鉬肥對綠豆生長及養(yǎng)分吸收的影響

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(1.安徽科技學院，安徽 鳳陽 233100；2.安徽省農業(yè)科學院 土壤肥料研究所，安徽 合肥 230031)

1939年Arnon等首次發(fā)現鉬元素是植物必需的微量營養(yǎng)元素[1]，鉬作為固氮酶的組成元素，在促進植物根瘤固氮方面有重要作用，因而鉬肥被廣泛應用于豆科牧草和綠肥作物；鉬還是哺乳動物和人類的必需營養(yǎng)元素，因而鉬肥也常用于飼料作物、糧油作物和某些經濟作物上。研究表明,施用含鉬肥料對決明[2]、苜蓿[3]、花生[4]、大豆[5]、小麥[6]、油菜[7]、玉米[8]、煙草[9]和藥材[10]的生長發(fā)育都有良好的促進作用，能在一定程度上促進種子萌發(fā)和根瘤的形成，提高其產量和品質[2-5]，并相應提高氮磷鉀肥利用率[6-7]。綠豆(Vignaradiata(Linn.) Wilczek.)是一種肥-飼-糧兼用的豆科作物，其生育期短、耐陰耐瘠抗污染[11-13]，適宜與其他作物輪作或間作，若作為荒地的先鋒作物可以防止土壤侵蝕，固定大氣中的氮素并有助于培肥土壤，發(fā)展綠豆產業(yè)對充分利用耕地、培肥荒地、發(fā)展生態(tài)農業(yè)具有重要意義。然而，多年來綠豆一直作為“小雜糧”而不受重視，鉬肥也是人們所忽視的微量元素肥料，導致有關綠豆和鉬營養(yǎng)關系的研究很少，微量元素肥料尤其是鉬肥的施用技術遠沒有大量元素成熟和普及。為此，2017年以大花葉子綠豆為材料進行盆栽試驗，研究不同施鉬處理對綠豆生長發(fā)育、鮮草產量、營養(yǎng)價值及養(yǎng)分吸收的影響，以推動鉬肥的合理施用和綠豆的高效種植。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試土壤為黃褐土，其理化性狀為：有機質14.22 g/kg；堿解氮71.4 mg/kg；有效磷18.3 mg/kg；速效鉀228 mg/kg；有效鉬0.17 mg/kg；pH 7.82；供試綠豆品種是從國家種質資源庫引進的大花葉子綠豆(big lace-leafV.radiata)。

1.2 試驗方法

設4種鉬肥處理，分別為對照(Mo0)、低量鉬肥(Mo1)、中量鉬肥(Mo2)、高量鉬肥(Mo3)，即每kg土分別施入0、2、6、12 mg鉬酸銨。每個處理播種4 盆，每盆裝磨碎過篩(2 mm)風干土壤7 kg，鉬肥與土壤充分混合，播種6～8 粒，定苗3 株。4 月15 日播種，在綠豆盛花期收獲。試驗期間不定期澆水、除草及噴施農藥。

1.3 測定項目及分析方法

1.3.1 綠豆生理指標的測定 從綠豆分枝期開始，每隔1周用直尺測量株高。綠豆在盛花期收獲，保留整個植株，用去離子水沖洗干凈，分別稱量每盆的鮮重、地上部和地下部鮮重和根瘤重，然后105 ℃殺青30 min，75 ℃烘干至恒重[14]。分別稱量地上部和地下部干物質重量。植物樣品粉碎過篩后測定養(yǎng)分含量。

1.3.2 綠豆養(yǎng)分含量和品質的測定 植株樣品經H2SO4-H2O2消煮后，全氮(包括粗蛋白)用奈氏比色法測定，全磷用釩鉬黃比色法測定，全鉀用火焰原子吸收法測定。全鉬采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-MS)法測定。用索氏提取法測定綠豆粗脂肪含量，用酸性洗滌劑(ADF)法測定綠豆粗纖維含量，用干灰化法測定粗灰分含量[14]。

1.3.3 數據分析 測定結果用Excel 2003和SPSS 19.0軟件進行作圖和0.05水平的鄧肯氏(Duncan's)新復極差檢驗分析。

2 結果與分析

2.1 鉬肥用量對綠豆生長的影響

表1 4種鉬肥水平下的綠豆盛花期長勢

注：同列數據后的不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

如表1顯示，株高、莖粗、根瘤重均有增加趨勢說明，施用一定量的鉬肥對綠豆生長有促進作用；Mo1和Mo2處理的生物量(鮮重、干重)也比對照處理有顯著提高，鮮草產量分別比對照增產15.3%和22.3%；但Mo3處理對綠豆生長有顯著的抑制作用，株高比對照降低了23.8%，鮮草產量比對照降低了27.5%。過量的鉬對根瘤也沒有好處，高鉬處理根瘤量與對照沒有顯著差異。

2.2 鉬肥用量對綠豆盛花期植株品質的影響

表2 4種鉬水平下綠豆盛花期鮮草營養(yǎng)成分

從表2可看出，與長勢類似，綠豆植株內的粗蛋白、粗脂肪等營養(yǎng)成分含量隨施鉬量的增加呈先上升后降低的趨勢，Mo2處理下綠豆植株的粗蛋白、粗脂肪含量最高，分別比對照增加31.0%和11.5%，而粗纖維含量則比對照降低3.2%，說明施用鉬肥尤其是中量鉬肥有利于提高綠豆鮮草的營養(yǎng)品質和飼喂適口性，也能在一定程度上增加綠豆的粗灰分含量。

2.3 鉬肥用量對綠豆植株養(yǎng)分含量和累積量的影響

2.3.1 鉬肥用量對綠豆植株養(yǎng)分含量的影響

表3 4種鉬水平下綠豆盛花期干草中氮、磷、鉀、鉬含量

表3顯示，隨著施鉬量的增加，綠豆植株中的N含量呈先上升后下降的趨勢，Mo2處理下綠豆植株含N量最高，Mo3處理的綠豆N含量比Mo2處理顯著降低，說明鉬對植株體內氮濃度有顯著影響；而P、K含量則隨著施鉬量的增加有降低趨勢，但各處理之間無顯著差異，說明鉬對植株體內磷鉀濃度影響不顯著；植株鉬含量隨著施鉬量的增加而顯著增加，說明植株體內鉬濃度受環(huán)境中的鉬濃度影響較大。

2.3.2 鉬肥用量對綠豆植株養(yǎng)分積累量的影響

表4 4種鉬水平下綠豆盛花期干草中氮磷鉀鉬養(yǎng)分積累量

從表4可看出，隨著施鉬量的增加，綠豆的氮吸收積累量呈先上升后下降的趨勢，Mo2處理下綠豆氮積累量最高，比對照增加62.2%，而Mo3處理下的綠豆氮積累量比其他施鉬處理顯著降低，適量施鉬促進了綠豆吸收積累氮素，但過量的鉬由于抑制了綠豆生長而妨礙了綠豆吸收積累氮素；磷、鉀的吸收積累與氮有相同趨勢且處理間差異均達顯著水平(P<0.05)，Mo2處理下綠豆磷和鉀的積累量最高，分別比對照組高15.4%和19.3%，鉬的吸收積累則隨著施鉬量的增加而顯著增加。

3 結論與討論

施用一定量的鉬肥對綠豆生長有促進作用，鮮草產量顯著提高15%以上，這與其他研究者在其他作物上的研究結果基本一致[1-3]。但過量的鉬對綠豆生長有顯著抑制作用，高鉬處理鮮草產量比對照(不施鉬肥)還低27.5%，許多研究者也報道了類似現象，不同的只是鉬過量的臨界值有差異，劉鵬等發(fā)現不同植物之間耐高鉬能力差別很大，豆科植物對鉬的忍耐力更強，大多數植物體內鉬濃度小于100 mg/kg時一般不會出現鉬中毒，大豆對鉬的忍耐力較強的原因可能得益于根瘤菌有較強的耐高鉬能力[15]；極端條件下鉬中毒的植物莖葉會產生褪綠和黃化現象，認為可能與Fe代謝受阻有關。對于飼用植物來說，植物體內鉬含量超過10 mg/kg時將對動物產生毒害，通常要求飼料中含鉬量不超過5 mg/kg的臨界標準，以防止動物中毒[1]。本研究的高鉬處理(Mo3)植株含鉬量超標，植物生長雖然受阻但植物本身并未產生鉬中毒現象，而Mo1、Mo2處理植株含鉬量均未超標，其中Mo2處理綠豆鮮草中的粗蛋白和粗脂肪含量最高，粗纖維含量較低，氮磷鉀養(yǎng)分吸收積累量最多，營養(yǎng)品質和飼喂適口性最好。