棉粕腐植酸肥對小麥生長及產(chǎn)量的影響

龐慶陽，宣毓龍，蔡 旭，張開祥，王雅各，馬宏秀，王開勇

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832000)

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棉粕腐植酸肥對小麥生長及產(chǎn)量的影響

龐慶陽，宣毓龍，蔡 旭，張開祥，王雅各，馬宏秀，王開勇

(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832000)

摘要：為給棉粕腐植酸肥料在小麥上的應(yīng)用提供參考依據(jù)，采用田間試驗，以小麥新春38號為供試材料，研究了無機養(yǎng)分和棉粕腐植酸復(fù)合肥對小麥生長和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與不施肥處理和常規(guī)復(fù)合肥處理相比，施用棉粕腐植酸復(fù)合肥小麥的株高、葉面積、葉綠素、干物質(zhì)均有所提高，分蘗和成穗率增加，產(chǎn)量顯著提高，與不施肥處理和常規(guī)復(fù)合肥處理相比，產(chǎn)量分別增加了51.36%和13.56%。

關(guān)鍵詞：棉粕；腐植酸肥料；小麥；生長；產(chǎn)量

我國每年產(chǎn)棉籽1 000萬 t 以上，提取棉油后的棉籽餅粕達 600萬 t，資源量全球第一[1]。棉粕是棉籽經(jīng)過壓榨、浸出等工藝提取油脂后得到的一種微紅或黃色顆粒狀物質(zhì)[2]，目前主要被用作動物飼料，因含有的棉酚有一定毒性而限制了其產(chǎn)品的更廣泛應(yīng)用[3-5]。科學(xué)工作者對煤輕度氧解生產(chǎn)出了再生腐植酸，并對其在農(nóng)業(yè)中的利用進行了研究[6]。但這種腐殖酸生產(chǎn)方法成本高，對環(huán)境污染大。棉粕經(jīng)微生物發(fā)酵生產(chǎn)的腐植酸，可制備成肥料。腐殖酸肥料具有良好的改良土壤、提高肥料利用率、促進作物生長及增產(chǎn)增收的作用，經(jīng)濟和社會效益顯著[7]。陳學(xué)濤等[8]研究表明，腐植酸肥可增加茶葉產(chǎn)量、芽頭密度和百芽重。王娟娟等[9]研究表明，含生化腐植酸的水溶性肥料可顯著增加茄子產(chǎn)量，增產(chǎn)率可達33.8%，經(jīng)濟效益明顯。

小麥是主要糧食作物之一，其產(chǎn)量的高低在一定程度上對確保我國糧食安全具有重要的意義。糧食的豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)與肥料密切相關(guān)[10]。隨著化肥施用量的增加，傳統(tǒng)肥料較低的利用率導(dǎo)致糧食的增產(chǎn)效應(yīng)明顯下降[11-12]。水溶腐植酸肥料是一種多功能有機肥料，對種植優(yōu)質(zhì)作物具有巨大作用[13-14]，在農(nóng)業(yè)上的作用逐步受到人們的重視[15-17]。本試驗擬研究以棉粕開發(fā)的新型腐植酸肥料對小麥生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，為其進一步的推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地基本概況

試驗于2015年在新疆石河子大學(xué)試驗站(N44°18′42.37″，E86°03′20.72″)進行。前茬作物為玉米，土壤為壤土，pH 7.73，全氮0.5 g·kg-1，有效磷22.40 mg·kg-1，有效鉀180 mg·kg-1，有機質(zhì)16.19 g·kg-1， 鹽度( EC1∶5) 0.28 ds·m-1。

1.2試驗材料

供試材料為春小麥新春38，供試肥料為以棉粕開發(fā)的腐植酸復(fù)合肥(腐植酸含量≥30 g·L-1，大量元素含量≥200 g·L-1，N∶P∶K=18∶11∶11)和常規(guī)復(fù)合肥(用尿素、磷酸二氫鉀、硫酸鉀配制，N∶P∶K=18∶11∶11)。

1.3試驗設(shè)計

試驗于2015年4月6日播種，7月8日收獲。采用隨機區(qū)組設(shè)計，設(shè)置3個處理分別為對照：不施肥；追施常規(guī)肥：追施復(fù)合肥，其中N 270 kg·hm-2、P2O5165 kg·hm-2、K 165 kg·hm-2(N∶P∶K=18∶11∶11)；追施腐植酸肥：追施棉粕腐植酸含量≥30 g·L-1的復(fù)合肥，其中N270 kg·hm-2、P2O5165 kg·hm-2、K165 kg·hm-2(N∶P∶K=18∶11∶11)。

在小麥拔節(jié)、孕穗、開花、灌漿期配合滴灌分別追肥35%、25%、25%、15%，追肥在每次取樣后第二天進行；總灌水量為4 500 m2·hm-2，全生育期共滴灌7次。每個小區(qū)面積9 m2，每個處理重復(fù)3次，小區(qū)之間各設(shè)50 cm保護行。滴灌帶為一管四行(4行小麥1條滴灌帶，行距為15 cm)。其他各項管理與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)相同。

1.4測定項目與方法

小麥拔節(jié)期、孕穗期、開花期、灌漿期和成熟期分別測定株高、葉面積、葉綠素含量和干物質(zhì)量，每個小區(qū)分別選具有代表性樣點連續(xù)取樣10株。

株高：用直尺測量小麥植株的高度。拔節(jié)期株高為植株基部至主莖頂部的距離，孕穗期、開花期、灌漿期和成熟期株高為植株基部到穗頂?shù)木嚯x。

葉面積：用LI-3100C臺式葉面積儀測定單株葉面積。

葉面積指數(shù)=單株小麥總?cè)~面積×植株數(shù)

葉綠素含量：采用日產(chǎn)SPAD-502Y葉綠素儀測定小麥的SPAD值，抽穗前測定倒二葉，抽穗后測定旗葉。

干物質(zhì)量：每小區(qū)取樣10株，分為葉片、莖稈和穗；105℃殺青30 min，85℃烘干至恒重。

小麥成熟后統(tǒng)計有效穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重，分小區(qū)收割并測產(chǎn)。

1.5數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進行處理和作圖，用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析和差異顯著性檢驗。

2結(jié)果與分析

2.1腐植酸復(fù)合肥對小麥株高的影響

由表1可知，追施腐植酸復(fù)合肥處理小麥的株高從拔節(jié)期到成熟期都顯著高于對照處理，在拔節(jié)期和孕穗期分別比對照增加了24.95 %和16.62 %；自開花期到成熟期顯著高于追施常規(guī)復(fù)合肥處理，在小麥開花期、灌漿期和成熟期，比追施常規(guī)復(fù)合肥處理增加了11.51%、15.73%和16.38%，比對照增加了35.84%、37.37%和35.27%。說明棉粕腐植酸復(fù)合肥可顯著促進小麥主莖的生長。

2.2腐植酸復(fù)合肥對小麥葉面積指數(shù)的影響

由表2可知，不同施肥處理小麥的葉面積指數(shù)均呈先增加后下降的變化趨勢，在孕穗期達到最大。追施腐植酸復(fù)合肥處理小麥的葉面積指數(shù)從拔節(jié)期到灌漿期顯著高于不施肥和追施常規(guī)復(fù)合肥處理；在孕穗期比不施肥和追施常規(guī)復(fù)合肥處理高72.18%和49.67%。在成熟期，追施腐植酸復(fù)合肥處理小麥的葉面積指數(shù)與追施常規(guī)復(fù)合肥處理差異不顯著，二者均顯著高于不施肥處理。說明追施腐植酸復(fù)合肥料可顯著增加小麥的葉面積。

表1　不同處理對不同時期小麥株高的影響

CK：對照；TGF：追施常規(guī)肥；TFA:追施腐殖酸復(fù)合肥。同列數(shù)據(jù)后不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同

CK: Control; TGF: Topdressing general fertilizer; TFA: Topdressing fertilizer combined with humic acid. Values followed by different letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level among different treatments. The same as following tables

表2　不同處理對不同時期小麥葉面積指數(shù)的影響

表3　不同處理對不同時期小麥SPAD值的影響

2.3腐植酸復(fù)合肥對小麥SPAD值的影響

由表3可見，自拔節(jié)期至成熟期，不同處理小麥葉片的SPAD值隨小麥生育期推進呈先增后降的趨勢，均在灌漿期達到最大。在小麥不同生育時期，追施腐殖酸復(fù)合肥處理小麥的SPAD值均顯著高于追施常規(guī)復(fù)合肥處理和對照；且追施常規(guī)復(fù)合肥處理均顯著高于對照。在灌漿期，追施腐殖酸復(fù)合肥小麥的SPAD值比追施常規(guī)復(fù)合肥處理、對照追施分別增加了10.13%、31.23%。說明腐植酸肥料對小麥的葉綠素含量有顯著促進作用。

2.4腐植酸復(fù)合肥對小麥干物質(zhì)積累量的影響

由圖1a、d可知，小麥的單株和穗部干物質(zhì)積累量隨生育期的推進而增加，到成熟期達到最大。追施腐植酸復(fù)合肥處理小麥的單株和穗部干物質(zhì)積累量自開花期到成熟期均顯著高于對照和追施常規(guī)復(fù)合肥處理；成熟期單株干物質(zhì)積累量分別增加了94.13%和28.25%，穗部干物質(zhì)積累量分別增加了68.69%和26.59%。小麥葉片干物質(zhì)積累量呈先增后降趨勢，從孕穗期到成熟期，追施腐植酸復(fù)合肥小麥葉片干物質(zhì)積累量顯著高于對照和追施常規(guī)復(fù)合肥處理；在孕穗期，前者比后兩者分別增加了53.23%和27.97%(圖1b)。小麥莖稈干物質(zhì)積累量從拔節(jié)到開花期持續(xù)增加，從孕穗期到成熟期，追施腐植酸復(fù)合肥小麥莖稈干物質(zhì)積累量顯著高于對照和追施常規(guī)復(fù)合肥處理；在灌漿期，追施腐植酸復(fù)合肥小麥莖稈干物質(zhì)積累量比不施肥和追施常規(guī)復(fù)合肥處理分別增加了101.8%和27.58%(圖1c)。穗部、莖稈、葉片和單株干物質(zhì)積累量均表現(xiàn)為追施腐植酸復(fù)合肥處理>追施常規(guī)復(fù)合肥處理>對照，表明追施腐植酸肥料對小麥干物質(zhì)積累有明顯促進作用。

2.5腐植酸復(fù)合肥對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表4可知，追施腐植酸復(fù)合肥處理對小麥的有效穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量均有顯著促進作用。追施腐植酸復(fù)合肥處理小麥的有效穗數(shù)、千粒重和產(chǎn)量比對照增加了21.37%、10.04%和51.36%，比追施常規(guī)復(fù)合肥處理增加了4.08%、2.15%和13.56%。穗粒數(shù)在3個處理間差異不明顯。說明追施腐植酸復(fù)合肥通過顯著增加小麥有效穗數(shù)和千粒重，使小麥產(chǎn)量顯著提高。

圖1　不同處理下小麥單株(a)、葉片(b)、莖稈(c)和穗部(d)干物質(zhì)積累量的動態(tài)變化

處理Treatment有效穗數(shù)Earnumber/(104·hm-2)穗粒數(shù)Grainsnumberperear千粒重1000grainweight/g產(chǎn)量Yield/(kg·hm-2)CK403.84c31.45a52.77b4599.75cTGF470.13b34.10a54.32b6130.95bTFA490.13a36.25a58.07a6962.10a

3討 論

本研究發(fā)現(xiàn)追施腐植酸復(fù)合肥小麥的株高、葉面積、葉綠素含量、干物質(zhì)量等指標均顯著提高，說明追施腐植酸復(fù)合肥對小麥生長發(fā)育有顯著促進作用。李 冉等[18]研究表明澆施腐植酸肥可以促進小白菜的生長及對養(yǎng)分的吸收，與本研究結(jié)果類似。這是因為施用腐植酸可刺激植物根系和植株生長，從而促進作物對養(yǎng)分的吸收；腐植酸肥中含有大量活性基團，具有較強的吸附能力和離子交換能力，延長了養(yǎng)分的有效供應(yīng)時間，促進了植物根部對常量元素和微量元素的吸收[19]，因而促進了小麥生長發(fā)育。一定范圍內(nèi)，作物的干物質(zhì)積累越多，子粒產(chǎn)量也就越高[20]。孫志梅[21]等研究表明，腐植酸肥料的施用對小麥分蘗和后期成穗具有很好的促進作用，有利于植株干物質(zhì)的積累。小麥產(chǎn)量與拔節(jié)后干物質(zhì)累積關(guān)系密切，尤其是與花后干物質(zhì)累積顯著相關(guān)[22]。本研究表明，追施棉粕腐植酸復(fù)合肥對小麥植株的干物質(zhì)積累具有顯著的促進作用，這為后期小麥籽粒干物質(zhì)積累提供了有力保障，再次證明腐殖酸肥料對植物干物質(zhì)積累的促進作用。本試驗中，腐植酸復(fù)合肥處理小麥整個生育期的干物質(zhì)量、有效穗數(shù)、千粒重均顯著高于對照和常規(guī)肥處理，使小麥產(chǎn)量顯著提高。說明腐植酸肥料主要通過提高有效穗數(shù)和千粒重來提高產(chǎn)量。由于小麥的生長存在品種和地域的差異，因此本研究所用棉粕腐植酸肥料對小麥的生長及產(chǎn)量的影響，還需更多小麥品種和地域的進一步驗證。

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Effect of Cottonseed Humic Acid Fertilizer on Growth and Yield of Wheat

PANG Qingyang,XUAN Yulong,CAI Xu,ZHANG Kaixiang,WANG Yage,MA Hongxiu,WANG Kaiyong

(College of Agriculture,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832000,China)

Abstract:As the cottonseed meal is a superior material resource protected in Xinjiang,to explore the effects of water soluble humic acid fertilizer produced with cottonseed meal on wheat growth and yield,field trial was conducted with Xinchun 38 as material,and three treatments were set up: CK,the same level nutrients of inorganic nutrients and the same level nutrients of humic acid compound fertilizer. According to the plot test experiments,the humic acid fertilizer in different growth period on yield and growth of wheat were explored. The results show that compared with CK and normal treatment,humic acid fertilize not only increases plant height,leaf area,chlorophyll,the dry matter,but also promote wheat tillering and spike number,which made the yield of wheat increased by 51.36% and 13.56%,respectively. Therefore,cottonseed meal humic acid fertilizer has played a significant role in promoting growth and increasing yield of wheat.

Key words:Wheat; Cottonseed meal; Humic acid fertilizer; Growth; Yield

中圖分類號：S512.1；S318

文獻標識碼：A

文章編號：1009-1041(2016)02-0231-05

通訊作者：王開勇(E-mail：wky20@163.com)

基金項目：國家科技支撐計劃項目(2014BAC14B030-2)；國家自然科學(xué)基金項目(31560169)；國際科技合作項目(2011DFA93140，2015DFA11660)；石河子大學(xué)高層次人才基金項目(RCZX201314)；國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201503120)

收稿日期：2015-09-16修回日期：2015-10-14

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-01-26

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160126.1946.028.html

第一作者E-mail：pqyoo@126.com