磷酸二氫鉀對(duì)春小麥葉綠素含量及干物質(zhì)積累的影響

劉孝成, 楊會(huì)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(qū)農(nóng)牧機(jī)械技術(shù)推廣站, 新疆 塔城 834700;3.塔城地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心, 新疆 塔城 834700; 4.塔城地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所, 新疆 塔城 834700;5.塔城地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)檢測(cè)中心, 新疆 塔城 834700;6.遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心, 沈陽(yáng) 110033)

小麥?zhǔn)撬堑貐^(qū)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(qū)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(duì)土壤中營(yíng)養(yǎng)元素的吸收能力也隨之降低[1],而此時(shí)噴施葉面肥可補(bǔ)充根系吸收養(yǎng)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(chǎn)量、籽粒蛋白質(zhì)含量及濕面筋值[5]。為探索春小麥高產(chǎn)種植技術(shù),特進(jìn)行灌漿期葉面噴肥試驗(yàn),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(zhì)積累的差異,以期充分發(fā)揮其產(chǎn)量潛力,為小麥配套栽培技術(shù)的建立提供理論及實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2022年在塔城地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所開展。前茬作物為冬小麥,土壤為棕鈣土,0～20 cm內(nèi)養(yǎng)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(jī)質(zhì)含量1.84%,pH值8.2。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用的核春137品種購(gòu)于額敏春禾豐農(nóng)業(yè)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(shè)置開花期(6月9日)3個(gè)磷酸二氫鉀噴量(根據(jù)小區(qū)面積每667 m2按0,100,200 g噴施,分別以F0、F100、F200表示)。采用裂區(qū)設(shè)計(jì),隨機(jī)區(qū)組排列,每個(gè)小區(qū)面積≥0.353 hm2,3次重復(fù)。田間管理:秋翻前機(jī)械施磷酸二銨20 kg/667 m2作基肥,播種前聯(lián)合整地機(jī)整地。48行小麥播種機(jī)進(jìn)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(bǔ)10 kg/667 m2磷酸二銨(48行播種)。其他田間管理參照常規(guī)大田栽培技術(shù)措施實(shí)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(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1葉綠素含量測(cè)定

小麥開花期選擇生長(zhǎng)均一、同一時(shí)期開花的3株進(jìn)行標(biāo)記,于開花期、花后7,14,21,28,35 d用葉綠素測(cè)定儀測(cè)定旗葉中部葉綠素相對(duì)含量SPAD值,每個(gè)葉片測(cè)量10次,取平均值。

1.3.2干物質(zhì)積累

小麥開花期選擇生長(zhǎng)均一、同一時(shí)期開花的穗進(jìn)行標(biāo)記,于開花期、花后7,14,21,28,35 d,每個(gè)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(shù)據(jù)處理

采用DPS軟件和Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,不同時(shí)期各指標(biāo)的平均值在p=0.05顯著水平上用新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)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(zhǎng)發(fā)育的最后一片葉,一直伴隨到整個(gè)植株衰亡,又因?yàn)槠涮幵谔厥獾目臻g位置,在長(zhǎng)期的進(jìn)化過程中形成了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和生理功能,在小麥生長(zhǎng)發(fā)育后期決定籽粒產(chǎn)量方面起著至關(guān)重要的作用,對(duì)籽粒重量的貢獻(xiàn)占到1/3以上。如圖1、圖2所示,小麥旗葉的SPAD值隨灌漿進(jìn)程大致呈降低的趨勢(shì),其中花后7 d的SPAD值與開花期相比呈略有增加趨勢(shì),增幅為1.84%～3.39%;花后7 d至花后35 d呈下降趨勢(shì),其中尤以HF200處理下降幅度最大,降幅達(dá)84.89%。另外,經(jīng)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(dá)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(shì)有延后表現(xiàn),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(shì)

圖2 窄行勻播種植模式灌漿期SPAD值變化趨勢(shì)

2.2 灌漿期干物質(zhì)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(jìn)程的推進(jìn),單株莖干重呈降低趨勢(shì)(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(dá)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(shí)期下,單株莖干重以窄行勻播種植模式較高,對(duì)此,經(jīng)田間調(diào)查可知,較多的無效分蘗是導(dǎo)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(shì),花后14 d單株葉干重達(dá)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(shì),單株葉干重也在花后14 d時(shí)達(dá)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(shì),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(xù)增加,而開花后28～35 d,單穗干重有降低趨勢(shì)。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(jìn),呈增加的趨勢(shì)(圖3),但各處理籽粒千粒重變化趨勢(shì)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)。花后28 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(shì)

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(shí)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(shí)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(shí)期噴施葉面肥的處理籽粒千粒重與未噴施處理無較大優(yōu)勢(shì),且開花后35 d時(shí),未噴施葉面肥的處理籽粒千粒重達(dá)38.386 g,顯著高于HF100、HF200處理。結(jié)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(duì)核春137旗葉SPAD值的影響

SPAD值是一個(gè)相對(duì)葉綠素含量讀數(shù),也稱綠色度,是指用SPAD這種方法測(cè)量的葉綠素濃度[6],有研究表明,灌漿期小麥旗葉SPAD值隨時(shí)間呈降低趨勢(shì),且SPAD值與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)(p<0.05),與千粒重呈極顯著正相關(guān)(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(fēng)透光性好,營(yíng)養(yǎng)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(jìn)小麥灌漿的同時(shí),窄行勻播較多的小穗加劇了個(gè)體競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)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(zhǎng)奠定了良好的基礎(chǔ),花后補(bǔ)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(duì)核春137干物質(zhì)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(yíng)養(yǎng)器官中貯藏物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn);二是花后植株葉片、非葉光合器官光合同化物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)。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(xù)增加,其中開花后35 d時(shí)SF100處理單穗干重達(dá)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(duì)此,有研究表明[10],開花后群體干物質(zhì)積累量約相當(dāng)于籽粒產(chǎn)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(dá)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(shí)期莖干重卻沒有類似變化趨勢(shì),這與邵凱[11]在研究播種行距和密度對(duì)春小麥植株個(gè)體單株莖鞘物質(zhì)積累及垂直分配影響的數(shù)據(jù)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(jìn)一步探討。

3.3 噴施磷酸二氫鉀對(duì)核春137籽粒千粒重的影響

李劍鋒等[12]用Logistic方程對(duì)9個(gè)新疆主栽品種的籽粒生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)進(jìn)行擬合,結(jié)果表明,籽粒干物質(zhì)積累的動(dòng)態(tài)變化呈慢-快-慢的“S”型曲線增長(zhǎng)過程。本試驗(yàn)亦表明,籽粒千粒重日增重也呈慢-快-慢的變化趨勢(shì),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(gè)體間的競(jìng)爭(zhēng),使得大小穗之間籽粒千粒重差異增大,最終導(dǎo)致整株籽粒千粒重較低。