周國(guó)勤，申冠宇，陳真真，謝旭東，尹志剛，石守設(shè)，朱保磊，陳 宏

（信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南信陽 464000）

0 引言

鋅是植物和人體生長(zhǎng)所必需的微量元素之一[1]，同時(shí)作為植物中多種酶的重要組成成分，在光合作用、葉綠素合成、酶活性等方面都起著重要作用，能夠影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆性[2]。鋅缺乏會(huì)導(dǎo)致人體免疫力下降，代謝紊亂和智力發(fā)育下降等。若鋅元素供應(yīng)不足，會(huì)嚴(yán)重影響小麥產(chǎn)量和籽粒品質(zhì)，世界谷類作物產(chǎn)區(qū)有近50%的土壤處于缺鋅或潛在缺鋅水平，加之谷類作物固有鋅含量低，致使生長(zhǎng)在該土壤類型上的谷類作物鋅含量遠(yuǎn)不能滿足人體健康所需[3]。研究表明，在缺鋅條件下補(bǔ)施鋅肥能促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，壯大根群，增強(qiáng)根系活力，有利于增強(qiáng)小麥吸收養(yǎng)分的能力，鋅元素合理濃度拌種能促進(jìn)出苗、分蘗及根系發(fā)育[4]，并能提高幼苗葉片葉綠素，改善植株養(yǎng)分狀況，提高單株生產(chǎn)力，增加成穗數(shù)及每穗粒數(shù)，最終提高產(chǎn)量[5]。鉬是高等植物生長(zhǎng)必需的微量元素，研究證明在酸性黃棕壤上施鉬，不僅能夠克服冬小麥越冬時(shí)的黃化死苗，而且能使小麥苗壯，分蘗增多，促進(jìn)早熟，產(chǎn)量增加[6]。已有研究表明，鉬通過調(diào)控含鉬酶基因表達(dá)，影響蛋白質(zhì)合成與翻譯和修飾，進(jìn)行生化過程與代謝這一連鎖反應(yīng)，進(jìn)而影響冬小麥的抗寒力和光合作用[7]。

目前國(guó)內(nèi)外主要通過播前施于土壤中、葉面噴施和拌種等方法增加小麥微量元素[8]。前人研究表明，葉面噴施比施于土壤的增產(chǎn)效果好[9]，在小麥葉面噴施鋅、鐵、硒3 種微肥，都會(huì)使小麥增產(chǎn)[10-11]，增加籽粒中對(duì)應(yīng)元素的含量[12]，其中鋅硒含量顯著增加[13]，且小麥對(duì)3種元素的吸收相互影響，鋅、鐵2種元素相互促進(jìn)吸收，鋅、鐵與硒相互拮抗[14]。

近年來，有關(guān)施用單一鉬、鋅元素對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)作用已有較多的研究，但兩者結(jié)合使用對(duì)小麥生長(zhǎng)發(fā)育、籽粒品質(zhì)以及產(chǎn)量方面的研究尚不多見。因此，本研究通過設(shè)置硫酸鋅、鉬酸銨不同施肥方式，采用葉面施肥的方式研究其對(duì)小麥地上部生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以期為硫酸鋅、鉬酸銨配施在小麥生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2020 年在河南省信陽市平橋區(qū)梁灣村(32.24 N，114.18 E)進(jìn)行，播種前測(cè)定耕層(0～20 cm)土壤基礎(chǔ)肥力，結(jié)果如表1 所示。供試材料為弱春性中早熟小麥品種‘鄭麥113’（豫審麥2015016）。試驗(yàn)各處理隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3 次，小區(qū)長(zhǎng)9 m，寬3 m，12行區(qū)，平均行距0.23 m，小區(qū)面積27 m2。試驗(yàn)于10月27日播種，氮肥使用方法為底追比4：6，磷鉀肥全部底施。試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)處理：CK：不施用微肥；Z1：底施7.5 kg/hm2的鉬酸銨；Z2：底施7.5 kg/hm2的鉬酸銨和15 kg/hm2的硫酸鋅；Z3：底施7.5 kg/hm2的鉬酸銨的基礎(chǔ)上，返青期、拔節(jié)期葉面噴施7.5 kg/hm2的硫酸鋅；Z4：底施7.5 kg/hm2的鉬酸銨的基礎(chǔ)上，灌漿期葉面噴施7.5 kg/hm2的硫酸鋅肥兩次（小麥揚(yáng)花結(jié)束后4天噴第一次，隔一周后噴第二次）。

表1 試驗(yàn)田基礎(chǔ)肥力

1.2 測(cè)定指標(biāo)

1.2.1 莖蘗動(dòng)態(tài)的測(cè)定 分別在出苗期（12月中旬）、返青期（2月中旬）、拔節(jié)期（3月中旬）、抽穗期（4月中旬）進(jìn)行調(diào)查，測(cè)定小區(qū)莖蘗數(shù)量

1.2.2 小麥籽粒灌漿速率的測(cè)定 于小麥開花期（4 月18 日）每小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的麥穗100 個(gè)，掛牌標(biāo)記。自小麥開花后5天起，每隔5天隨機(jī)取標(biāo)記穗10個(gè)，在每個(gè)穗中部取籽粒20 粒，共200 粒，105℃下殺青20 min，80℃烘干至恒重，測(cè)定千粒重，直至成熟，計(jì)算灌漿速率，如式(1)所示。

式中，K為灌漿速率，M2為本次測(cè)定的千粒重，M1為前一次測(cè)定的千粒重，N為2次測(cè)定的間隔日數(shù)。

1.2.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測(cè)定 成熟期，每小區(qū)取1 m2植株，調(diào)查成穗數(shù)，每小區(qū)隨機(jī)取15株小麥，室內(nèi)考種，測(cè)定穗粒數(shù)、千粒重；每小區(qū)單獨(dú)收獲計(jì)產(chǎn)。

1.2.4 微量元素對(duì)小麥品質(zhì)的影響 采用瑞典波通公司生產(chǎn)的DA7200 連續(xù)光譜固定光柵近紅外分析儀，測(cè)定小麥籽粒的容重(g/L)、蛋白質(zhì)含量(%)、濕面筋(%)。測(cè)定環(huán)境需無風(fēng)和光線穩(wěn)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2016 和SPSS 17.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，利用Origin2017進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 微量元素對(duì)小麥莖蘗動(dòng)態(tài)的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表2）表明，施用微量元素處理小麥株高均有不同程度提高。在越冬期和返青期，Z1處理提高最大，較CK處理分別提高26.00%、15.97%；Z3處理提升最小，分別為19.02%、1.12%。在小麥抽穗期，各處理間差異未達(dá)顯著水平。從株高變化的情況來看，硫酸鋅和鉬酸銨的施用促進(jìn)了小麥株高的增加，進(jìn)而在各個(gè)生育時(shí)期達(dá)到壯苗效果。

表2 微量元素對(duì)株高的影響 cm

試驗(yàn)結(jié)果（圖1）顯示，小麥莖蘗動(dòng)態(tài)變化，在拔節(jié)期和抽穗期，處理間差異顯著，而在苗期和返青期，處理間未達(dá)顯著差異。在拔節(jié)期，小麥莖蘗數(shù)達(dá)到最大，穗數(shù)隨之達(dá)到最大，5個(gè)處理間，Z1處理最大，與CK相比，莖蘗數(shù)提高3.71%。抽穗期Z2和Z3處理莖蘗數(shù)顯著高于Z4 處理，分別提高5.90%和5.26%。從小麥莖蘗數(shù)變化來看，莖蘗數(shù)的增加代表著小麥分蘗能力的提升，硫酸鋅和鉬酸銨鉬元素的施用，在一定程度上提高了小麥分蘗能力，從抽穗期Z2、Z3和Z4處理結(jié)果來看，施用硫酸鋅能夠減少無效分蘗的出現(xiàn)，提高小麥有效分蘗以及穗數(shù)，為豐收高產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

圖1 各時(shí)期小麥莖蘗數(shù)動(dòng)態(tài)變化

2.2 微量元素對(duì)小麥灌漿速率的影響

由圖2 可知，小麥的灌漿速率呈現(xiàn)波浪形變化趨勢(shì)。各處理的灌漿速率均在開花后20天達(dá)到最大值，其中，Z2 處理最大，較CK 處理提高10.53%。Z4 處理灌漿速率較Z3處理增加4.52%，說明在灌漿期噴施硫酸鋅比在返青期、拔節(jié)期噴施硫酸鋅更有利于灌漿速率的提高。Z2 處理較和Z3 和Z4 處理相比，灌漿速率分別增加7.91%和3.24%，說明鋅肥作為底肥施用，小麥植株更容易吸收，有效促進(jìn)灌漿速率的提升，提高小麥產(chǎn)量。

圖2 微量元素對(duì)小麥灌漿速率的影響

2.3 微量元素對(duì)小麥產(chǎn)量的影響

由表3 可以看出，微量元素對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素具有明顯的調(diào)控效應(yīng)，各處理間差異顯著，Z2 處理小麥籽粒產(chǎn)量為最高。施用硫酸鋅處理小麥的穗粒數(shù)和產(chǎn)量有明顯提升，Z2、Z3和Z4處理與Z1相比，籽粒產(chǎn)量分別提升308.79、3.71、66.31 kg/hm2。與CK 相比，鉬酸銨的施用對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量提升較大，提升都在352.02 kg/hm2以上。

表3 微量元素對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

2.4 微量元素對(duì)小麥品質(zhì)的影響

表4的結(jié)果表明，微量元素對(duì)蛋白質(zhì)含量、容重的影響，在處理間差異不顯著，濕面筋含量在各處理間差異顯著。與CK相比，Z1、Z2、Z3和Z4處理濕面筋含量分別提升0.03%、1.53%、0.76%和0.10%。綜合小麥品質(zhì)來看，Z2 處理在蛋白質(zhì)含量、容重以及濕面筋含量表現(xiàn)最佳，鉬、Zn 元素的共同施用，作為底肥一起撒施，能讓小麥植株更充分吸收利用，提高小麥蛋白質(zhì)含量、容重以及濕面筋含量，達(dá)到提質(zhì)的效果，對(duì)弱筋小麥來說，提質(zhì)是以降低蛋白質(zhì)含量為宜，生產(chǎn)上鉬、Zn元素要謹(jǐn)慎使用。

表4 微量元素對(duì)小麥品質(zhì)的影響

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，施用微量元素均能不同程度增加小麥產(chǎn)量，主要是通過提高小麥成穗數(shù)和千粒重而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，其中，施7.5 kg/hm2的鉬酸銨和15 kg/hm2的硫酸鋅效果較好。配施不同微量元素對(duì)小麥品質(zhì)均有明顯的改善作用，不同微量元素對(duì)小麥各品質(zhì)指標(biāo)影響有所差異。

鋅、鉬作為小麥生長(zhǎng)發(fā)育過程中必須的微量元素，在冬小麥生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要的生理作用，鋅影響植株生長(zhǎng)發(fā)育，可以提高小麥籽粒產(chǎn)量[15-16]，鉬通過影響植株酶蛋白的合成，進(jìn)而影響小麥的生長(zhǎng)發(fā)育[17]。前人研究結(jié)果表明，冬小麥鉬高效品種高效吸收利用土壤鉬在于其在缺鉬條件下具有較強(qiáng)的活化土壤鉬的能力、鉬吸收轉(zhuǎn)運(yùn)能力以及鉬輔因子生物合成能力[18]。在低溫脅迫下，冬小麥?zhǔn)┿f提高了葉片葉綠素總量、葉綠素a和葉綠素b含量，施鉬顯著提高冬小麥葉片的類胡蘿卜素含量，從而降低光抑制，有利于活性氧自由基的清除[19]。

研究結(jié)果顯示，硫酸鋅拌種能夠促進(jìn)小麥的出苗和生長(zhǎng)發(fā)育，有利于初生根和次生根的生長(zhǎng)，小麥?zhǔn)琼毟底魑?，根系作為其主要吸收器官，是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育與產(chǎn)量的重要因素[20]，根系發(fā)育越好，越有利于根系下扎，吸收深層土壤水分和養(yǎng)分[21]。鋅處理灌漿前期灌漿速率在灌漿后期有明顯提升，硫酸鋅處理對(duì)小麥千粒重及產(chǎn)量影響不顯著[22]。在干旱脅迫下，施用適量鋅肥可以提高小麥葉片含葉綠素量，增加葉片相對(duì)含水率及單株干物質(zhì)總量，提高籽粒灌漿速率，促進(jìn)籽粒鋅積累速度及最終籽粒含鋅量，提高產(chǎn)量[23-25]。

綜上所述，通過本試驗(yàn)的初步研究，在N 15-P2O510-K2O 10（底追比4:6）基礎(chǔ)上，施7.5 kg/hm2的鉬酸銨和15 kg/hm2的硫酸鋅，能夠促進(jìn)小麥的生長(zhǎng)發(fā)育，其中以底施的施肥方式效果最佳，產(chǎn)量、籽粒品質(zhì)提升最大，因此在生產(chǎn)中底施施用時(shí)，加入適量鋅肥和鉬酸銨，能夠提高產(chǎn)量。但其兩者經(jīng)濟(jì)效益最佳施用量，還有待于進(jìn)一步的系統(tǒng)研究。