磷酸二氫鉀對春小麥葉綠素含量及干物質積累的影響

劉孝成, 楊會鋒, 耿青云, 李曉娟, 楊永祥, 郭 飛, 安 輝

(1.石河子市種子管理站, 新疆 石河子 832000; 2.塔城地區農牧機械技術推廣站, 新疆 塔城 834700;3.塔城地區農業技術推廣中心, 新疆 塔城 834700; 4.塔城地區農業科學研究所, 新疆 塔城 834700;5.塔城地區農產品質量安全檢驗檢測中心, 新疆 塔城 834700;6.遼寧省農業發展服務中心, 沈陽 110033)

小麥是塔城地區重要的糧食作物,常年種植面積6.7萬hm2以上。2022年塔城地區小麥種植面積7.37萬hm2,其中春小麥2.7萬hm2,占比36.57%。小麥生育后期,根系活力下降,其對土壤中營養元素的吸收能力也隨之降低[1],而此時噴施葉面肥可補充根系吸收養分的不足[2-3]。已有研究表明,小麥生育后期噴施磷酸二氫鉀能增加千粒重[4],提高產量、籽粒蛋白質含量及濕面筋值[5]。為探索春小麥高產種植技術,特進行灌漿期葉面噴肥試驗,研究種肥分離、窄行勻播兩種播種方式下核春137葉綠素含量及干物質積累的差異,以期充分發揮其產量潛力,為小麥配套栽培技術的建立提供理論及實踐依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022年在塔城地區農業科學研究所開展。前茬作物為冬小麥,土壤為棕鈣土,0～20 cm內養分含量如下:堿解氮(N)163.40 mg/kg,有效磷(P2O5)20.43 mg/kg,速效鉀(K2O)332.17 mg/kg,有機質含量1.84%,pH值8.2。

1.2 試驗設計

試驗選用的核春137品種購于額敏春禾豐農業有限公司。兩種種植模式:種肥分離(總面積:3.53 hm2,平均行距:15.48 cm,以S表示)、窄行勻播(總面積:3.13 hm2,平均行距:7.92 cm,以H表示);設置開花期(6月9日)3個磷酸二氫鉀噴量(根據小區面積每667 m2按0,100,200 g噴施,分別以F0、F100、F200表示)。采用裂區設計,隨機區組排列,每個小區面積≥0.353 hm2,3次重復。田間管理:秋翻前機械施磷酸二銨20 kg/667 m2作基肥,播種前聯合整地機整地。48行小麥播種機進行播種,其中種肥分離播種方式平均行距15 cm,施磷酸二銨10 kg/667 m2做種肥(24行播種、24行施肥),窄行勻播平均行距7.5 cm,不施種肥,頭水以磷酸一銨、尿素補10 kg/667 m2磷酸二銨(48行播種)。其他田間管理參照常規大田栽培技術措施實施。2022年4月6日播種,播量27 kg/667 m2。全生育期兩種播種方式均施純N 16.18 kg/667 m2、P2O55.83 kg/667 m2、K2O 1.65 kg/667 m2。每667 m2總灌水量320 m3。

1.3 測定項目與方法

1.3.1葉綠素含量測定

小麥開花期選擇生長均一、同一時期開花的3株進行標記,于開花期、花后7,14,21,28,35 d用葉綠素測定儀測定旗葉中部葉綠素相對含量SPAD值,每個葉片測量10次,取平均值。

1.3.2干物質積累

小麥開花期選擇生長均一、同一時期開花的穗進行標記,于開花期、花后7,14,21,28,35 d,每個處理每次取10株,按葉、莖+葉鞘、穗軸+穎殼+芒和籽粒分樣,105 ℃殺青15 min,80 ℃烘干至恒重,分別稱干重。

1.4 數據處理

采用DPS軟件和Excel軟件對數據進行分析,不同時期各指標的平均值在p=0.05顯著水平上用新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同灌漿期旗葉葉綠素含量變化

小麥旗葉作為小麥生長發育的最后一片葉,一直伴隨到整個植株衰亡,又因為其處在特殊的空間位置,在長期的進化過程中形成了獨特的結構和生理功能,在小麥生長發育后期決定籽粒產量方面起著至關重要的作用,對籽粒重量的貢獻占到1/3以上。如圖1、圖2所示,小麥旗葉的SPAD值隨灌漿進程大致呈降低的趨勢,其中花后7 d的SPAD值與開花期相比呈略有增加趨勢,增幅為1.84%～3.39%;花后7 d至花后35 d呈下降趨勢,其中尤以HF200處理下降幅度最大,降幅達84.89%。另外,經方差分析,從開花至花后14 d,各處理SPAD值差異不顯著,花后21 d HF200處理的SPAD值為49.37,顯著低于其他處理?；ê?8 d的SPAD值以SF100、SF200處理較高,顯著高于其他處理,而HF100、HF200處理最低,顯著低于其他處理?；ê?5 d的SPAD值仍以SF100處理最高,達13.80,HF100、HF200處理較低,分別為9.57,8.67,表明在種肥分施種植模式下,適量噴施磷酸二氫鉀,SPAD值的下降趨勢有延后表現,而窄行勻播種植模式下,噴施磷酸二氫鉀反而降低了旗葉SPAD值。

圖1 種肥分施種植模式灌漿期SPAD值變化趨勢

圖2 窄行勻播種植模式灌漿期SPAD值變化趨勢

2.2 灌漿期干物質積累量變化

2.2.1灌漿期單株莖干重變化

兩種種植模式下,隨著灌漿進程的推進,單株莖干重呈降低趨勢(表1),但不同處理間單株莖干重降低幅度有較大差異,其中SF200莖干重降低程度最大,達0.364 g,降幅為27.39%,而HF100降低程度最小,為0.303 g,降幅為21.09%。另外,同一時期下,單株莖干重以窄行勻播種植模式較高,對此,經田間調查可知,較多的無效分蘗是導致窄行勻播單株莖干重高于種肥分離的主要原因。

表1 灌漿期莖干重變化

2.2.2灌漿期單株葉干重變化

由表2可知,種肥分離種植模式下,單株葉干重呈先降后升再降的變化趨勢,花后14 d單株葉干重達最大值,而窄行勻播種植模式下,單株葉干重呈先升后降的變化趨勢,單株葉干重也在花后14 d時達最大值。另外,從種植模式角度分析,花后0 d,單株葉干重以種肥分離模式下較高,而花后35 d,則呈相反的趨勢,即單株葉干重以種肥分離模式較高,其中SF100處理單株葉干重為0.314 g,極顯著低于其他處理。

表2 灌漿期葉干重變化

2.2.3灌漿期單穗干重變化

由表3可知,開花后0～28 d,單穗干重持續增加,而開花后28～35 d,單穗干重有降低趨勢。其中開花后0～7 d,單穗干重增幅較緩,單穗干重每天增重0.01～0.02 g,開花后7～28 d,增幅較大,單穗干重每日可增重0.05～0.06 g。

表3 灌漿期穗干重變化

種肥分離模式下,開花后0～7 d,各處理間單株穗干重差異不大,但花后14～35 d以SF100處理最高;窄行勻播模式下,花后0～7 d,雖噴施磷酸二氫鉀的處理單株穗干重高于未噴施的HF0處理,但差異不顯著,而花后14～28 d,各處理間單穗干重變化差異大,但總體以未噴施磷酸二氫鉀的處理較高,花后35 d卻以噴施磷酸二氫鉀的處理較高。

2.3 灌漿期籽粒千粒重變化

籽粒千粒重隨灌漿期的推進,呈增加的趨勢(圖3),但各處理籽粒千粒重變化趨勢略有不同。其中,花后0～14 d,HF100、HF200處理籽粒千粒重增加幅度均較低(籽粒千粒重每日增重0.42～0.46 g),花后14～28 d增加較快(每日增重1.08～2.39 g);而其余處理花后0～7 d籽粒千粒重增加幅度較低(每日增重0.41～0.46 g),花后7～28 d增加幅度提高(每日增重0.64～2.32 g)?；ê?8 d后,各處理籽粒千粒重增加幅度較低。

圖3 灌漿期籽粒千粒重變化趨勢

由表4可知,種肥分離種植模式下,SF100處理籽粒千粒重除開花后0 d較低外,其余時期均顯著高于其他處理,而窄行勻播模式下,除開花后0 d時噴施葉面肥的HF100、HF200處理籽粒千粒重高于未噴施葉面肥處理外,其余時期噴施葉面肥的處理籽粒千粒重與未噴施處理無較大優勢,且開花后35 d時,未噴施葉面肥的處理籽粒千粒重達38.386 g,顯著高于HF100、HF200處理。結果表明,種肥分離種植模式下適量噴施葉面肥可提高籽粒千粒重,而窄行勻播模式下,噴施葉面肥反而降低了籽粒千粒重。

表4 灌漿期籽粒千粒重變化

3 討 論

3.1 噴施磷酸二氫鉀對核春137旗葉SPAD值的影響

SPAD值是一個相對葉綠素含量讀數,也稱綠色度,是指用SPAD這種方法測量的葉綠素濃度[6],有研究表明,灌漿期小麥旗葉SPAD值隨時間呈降低趨勢,且SPAD值與產量呈顯著正相關(p<0.05),與千粒重呈極顯著正相關(p<0.001)[7]。本研究表明,在種肥分施種植模式下,適量噴施磷酸二氫鉀可延緩旗葉SPAD值的下降,但在窄行勻播種植模式下,噴施磷酸二氫鉀反而降低了旗葉SPAD值。因窄行勻播種植模式小麥分布均勻,通風透光性好,營養和水分吸收均勻,有助于小麥分蘗[8],但噴施磷酸二氫鉀在促進小麥灌漿的同時,窄行勻播較多的小穗加劇了個體競爭,導致旗葉衰老加快。反觀在種肥分離種植模式下,帶肥下種的播種模式為小麥的茁壯成長奠定了良好的基礎,花后補充磷、鉀肥減緩了灌漿后期旗葉抗氧化酶活性的降低速度,提高了灌漿期旗葉葉綠素含量[9]。

3.2 噴施磷酸二氫鉀對核春137干物質積累的影響

小麥籽粒中的貯藏物來源于兩部分,一是開花前營養器官中貯藏物向籽粒的轉運;二是花后植株葉片、非葉光合器官光合同化物向籽粒的轉運。本研究表明,與開花后0 d相比,開花后35 d的植株莖、葉干重均有不同程度的降低,且均以SF100處理下降幅度最大,而單穗干重在灌漿期持續增加,其中開花后35 d時SF100處理單穗干重達1.575 g,顯著高于其他處理,這與籽粒千粒重變化較為一致,對此,有研究表明[10],開花后群體干物質積累量約相當于籽粒產量。值得一提的是,花后14 d窄行勻播種植模式單株葉干重達到最高值,同期種肥分離模式各處理葉干重也稍低于或略高于開花后0 d的值,但同時期莖干重卻沒有類似變化趨勢,這與邵凱[11]在研究播種行距和密度對春小麥植株個體單株莖鞘物質積累及垂直分配影響的數據有類似之處,具體是由于行距還是噴施葉面肥所造成的,還有待進一步探討。

3.3 噴施磷酸二氫鉀對核春137籽粒千粒重的影響

李劍鋒等[12]用Logistic方程對9個新疆主栽品種的籽粒生長動態進行擬合,結果表明,籽粒干物質積累的動態變化呈慢-快-慢的“S”型曲線增長過程。本試驗亦表明,籽粒千粒重日增重也呈慢-快-慢的變化趨勢,但各處理間變化程度有所不同,綜合而言,種肥分離種植模式噴施適量葉面肥有助于提高籽粒千粒重,而窄行勻播模式噴施葉面肥反而降低了籽粒千粒重。因窄行勻播模式下小穗較多,噴施葉面肥加劇了個體間的競爭,使得大小穗之間籽粒千粒重差異增大,最終導致整株籽粒千粒重較低。