腐植酸施用方法对绿豆产量及其构成因子的影响

刘雪娇茹雪峰高同国*译

(1 韩国庆北大学应用生物科学学院 大邱 702-701

2 巴基斯坦开伯尔-普什图农业大学 白沙瓦 25000

3 巴基斯坦开伯尔-普什图农业推广学院 布内尔 999010

4 阿曼尼兹瓦大学生物科学与化学学院 尼兹瓦 518103

5 美国密苏里大学植物科学学院和大豆生物技术国家中心(NCSB) 哥伦比亚 999076

6 河北农业大学生命科学学院 保定 071001

7 保定市清苑区第一中学 保定 071100)

腐植酸施用方法对绿豆产量及其构成因子的影响

刘雪娇6茹雪峰7高同国6*译

(1 韩国庆北大学应用生物科学学院 大邱 702-701

2 巴基斯坦开伯尔-普什图农业大学 白沙瓦 25000

3 巴基斯坦开伯尔-普什图农业推广学院 布内尔 999010

4 阿曼尼兹瓦大学生物科学与化学学院 尼兹瓦 518103

5 美国密苏里大学植物科学学院和大豆生物技术国家中心(NCSB) 哥伦比亚 999076

6 河北农业大学生命科学学院 保定 071001

7 保定市清苑区第一中学 保定 071100)

为了探索腐植酸(HA)的施用方法，在白沙瓦开伯尔-普什图省农业大学的农业研究农场内进行了完全随机区组设计试验，并设置3次重复。HA的施用方法分为浸种、叶片喷施和土壤施用3种。HA的施用方法对绿豆单株结荚数、每荚粒数、千粒重和籽粒产量具有显著影响，而对绿豆生物量影响不大。每公顷土地施用3 kg HA能显著提高绿豆结荚率、千粒重和产量；而土壤中加入1 kg/hm2和2 kg/hm2HA，浓度为0、1%、2%的HA浸种和0.01%、0.05%、0.1%的HA叶面喷施3种方法所得到的结果在统计学上相似。由此得出结论：3种施用HA的方法均能显著提高绿豆产量及其构成因子。

绿豆 腐植酸 浸种 叶面喷施 土壤施用 产量

绿豆[Vigna radiata (L.)，Wilczek]是蛋白质的一种重要来源，自古以来被种植在以谷类为主要食物的印巴次大陆。绿豆因其种子可食用而被种植，其种子可以用于煮、发酵、烘烤、生芽或碾磨。与其他豆类相似，绿豆种子常被碾碎，然后制作成一种咖喱酱。绿豆也常常用来制作汤、面条、面包、甜食，加香料烘烤的绿豆种子同样受到人们的欢迎。在南亚，降雨和灌溉交替的条件下种植300万公顷的改良绿豆，年产量可达3100万吨。大多数低收入国家绿豆消费水平从22%增加到66%。即便如此，旱作地区由于稀少、不稳定的降雨和贫瘠的土壤，绿豆产量普遍较低且不稳定。

腐植酸(HA)是土壤有机质结构中重要的核心组成成分，被许多科学家、农学家和农民用来改善土壤条件和促进植物生长。在植物中，HA因对酶活性、营养物质积累和生长有促进作用，而被称为“植物的食物”。HA对高碳水化合物类作物如马铃薯、胡萝卜、玉米、水稻、小麦等的效果最显著。HA中含51%～57%的C、4%～6%的N、0.2%～1%的P和其他少量微量元素。每公顷土壤施用1.0 kg HA能明显促进小麦、玉米、棉花、甜菜、花生产量提高(20%)和土壤理化条件的改善。 微量HA的应用效果同样适于改善作物的酶学特性。用HA处理种子对进一步提高作物产量非常有利。

作物施用微量营养物质通常有3种方法：土壤施肥、叶面喷施和种子处理。叶片喷施微量营养物质是有效的，但反复喷施需要消耗大量的器材、肥料和劳动力等所需成本太高，导致资源匮乏地区的农民不能广泛使用这种方法。同样，在土壤中施用大量的高质量微量元素肥料也令人无法承受。为了提高植物微量营养元素的含量，用微量元素处理种子是一种简单且廉价的方法。

为了充分利用HA在农业应用上的巨大潜力，本试验研究了HA的不同施用方法对提高绿豆产量及其构成因子的影响。

1 材料和方法

1.1 试验地

白沙瓦地处亚热带、半干旱大陆性气候，气候温热，年均降雨量约为360 mm。夏季( 5～9月)平均最高温度40 ℃，最低温度25 ℃。冬季(12月～次年3月底)平均最低温度4 ℃，最高温度18.4 ℃。冬季最高降雨量在3月，夏季在8月，且冬季平均降雨量高于夏季。试验土壤中N、P、可利用态Zn缺乏，但K元素充足。灌溉水来自运河水。

试验区土壤理化性质：砂8.7%，淤泥51.3%，粘土40%(纹理类；粉质粘壤土)，有机质0.845 g/kg，全氮0.04 g/kg，碳酸钙14.4%，pH(1∶1)8.02，电导率0.87 ds/m、利用AB-DTPA提取营养元素磷(3.80 mg/kg)、钾(105 mg/kg)，锌(0.86 mg/kg)。

1.2 试验方案

本试验于2007年夏季，在白沙瓦(北纬34°01’，东经71°35’)开伯尔-普什图省农业大学农业研究农场开展。试验采用完全随机区组设计方法，并设置3次重复。播种期基施6 0 k g/h m2P，第一次灌溉时追施25 k g/h m2N。“N M-92”绿豆种子用量为25 k g/h m2，小区规格为4 m×5 m，共8行，行长4 m，行间距为50 cm。“NM-92”是巴基斯坦费萨拉巴德的农业和生物学核研究所(NIAB)将当地突变体“NM-36”与来源于亚洲蔬菜研究与发展中心(AVRDC)的外来品种(种质保藏号VC 2768B)杂交获得的绿豆品种，并于1996年被批准种植。褐煤HA购自当地腐植酸生产机构(白沙瓦开伯尔-普什图省农业大学土壤与环境科学系)。种子萌发处理：分别用浓度为0.5%、1%、1.5%、2%的HA催芽绿豆种子8小时，种子发芽后，用自来水冲洗并在空气中晾晒约2小时，以避免播种时粘手。土壤施用处理：分别将1、2、3 kg/hm2的HA加入到苗床土壤中。对于喷施处理：在绿豆5～6叶期，分别用0.01%、0.05%、0.1%浓度的HA进行叶面喷施。农业种植管理措施如灌溉、除草、锄地等，各处理保持一致。

1.3 试验设计

各处理具体如下，处理1：干种子(对照)；处理2：蒸馏水浸种处理；处理3：0.5%HA催芽；处理4：1%HA催芽；处理5：1.5%HA催芽；处理6：2%HA催芽；处理7：土壤施用1 kg/hm2HA；处理8：土壤施用2 kg/hm2HA；处理9：土壤施用3 kg/hm2

HA；处理10：叶面喷施0.01% HA；处理11：叶面喷施0.05%HA；处理12：叶面喷施0.1%HA。

记录绿豆单株结荚数，每荚粒数，千粒重(g)，生物量(kg/hm2)，籽粒产量(kg/hm2)和收获指数(%)。每个试验区中随机选取10株绿豆，统计每株绿豆结荚数，并取平均值。每个试验区随机选取10个豆荚，统计每个豆荚籽粒数量，其平均值即为该绿豆品种荚内籽粒数量。每个试验区随机选取1000粒绿豆种子，用电子天平称重。统计生物量和籽粒产量：每个试验区选取有代表性的4行成熟绿豆收割，每4行捆绑成束，每束晒干后用弹簧秤称重，其数值即为生物量(kg/hm2)；将豆荚摘下，晒干，脱粒，用电子天平称重，其数值即为籽粒产量。

1.4 数据分析

试验数据用Excel工作表记录，根据随机区组试验设计采用方差分析法进行数据分析，平均值比较采用LSD检验(显著水平为0.05)，5个产量指标HA各处理间以及对照与其他处理组间均采用单自由度法进行比较。

2 结论与讨论

2.1 单株结荚数

绿豆单株结荚数见表1。表中数据表明，绿豆单株结荚数受HA施用方法的影响明显。土壤中施入3 kg/hm2HA时，单株结荚数最多，其次为叶面喷施0.05%和0.1%HA处理(两者作用相当)，干种子组单株结荚数最小。

样本均数比较结果表明：对照组与其余组、对照组与蒸馏水浸种组、种子催芽组与叶面喷施组、种子催芽组与土壤施用组比较，单株结荚数差异均显著；而叶面喷施和土壤施用组单株结荚数差异不显著(表2)。相比其他各组和蒸馏水浸种组，干种子组单株结荚数较少；相比土壤施用组和叶面喷施组处理，催芽组单株结荚数较少；土壤施用HA单株结荚数高，与土壤能直接和间接促进植株生长这一固有性质相关。总之，土壤施用HA能改变土壤的松散度、含氧量、渗透性，提高土壤储水能力。此外，HA可以增强土壤微生物活性，从而增加土壤中有机质矿化率和溶解率，进一步提高了大量和微量元素的可用性，以满足作物快速生长的需要。

HA的激素活性也可以调节内激素活动机制。Ashraf等对绿豆单株结荚数有类似研究，他们发现先用0.005%水溶性HA浸泡，然后进行喷施，可以显著提高绿豆单株结荚数。本试验研究结果与Shuixiu和Ruizhen的研究结果一致，即KOMIX(一种含HA有机肥)能显著提高春大豆单株结荚数。Almarshadi和Ismail发现，在干旱条件下，HA可通过提高土壤储水能力来提高大麦分蘖数，这与本试验结果一致。

表1 施用HA的不同方法对绿豆单株结荚数、每荚粒数、千粒重、籽粒产量和生物量的影响Tab.1 Pods/plant, grains/pod, thousand grain weights, grain yield and biological yield as affected by humic acid (HA) application methods in mungbean

表2 样本均值比较不同施用HA的方法对绿豆单株结荚数、每荚粒数、千粒重、籽粒产量和生物量的影响Tab.2 Planned mean comparisons for pods/plant, grains/pod, thousand grain weights, grain yield and biological yield as affected by humic acid (HA) application methods in mungbean

2.2 每荚粒数

数据统计分析结果表明，HA不同施用方法显著影响每荚粒数。与对照组相比，HA各种施用方法得到的每荚粒数多于对照组，并且各种应用方法间每荚粒数差异不显著。土壤施用3 kg/hm2的HA所得绿豆每荚粒数最多；次之为1.5%HA浸种(11.7)，两者在同一水平上；蒸馏水浸种组每荚粒数最少(9.4)，见表1。

样本均数比较结果表明，对照组与其余组、对照组与蒸馏水浸种组每荚粒数差异显著，而其他处理对比差异均不显著(表2)。与其余处理组和蒸馏水浸种组相比，干种子组每荚粒数较少。

每荚粒数较高可能源于HA对叶绿素含量的间接正向作用。叶绿素含量的增加促进光合作用，反过来使更多的光合产物生成更多沉积物。这在大多数作物如芥末、甘蓝拉亚、旱稻、小麦中具有典型效果。HA单独使用或与推荐剂量的全部大量元素配合使用均能提高每荚粒数。Vanitha、Almarshadi、Atak、Sharif、Ashraf等的研究与本研究结论一致。

2.3 千粒重

千粒重数据和样本均值比较结果分别见表1和表2。数据表明，施用HA显著影响绿豆千粒重。土壤施用3 kg/hm2HA绿豆的千粒重值达到最大，其次为每公顷施用2 kg/hm2HA，干种子组的千粒重最小。样本均数比较表明，对照组与其余组、对照组与蒸馏水浸种组相比千粒重差异显著，而其他处理相比千粒重差异均未达到显著水平。与其他处理组和蒸馏水浸种组比较，干种子组绿豆的千粒重数值较低。

许多学者研究了HA对根的生长和形成的巨大作用。HA的应用使根长度增加，从而促进根吸收大量和微量元素。土壤施用HA增加绿豆粒重，表明HA有效增加土壤养分吸收、促进植株生长。HA通过缓解细胞膜的通透性，提高营养元素尤其是N元素的吸收和积累。同样，Solaiman等将鹰嘴豆千粒重的显著提高和其他生长参数的增加归因于营养元素的应用。植物对大量和微量元素包括磷、钾、钙、镁、铁、锌等的高吸收也要归功于HA的施用。上述结果与Khan、Sharif、Atak、Thenmozhi等的研究结果一致。

2.4 籽粒产量

数据表明，施用HA能显著提高绿豆的籽粒产量。土壤施用3 kg/hm2HA的绿豆籽粒产量最高，施用2 kg/hm2HA效果次之(表1)，干种子组绿豆籽粒产量最低。样本均值比较结果表明，对照组与其余组、对照组和蒸馏水浸种组相比，籽粒产量差异显著，而其他处理组籽粒产量差异均不显著。 与其他处理组和蒸馏水浸种组相比，干种子组绿豆籽粒产量值最低(表2)。

HA施用增加籽粒产量的试验结论验证了Khan、Vanitha、Mohandass、Thenmozhi、David、Samule、Albayrak、Almarshadi和Ismail等的研究结果。这些学者发现，施用HA能提高很多作物的产量，例如：小麦、旱稻、花生、油菜、甘蓝拉亚、大麦等。本试验中，土壤施用3 kg/hm2HA籽粒产量的提高可能与产量相关组成成分提高有关。该试验结果在Sarir、Sharif、Shuixiu等文章中得到进一步证实。

2.5 生物量

HA施用方法并没有显著影响生物量(表1)。样本均值比较结构表明，对照组和其余组、对照组和蒸馏水浸种组相比，生物量差异显著，而其他处理组生物量差异均不显著(表2)。与其余组和蒸馏水浸种组比较，干种子组绿豆生物量值最低。类似的研究还有Ashraf等发现土壤中施用HA可显著提高绿豆总干物质含量。

3 结论

HA是土壤有机质中重要的核心组成成分，被许多科学家、农学家和农民用来改善土壤条件和促进植物生长。 土壤施用3 kg/hm2HA，提高了绿豆结荚率、千粒重和籽粒产量。然而，统计结果表明，其效果与土壤施用1 kg/hm2、2 kg/hm2的HA、浓度为0、1%、2%的HA催芽和叶面喷施0.01%、0.05%、0.1%的 HA类似。由此得出结论：3种施用HA的方法均能显著提高绿豆籽粒产量及其构成因子。

致谢和参考文献(略)

译自：American Journal of Plant Sciences，2014，(5)：2269～2276。

Muhammad Waqas1，2，3, Bashir Ahmad2, Muhammad Arif2, Fazal Munsif2, Abdul Latif Khan1，4, Muhammad Amin2, Sang-Mo Kang1, Yoon-Ha Kim1，5, In-Jung Lee1著

Evaluation of Humic Acid Application Methods for Yield and Yield Components of Mungbean

Muhammad Waqas1,2,3, Bashir Ahmad2, Muhammad Arif2, Fazal Munsif2, Abdul Latif Khan1,4, Muhammad Amin2, Sang-Mo Kang1, Yoon-Ha Kim1,5, In-Jung Lee1write, Liu Xuejiao6, Ru Xuefeng7, Gao Tongguo6*translate
(1 School of Applied Biosciences, Kyungpook National University in Korea, Daegu, 702-701
2 Khyber Pakhtunkhwa Agricultural University in Pakistan, Peshawar, 25000
3 Department of Agriculture Extension, Khyber Pakhtunkhwa in Pakistan, Buner, 999010
4 Department of Biological Sciences and Chemistry, University of Nizwa in Oman, Nizwa, 518103
5 Division of Plant Sciences and National Center for Soybean Biotechnology (NCSB), University of Missouri in USA, Columbia, 999076
6 College of Life Sciences, Hebei Agricultural University, Baoding, 071001
7 Qingyuan District No.1 Middle School, Baoding, 071100)

A triplicate fi eld experiment laid out in randomized complete block design was conducted to evaluate different humic acid (HA) application methods at Agricultural Research Farm, of KPK Agricultural University, Peshawar. Threemethods of HA application: seed priming, foliar spray and soil application were included in the experiment. Humic acid application methods signifi cantly affected pods plant-1, grains pod-1, 1000 grain weights, and grain yield whereas biological yield was not signifi cantly affected by HA application methods. Humic acid application at the rate of 3 kg/hm2resulted in higher number of pods plant-1, thousand grain weights and grain yield, however it was statistically similar to the treatments where HA was soil applied at rate of 1 and 2 kg/hm2, seed priming with 0 (water soaked), 1%, 2% HA solution and foliar spray with 0.01%, 0.05% and 0.1% of HA solution. It is concluded that HA application in all the three methods signifi cantly enhances grain yield and yield components of mungbean.

mungbean; humic acid; seed priming; foliar spray; soil application; yield

TQ314.1，S522

A

1671-9212(2016)06-0036-05

2016-09-28

刘雪娇，女，1991年生，在读硕士研究生，主要从事植物真菌病害及生物防治研究。*通讯联系人：高同国，男，博士/讲师，E-mail：gtgrxf@163.com。