm孔徑篩子。充分混勻后用四分法分成4份，選取1份進一步研細，全部過150 μm孔徑篩子，保存待用。按照文獻[9]所述方法測定以下各指標。土壤水溶性鹽測定采用電導法[9]178-200；土壤全氮含量測定采用半微量開氏法[9]42-48；土壤全磷含量采用HClO4-H2SO4法消煮，再用鉬銻抗比色法[9]71-78測定；土壤全鉀含量采用HClO4-H2SO4法消煮，再用ICP-OES原子發(fā)射光譜儀(Agilent 710，澳大利亞)測定[9]100-102；土壤有機質含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法[9]25-38測定；土壤有效磷含量采用0.5 mol·L-1NaHCO3法浸提，再用鉬銻抗比色法[9]79-89測定；土壤速效氮含量測定采用堿解擴散法[9]56-60；土壤有效鉀含量采用1 mol·L-1NH4OAc 浸提，再用ICP-OES原子發(fā)射光譜儀(Agilent 710，澳大利亞)測定[9]103-109。

1.4 小麥葉片特性參數測定

植株旗葉葉綠素含量采用可持式SPAD葉綠素儀(SPAD502-plus，中國)測定。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法[10]260-261測定，MDA在酸性和高溫條件下可與TBA反應，形成在532 nm波長處有最大光吸收的有色三甲基復合物，MDA濃度(n，μmol·L-1)計算公式為n=6.45(A532-A600)-0.56A450。可溶性蛋白(SP)含量采用Bradford方法[10]184-185測定，即考馬斯亮藍比色法。

1.5 小麥葉片酶活性測定

谷胱甘肽還原酶(GR)活性測定依據的原理是GR能催化NADPH還原GSSG，生成GSH，同時NADPH脫氫生成NADP+；NADPH在340 nm處有特征吸收峰，相反NADP+在該波長處無吸收峰，通過測定340 nm處吸光度下降速率來測定NADPH脫氫速率，從而計算GR活性。該試劑盒中按照樣本(以鮮重計)計算GR活性是指在一定溫度、pH 8.0條件下，1 g樣品1 min催化1 nmol NADPH氧化為1個酶活性單位(nmol·g-1·min-1)。

1.6 小麥籽粒千粒重、產量和品質指標測定

于小麥成熟期收獲，進行測產及室內考種。籽粒收獲儲存3個月后，用1241型近紅外谷物成分分析儀(Foos公司，丹麥)測定小麥籽粒蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和穩(wěn)定時間。

1.7 數據處理

采用Microsoft Excel 2013軟件、SPSS 13.0軟件進行試驗數據的統(tǒng)計和相關性分析，數據以平均值±標準差形式表示，采用Duncan檢驗法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 江寧區(qū)湖熟綠煜農場試驗田土壤特性參數的測定

供試大田土壤基本參數：w(可溶性鹽)為0.48‰，w(有機質)、w(全氮)、w(全磷)和w(全鉀)分別為21.11、1.39、0.92和14.34 g·kg-1，w(速效氮)、w(速效磷)和w(有效鉀)分別為82.13、12.7和84.62 mg·kg-1，pH值為7.04。參照第二次全國土壤普查土壤養(yǎng)分分級標準[12]356-357，土壤養(yǎng)分分級標準為6級，試驗區(qū)土壤有機質含量屬于Ⅲ級(20～30 g·kg-1)，全氮含量屬于Ⅲ級(1～1.5 g·kg-1)，速效氮含量屬于Ⅳ級(60～90 mg·kg-1)，速效磷含量屬于Ⅲ級(10～20 mg·kg-1)，速效鉀含量屬于Ⅳ級(50～100 mg·kg-1)。

2.2 葉面肥施用對小麥后期旗葉葉綠素含量的影響

圖1顯示，在小麥抽穗期不同劑量噴施1次葉面肥后7 d，所有處理葉綠素含量均顯著高于對照，增加范圍為7.7%～12.8%，但噴施葉面肥各處理間無顯著差異(P>0.05)；噴施14和21 d時，發(fā)現結合多菌靈噴施的肥料處理葉綠素含量高于單純肥料處理，但差異均未達顯著水平(P>0.05)。

噴施21 d時，低劑量(750 g·hm-2)和高劑量(1 500 g·hm-2)噴施肥料，小麥旗葉葉綠素含量分別比對照增加16.2%和26.6%，結合多菌靈施用，分別比對照增加23.7%和30.5%。噴施28 d時，所有噴施葉面肥處理均顯著高于對照，但處理間無顯著差異，增加范圍為27.1%～36.2%。處理35 d時，試驗區(qū)小麥葉片均褪綠干枯。

表2顯示，小麥旗葉葉綠素含量5月4日和5月11日的測定結果表明，相同處理方式下，噴施2次的植株旗葉葉綠素含量與噴施1次的差異均未達顯著水平(t檢驗，P>0.05)。與各自對照相比，5月11日施肥處理植株葉片葉綠素含量增幅高于5月4日施肥處理。例如，噴施2次后7 d(5月4日)，LA-2、HA-2、LAC-2和HAC-2處理小麥旗葉葉綠素含量比對照增加23%、33%、23%和33%，而噴施2次后11 d(5月11日)，LA-2、HA-2、LAC-2和HAC-2處理小麥旗葉葉綠素含量比對照增加41%、43%、51%和48%。

各處理含義見表1。同一組直方柱上方英文小寫字母不同表示同一時間不同處理間葉綠素含量差異顯著(P<0.05)。圖1 小麥抽穗期噴施葉面肥1次對小麥旗葉葉綠素含量的影響

2.3 噴施葉面肥對小麥生育后期旗葉MDA和SP含量的影響

圖2顯示，噴施葉面肥和施用多菌靈明顯降低小麥旗葉MDA含量，而相同處理方式下噴施1次和噴施2次之間均無顯著差異(t檢驗，P>0.05)。5月4日取樣測定結果表明，與僅噴施低劑量葉面肥處理(LA-1，LA-2)相比，結合多菌靈處理(LAC-1，LAC-2)植株旗葉MDA含量顯著降低(P<0.05)，其他施肥處理與各自結合多菌靈處理相比，無顯著差異(P>0.05)。

表2葉面肥不同噴施劑量和次數對小麥旗葉葉綠素含量的影響

Table2Effectsoffoliarfertilizersprayingbydifferentdoseandtimesonchlorophyllcontentinflagleavesofwheat

處理葉綠素含量(SPAD值)5月4日5月11日Control-133.29±4.21c23.70±2.14bLA-138.82±3.35b30.75±3.81aHA-142.24±3.55ab32.58±4.47aLAC-141.24±4.48ab31.21±3.66aHAC-143.49±4.61a31.07±4.96aControl-234.21±3.13c23.45±2.89bLA-242.24±2.83b33.12±4.12aHA-245.67±3.34a33.47±3.67aLAC-242.24±3.38b35.45±2.98aHAC-245.65±4.88a34.78±4.81a

各處理含義見表1。就同一組對照和處理而言，同列數據后英文小寫字母不同表示各處理間葉綠素含量差異顯著(P<0.05)。

各處理含義見表1。葉片質量以鮮質量計。同一組直方柱上方英文小寫字母不同表示同一時間不同處理間某指標差異顯著(P<0.05)。圖2 葉面肥不同噴施次數對小麥旗葉丙二醛和可溶性蛋白含量的影響

5月11日取樣測定結果表明，與各自對照相比，噴施葉面肥處理小麥旗葉MDA含量顯著降低(P<0.05)，但是否結合多菌靈，無顯著差異(P>0.05)。圖2顯示，噴施葉面肥處理可顯著增加旗葉SP含量，噴施2次植株旗葉SP含量增加更明顯。隨著噴施后時間的延續(xù)，葉片SP含量明顯下降，但噴施葉面肥促進葉片SP含量的效應依然保持。施肥條件下，結合多菌靈處理提升植株旗葉SP的作用只在5月11日噴施2次高劑量葉面肥情況下更顯著外，其他施肥處理與各自結合多菌靈的處理相比，旗葉SP含量均無顯著差異(P>0.05)。

2.4 葉面肥噴施對小麥后期旗葉抗氧化酶活性的影響

圖3表明，噴施葉面肥處理小麥旗葉SOD、APX和GR活性明顯提高。5月4日取樣測定結果表明，噴施1次，LA-1、HA-1、LAC-1和HAC-1處理SOD活性比對照分別增加7%、16%、12%和14%，APX活性比對照分別增加23%、38%、34%和44%，GR活性比對照分別增加26%、54%、50%和74%，噴施2次與各自對照相比，各酶活性也有所上升。5月11日取樣測定結果表明，噴施1次，LA-1、HA-1、LAC-1和HAC-1處理SOD活性比對照分別增加16%、19%、22%和28%，APX活性比對照分別增加57%、70%、81%和90%，GR活性比對照分別增加25%、86%、75%和116%，噴施2次與各自對照相比，各酶活性也有不同程度上升。

2.5 葉面肥噴施對小麥產量和籽粒品質的影響

表3顯示，噴施葉面肥處理明顯提高小麥籽粒千粒重，結合多菌靈施肥處理的促進效果更明顯。噴施1次，LA-1、HA-1、LAC-1和HAC-1處理籽粒千粒重分別比對照增加3.4%、6.4%、5.1%和8.6%；噴施2次，LA-2、HA-2、LAC-2和HAC-2處理分別比對照增加3.4%、7.3%、6.9%和10.8%。噴施葉面肥也顯著提高小麥籽粒產量，噴施1次，LA-1、HA-1、LAC-1和HAC-1處理籽粒產量分別比對照增加3.8%、6.5%、5.4%和8.3%，噴施2次，LA-2、HA-2、LAC-2和HAC-2處理產量分別比對照增加4.3%、7.6%、7.0%和10.9%。

各處理含義見表1。葉片質量以鮮質量計。同一組直方柱上方英文小寫字母不同表示同一時間不同處理間某指標差異顯著(P<0.05)。圖3 葉面肥噴施不同次數對小麥旗葉SOD、APX和GR活性的影響

噴施葉面肥處理不同程度地提高了小麥籽粒蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和穩(wěn)定時間，結合多菌靈的施肥處理促進效果更明顯。噴施1次，HAC-1處理小麥籽粒蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和穩(wěn)定時間分別比對照增加4.1%、19.0%、31.8%和10.7%(表4)。

表3葉面肥不同噴施劑量和次數對小麥籽粒千粒重和產量的影響

Table3Effectsoffoliarfertilizersprayingbydifferentdoseandtimeson1000-grainweightandgrainyieldofwheat

處理千粒重/g籽粒產量/(kg·hm-2)Control-136.25±0.58c4 283.13±275.89bLA-137.47±0.59b4 444.89±183.56abHA-138.56±0.48ab4 559.62±182.67aLAC-138.11±0.33b4 513.64±217.56abHAC-139.36±0.60a4 637.56±213.71aControl-236.32±0.66d4 291.08±230.03cLA-237.56±0.73c4 474.89±175.33bHA-238.96±0.49b4 619.22±123.11abLAC-238.83±0.86bc4 593.47±134.89abHAC-240.23±0.60a4 759.56±181.03a

各處理含義見表1。就同一組對照和處理而言，同列數據后英文小寫字母不同表示各處理間某指標差異顯著(P<0.05)。

表4葉面肥不同噴施劑量和次數對小麥籽粒蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和穩(wěn)定時間的影響

Table4Effectsoffoliarfertilizersprayingbydifferentdoseandtimesoncontentsofproteinandwetgluten,sedimentationandstabilizationtimeofwheatgrains

處理w(蛋白質)/%w(濕面筋)/%沉降值/mL穩(wěn)定時間/minControl-19.98±0.34b22.79±1.59b36.89±1.64b1.59±0.08cLA-110.26±0.34ab26.97±1.77a45.19±2.24a1.68±0.10bHA-110.72±0.33a28.73±1.34a46.81±2.08a1.65±0.07bLAC-110.33±0.22ab26.39±1.12a45.34±1.85a1.69±0.09bHAC-110.39±0.27ab27.11±1.61a48.61±2.54a1.76±0.13aControl-210.04±0.26b24.03±1.00c37.03±1.62b1.53±0.07bLA-210.64±0.35a27.33±1.06b44.98±2.27a1.64±0.10abHA-210.68±0.38a29.06±1.12ab46.81±2.08a1.67±0.04abLAC-210.56±0.39ab28.39±0.94ab46.68±0.87a1.73±0.09aHAC-210.71±0.28a29.43±0.98a48.41±2.45a1.80±0.16a

各處理含義見表1。就同一組對照和處理而言，同列數據后英文小寫字母不同表示各處理間某指標差異顯著(P<0.05)。

3 討論

葉面肥施用在提高產量和品質方面具有明顯效果，是農業(yè)生產上很有效的農藝措施。葉面肥的施用可以補充根部施肥的不足，迅速補充營養(yǎng)，充分發(fā)揮肥效，更重要的是可以減輕對土壤的污染[6]。WANG等[13]研究表明，在小麥乳熟前期，噴施Zn肥(3 g·L-1ZnSO4·7H2O)，冬小麥產量提高16%，但籽粒蛋白質含量無明顯改變；結合氮素噴施葉面肥(3 g·L-1ZnSO4·7H2O +17 g·L-1脲)，小麥籽粒產量增加24%，籽粒蛋白質含量增加15%。BLANDINO等[14]研究表明，在小麥開花中期，與不施肥相比，噴施葉面肥(含大量元素和微量元素)處理小麥籽粒千粒重增加4.2%，單位面積總產量提高8.2%，籽粒蛋白質含量增加16.7%，病害指數下降60.3%；噴施甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，小麥籽粒千粒重增加3.0%，總產量提高8.1%，籽粒蛋白質含量增加15.9%，病害指數下降52.7%；葉面肥和殺菌劑聯合噴施，小麥籽粒千粒重增加5.4%，總產量增加8.2%，籽粒蛋白質含量增加18.2%，病害指數下降55.8%。有關葉面肥施用調控稻麥等作物的葉片衰老程度進而促進產量和品質的文獻并不多[15]。筆者研究表明，供試土壤有機質、全氮、速效氮、速效磷和速效鉀含量等均屬于土壤肥力Ⅲ和Ⅳ級，可認定該土壤肥力為中等[12]356-357。小麥揚花期和齊穗期噴施含氨基酸和微量元素的葉面肥明顯提高小麥籽粒千粒重和產量，僅在揚花期噴施新型葉面肥(主要含氨基酸和微量元素)750和1 500 g·hm-2，籽粒千粒重分別增加3.4%和6.4%，產量增加3.8%和6.5%，結合多菌靈噴施，增產更明顯，表明該新型葉面肥在小麥上“一噴三防”的效果是確定的。筆者研究還表明，葉面肥的施用還可以明顯提高小麥籽粒蛋白質含量、濕面筋含量、沉降值和穩(wěn)定時間。崔志偉等[16]也發(fā)現噴施適宜濃度氨基酸和微量元素有助于增加金銀花產量和品質，但是該研究沒有探討氨基酸和微量元素聯合施用的效果。

籽粒的充實程度必然會受到植物早衰的影響，在農業(yè)生產實踐中，一些因素如高溫、干旱、病蟲害等會導致小麥、水稻和玉米等禾谷類作物葉片在生育期內生理生化過程的衰老提前和光合作用同化能力降低，縮短籽粒灌漿時間，減少籽粒干物質積累量，影響結實率和千粒重，從而對其產量及品質有很大影響。小麥早衰是生產過程中的主要災害之一，MAN等[17]研究發(fā)現補充灌溉可明顯提高小麥的葉綠素含量、光合能力和抗氧化酶活性，延緩衰老，提高籽粒灌漿能力，從而增強小麥抗旱性并提高產量。吳安昌等[18]發(fā)現在拔節(jié)、孕穗期追氮比返青、起身期更能提高小麥產量，其中，在拔節(jié)期追氮對小麥產量的提高作用尤為明顯。在拔節(jié)期追氮顯著提高產量的原因在于追氮顯著提高葉片葉綠素含量，提高植株光合能力。ABID等[19]發(fā)現在干旱條件下，增施氮肥顯著提高小麥葉片葉綠素含量、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶含量，提高葉片SOD、APX活性。筆者研究表明，在小麥生育后期，噴施葉面肥可以明顯提高旗葉的葉綠素含量，維持較高的光合能力，同時也提高可溶性蛋白含量。筆者發(fā)現，葉面肥施用提高了旗葉SOD、APX和GR活性，但葉片MDA含量明顯下降。崔志偉等[16]發(fā)現微量元素的葉面噴施和氨基酸葉面噴施在提高金銀花全氮、可溶性糖含量方面具有同樣的效果，從而促進植株細胞代謝活力。

綜上所述，興欣安利素液體葉面肥(含氨基酸和微量元素)在小麥生長后期的噴施，明顯改善旗葉的生理功能，提高旗葉的抗氧化能力，加大籽粒灌漿能力，從而提高小麥產量。但該葉面肥在作物不同生長發(fā)育階段施用的時間效應和濃度效應還需要進一步探討。