杨红梅,张跃强,史应武,吾买尔江·库尔班,林 青,王 宁,楚 敏,曾 军

(1.新疆农业科学院微生物应用研究所/新疆特殊环境微生物实验室,乌鲁木齐 830091;2. 新疆农业科学院核技术生物技术研究所/农业农村部荒漠绿洲作物生理生态与耕作重点实验室,乌鲁木齐 830091;3. 新疆农业科学院库车陆地棉试验站,新疆库车 842000)

0 引 言

【研究意义】叶面施肥养分吸收快、利用率高、针对性强、用肥量少,是土壤施肥的有效补充,科学合理施用叶面肥有利于提高作物的产量和品质[1-2]。小麦是新疆主要粮食作物之一,占全区粮食作物种植面积的50%左右。小麦生育后期喷施叶面肥,有助于小麦植株的生长发育,对产量及其构成因素和籽粒品质有积极的影响[3-7]。【前人研究进展】叶面肥种类繁多,主要包括调节型、营养型、生物型、单一型微量元素、复合型等几种类型[8]。目前,叶面肥在粮食、果蔬等作物上应用广泛,其中吨田宝、磷酸二氢钾、尿素是农业生产上常用的叶面肥。吨田宝广泛应用于种植业,在小麦抗逆增产中效果显著[9-12]。磷酸二氢钾是农业生产中重要的高效磷钾复合肥料[13-14];尿素是作物生产中最常用的氮素肥料,适时适量施用尿素对农作物高产优质至关重要[15-16];磷酸二氢钾与尿素配施对提高作物产量和品质的效果优于单一施肥[17-19]。光合菌肥(photosynthetic bacteria fertilizer,简称PSB fertilizer)是一种优质生物肥料[20-28]。【本研究切入点】目前,有关生物型叶面肥与其它类型叶面肥对冬小麦产量与品质影响的比较研究相对较少。需研究相同基肥条件下不同类型叶面肥对冬小麦产量和品质的影响。【拟解决的关键问题】以生产上较常用的叶面肥(吨田宝、磷酸二氢钾+尿素)和自主研发的光合菌肥作为供试肥料,在小麦灌浆期喷施2 次,分析光合菌肥在冬小麦上的施用效果,为冬小麦生产肥料的合理选择及施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

冬小麦品种为新冬20号。吨田宝(小麦灌浆期专用型,黑龙江禾田丰泽兴农科技开发有限公司生产);磷酸二氢钾(贵州开磷集团股份有限公司生产,KH2PO4≥ 99%);尿素(中国石油天然气股份有限公司乌鲁木齐石化分公司生产,总氮≥ 46%);光合菌肥(系紫色非硫光合细菌液体肥,主要成分:嗜酸柏拉红菌(Rhodoblastusacidophilus),总活菌数1.23×1010CFU/mL,由新疆农业科学院微生物应用研究所提供。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

试验在新疆喀什地区疏勒县库木西力克乡15村4小队、5小队、8小队进行,种植制度为冬小麦-复播谷子一年两熟。于2019～2020年冬小麦生长季,在大田试验条件下,采用随机区组排列,共设置4个施肥处理,①吨田宝:750 mL/hm2,兑水300 kg;②磷酸二氢钾+尿素:3 kg/hm2,兑水300 kg;③光合菌肥:30 L/hm2,兑水300 kg;④清水对照(CK,不施叶面肥,喷施等量清水)。每个处理3次重复,每个处理小区面积为22 m×20 m=440 m2。于小麦灌浆初期(花后10 d)、灌浆中期(花后20 d)各喷施1次,其他田间管理等同一般高产麦田。

1.2.2 测定指标

1.2.2.1 小麦籽粒产量及产量构成因素

于小麦成熟期,每个处理每个重复选取长势均匀的样段,每个样段收取1 m2进行脱粒测产及室内考种,测定小麦穗长、穗数、不孕小穗数、可孕小穗数、穗粒数、穗粒重和千粒重等7个产量构成因素。

1.2.2.2 小麦籽粒品质

收获后的小麦籽粒,经过2个月生理后熟期,用近红外谷物品质分析仪对籽粒粗蛋白质含量(干基)、容重、硬度指数、出粉率、吸水率、湿面筋含量、形成时间、稳定时间和沉降值等9个小麦品质相关性状进行测定。

1.3 数据处理

使用SPSS 20.0 软件和Microsoft Excel 2010进行试验数据的统计分析及作图,采用单因素ANOVA进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同叶面肥对小麦籽粒产量及产量构成因素的影响

2.1.1 不同类型叶面肥喷施对小麦籽粒产量的影响

研究表明,与不喷施叶面肥对照(喷洒清水,CK)相比,灌浆期喷施吨田宝、磷酸二氢钾+尿素、光合菌肥3种不同类型叶面肥处理均可显著提高小麦籽粒产量(P<0.05)。不同处理小麦籽粒产量高低依次为吨田宝>光合菌肥>磷酸二氢钾+尿素>CK,3种类型叶面肥处理小麦籽粒产量分别为8 310.75、8 204.10和8 131.8 kg/hm2,较CK分别增产7.46%、6.08%、5.15%;3种类型叶面肥处理间差异不显著。图1

注:图柱上不同小写字母表示同时期处理间差异显著(P<0.05)

2.1.2 不同类型叶面肥喷施对小麦籽粒产量构成因素的影响

研究表明,与CK相比,3种不同类型叶面肥处理均有利于小麦产量的形成。吨田宝、磷酸二氢钾+尿素、光合菌肥处理的小麦穗粒重、千粒重均显著高于CK,其中穗粒重分别较CK提高17.12%、14.38%、15.75%,千粒重分别较CK提高5.79%、5.24%、5.51%,3种类型叶面肥处理间差异均不显著;3种类型叶面肥处理的小麦穗长、穗数、不孕小穗数、可孕小穗数和穗粒数与CK差异均不显著。灌浆期叶面喷施吨田宝、磷酸二氢钾+尿素、光合菌肥均可有效增加小麦的穗粒重和千粒重,提高籽粒产量,其中吨田宝处理的效果较好。表1

表1 不同叶面肥喷施下小麦产量构成因素变化

2.2 不同叶面肥对小麦籽粒品质的影响

2.2.1 不同类型叶面肥喷施对小麦籽粒粗蛋白质含量的影响

研究表明,与CK相比,灌浆期喷施吨田宝、磷酸二氢钾+尿素、光合菌肥3种不同类型叶面肥,均能够显著增加小麦粗蛋白质含量(P<0.05);不同处理小麦粗蛋白质含量由高到低依次为:光合菌肥>磷酸二氢钾+尿素>吨田宝>CK,3种类型叶面肥处理间差异均不显著。喷施叶面肥可以显著改善小麦粗蛋白质含量,其中光合菌肥处理的效果较好。图2

图2 不同叶面肥处理下小麦籽粒粗蛋白质含量变化

2.2.2 不同类型叶面肥喷施对小麦籽粒1次加工品质的影响

研究表明,与CK相比,灌浆期喷施3种不同类型叶面肥对小麦籽粒容重、硬度指数、出粉率这3项1次加工品质(磨粉品质)均有一定的改善作用。其中,容重分别较CK提高1.27%、0.89%、0.89%,硬度指数分别较CK提高1.97%、2.96%、3.44%,出粉率分别较CK提高0.51%、0.63%、1.78%。3种不同类型叶面肥喷施处理的容重、硬度指数和出粉率效果差别不大,均略高于未喷肥处理CK,但差异不显著(P>0.05)。表2

表2 不同叶面肥处理下小麦籽粒1次加工品质变化

2.2.3 不同类型叶面肥喷施对小麦籽粒2次加工品质的影响

研究表明,灌浆期喷施3种不同类型叶面肥对小麦籽粒吸水率、湿面筋含量、形成时间、稳定时间、沉降值这5项2次加工品质(食品加工品质)均有一定程度的提高作用。小麦湿面筋含量受叶面肥影响的大小表现为光合菌肥>磷酸二氢钾+尿素>吨田宝>CK,3种类型叶面肥处理间差异不显著,但光合菌肥和磷酸二氢钾+尿素处理的湿面筋含量显著高于CK(P<0.05)。与CK相比,3种类型叶面肥显著延长了面团稳定时间,受叶面肥影响的大小表现为光合菌肥>吨田宝>磷酸二氢钾+尿素>CK,叶面肥处理间差异不显著。3种不同类型叶面肥喷施处理对小麦籽粒吸水率、面团形成时间以及沉降值的影响虽不显著但均呈增高的趋势。喷施叶面肥处理的小麦籽粒吸水率、湿面筋含量、形成时间、稳定时间、沉降值均高于未喷肥处理,其中光合菌肥处理的效果较好。表3

表3 不同叶面肥处理下小麦籽粒2次加工品质变化

3 讨 论

3.1 不同类型叶面肥对冬小麦籽粒产量的影响

研究结果表明,3种不同类型叶面肥均可显著提高小麦产量,但增产效果不一,其中吨田宝提高小麦籽粒产量的效果略优于光合菌肥,其次是磷酸二氢钾+尿素。吨田宝是一种植物生长调节剂,通过调节小麦内源激素水平,改善小麦发育进程和产量构成因素,增产效果显著。薛志伟等[9]研究表明,灌浆期喷施吨田宝可以增加小麦穗长、穗粒数和总小穗数,提高小麦产量。陆梅等[10]研究表明,喷施吨田宝可延长小麦叶片功能期,延缓根系衰老,增加成熟期穗数和千粒重,从而显著提高籽粒产量。张朋伟等[12]研究表明,小麦灌浆初期喷施吨田宝有利于延长籽粒灌浆期,增加千粒重,提升干物质积累,从而增加产量。李忠华等[5]研究表明,喷施吨田宝能提高小麦叶片叶绿素含量,增加次生根数、穗长,显著增加小麦籽粒产量。试验研究表明,小麦灌浆初期(花后10 d)、灌浆中期(花后20 d)各喷施吨田宝1次,显著增加了小麦籽粒产量及其构成因素(尤其是穗粒重和千粒重)。

3.2 不同类型叶面肥对冬小麦籽粒品质的影响

研究结果表明,3种不同类型叶面肥均可显著提高小麦籽粒粗蛋白质含量和面团稳定时间;其中光合菌肥还显著提高了小麦湿面筋含量,改善小麦籽粒品质的性能略优于磷酸二氢钾+尿素、吨田宝。光合细菌是一类能利用光能作为能量来源的特殊微生物菌群,通过自身的代谢活动,促进农作物的生长,提高产量和品质。在农作物减肥增效提质的需求下,以光合细菌为菌种的光合菌肥在许多作物上取得了良好的应用效果。赵志强等[22]研究表明,光合细菌和尿素联合施用改善了水稻农艺性状,显著提高了水稻产量,提升了水稻品质。杨芳等[24]研究表明,施用光合菌肥显著增加了番茄植株的株高、鲜质量和干质量,提高了番茄果实番茄红素和抗坏血酸的含量。赵芮晗等[26]研究表明,光合细菌与猪场粪污联合施用能提高生菜的可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C含量。试验研究表明,小麦灌浆初期(花后10 d)、灌浆中期(花后20 d)各喷施光合菌肥1次,显著增加了小麦籽粒粗蛋白质含量、湿面筋含量和面团稳定时间等品质指标。田寿乐等[17]研究表明,尿素和磷酸二氢钾配施可提高肥料利用效率,对板栗产量和品质具有明显的正向协同效应。吕晓飞等[18]研究表明,磷酸二氢钾和6-BA配施能有效提高谷子的光合特性,改善谷子的穗部性状,提高产量。屈磊等[19]研究表明,尿素与磷酸二氢钾对小麦具有明显的复合增效作用,显著提高了旗叶光合作用、千粒重和最终产量。赵志强等[22]研究表明,光合菌肥与尿素配施显著激活了土壤反消化酶活性和脲酶活性,从而促进了水稻产量的增加和品质的提升。不同叶面肥配施的种类及施用的最佳配比还需进一步的试验验证和探讨。

4 结 论

3种不同类型叶面肥,吨田宝为调节型叶面肥、磷酸二氢钾+尿素为营养型叶面肥、光合菌肥为生物型叶面肥。3种施肥处理均可显著提高小麦穗粒重、千粒重和籽粒产量;3种施肥处理也能显著提高小麦籽粒粗蛋白质含量和面团稳定时间,光合菌肥、磷酸二氢钾+尿素还能显著提高小麦籽粒湿面筋含量。喷施叶面肥有利于增加小麦籽粒产量和改善籽粒品质。