ALA叶面肥对制种玉米光合特性和产量的影响

汪小叶 程红玉 王俊科 陈 叶

（河西学院农业与生态工程学院，甘肃张掖 734000）

5-氨基乙酰丙酸（ALA）是合成叶绿素的关键原料，能促进植物碳水化合物向地下部转运从而加快地下部器官生长。郭彦兵等[1]认为ALA可以促进马蹄莲的光合作用并提高产量，加快营养物质向地下部转移，改善种球品质；张帅等[2]在百合中研究证明叶面喷施ALA可以改善叶绿素含量促进百合植株生长；前人在玉米、甜叶菊、叶菜、葡萄、番茄、辣椒和百合中的研究表明，ALA可以提高作物产量[3-8]。美国、日本、加拿大等国已将ALA广泛应用于提高农产品的产量和品质[9]，而ALA在粮食作物中的应用鲜见报道。甘肃省张掖市位于甘肃省西北部河西走廊中段，由于降水量少、蒸发量高，所产种子籽粒饱满、发芽率高、水分含量低、商品性能好，因此是我国最佳的玉米种子繁育地带，被誉为“天然玉米种子生产王国”。为此，本研究以杂交制种玉米郑单958为研究对象，通过叶面喷施不同浓度ALA叶面肥，探讨其对玉米光合特性和产量的影响，为该叶面肥在制种玉米生产中的推广应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区概况试验于2018年4-10月在甘肃省张掖市临泽县沙河镇新丰村种植地（39°09′N，100°11′E）进行。该区地处河西走廊中部，属大陆性荒漠气候。海拔约1453m，年平均气温7.7℃，无霜期176d，年均降水量118.4mm，前茬作物为制种玉米。试验地土壤为灌漠土，耕层（0～20cm）土壤有机质15.52g/kg，全氮0.584g/kg，碱解氮66.5mg/kg，速效磷13.34mg/kg，速效钾157.65mg/kg，pH值8.2。

1.2 试验材料参试玉米杂交品种为郑单958（母本：郑58；父本：昌7-2），由润丰源种业有限公司生产；5-氨基乙酰丙酸（ALA）液体肥料由张掖科欣生化科技有限公司提供（ALA含量为0.6g/L）。

1.3 试验设计试验设5个处理，将ALA样品分别稀释为2000倍、1500倍、1000倍和500倍液4个浓度水平（对应浓度分别为0.30mg/L、0.45mg/L、0.60mg/L和1.20mg/L），分别命名为A1、A2、A3、A4，以清水为对照，重复3次，分别于6月8日、6月18日、6月28日各喷施1次。小区面积30m2（10m×3m），保护行1.5m，田间走道50cm。于2018年4月12日采用点播方式播种，行距50cm，株距20cm，种植密度105000株/hm2。施尿素300kg/hm2（含N 46.0%），其中50%基施，50%在拔节期结合灌水追施；磷酸二铵450kg/hm2（含N 18%，P2O546%）全部作基肥一次性施入。其他管理同当地大田。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 光合特性的测定在吐丝期观测日的9：00-11：00采用TPS-2便携式光合系统测定叶片光合参数，便携式叶绿素测定仪测定相对叶绿素SPAD值。各处理随机选取样株15株，测定穗位叶的叶绿素含量（SPAD）、净光合速率（Pn，µmol/m2·s）、气孔导度（Gs，mol/m2·s）、蒸腾速率（Tr，mmol/m2·s）、胞间CO2浓度（Ci，µmol/mol）。

1.4.2 产量及其构成因素的测定每小区选3个有代表性的样方（面积为2m2）调查成穗数，随机选取15株，收获果穗，室内考种，测定穗粒数、穗长、穗粗、百粒重，成熟期单独收获计产。

1.5 数据分析采用Excel 2003进行数据处理，SPSS 17.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 ALA叶面肥对玉米叶片叶绿素含量（SPAD）的影响由图1可知，随着ALA叶面肥稀释倍数的增加，玉米叶片的叶绿素含量呈现先增后减的趋势。对照的叶绿素含量为60.09，A1、A2、A3和A4处理的叶绿素含量分别为72.94、76.68、75.82和70.93。与对照相比，A1、A2、A3和A4处理的叶绿素含量分别增加了21.38%、27.61%、26.18%、18.04%。经统计分析，各处理与对照差异均达显著性水平。在低浓度下，随着ALA叶面肥浓度的升高，玉米叶片的叶绿素含量随之增加，但浓度超过1500倍液（A2）后，叶绿素含量反而出现下降，说明ALA叶面肥浓度过高，会抑制叶绿素的合成，也说明使用1500倍液有利于叶片中叶绿素含量的提高。

2.2 ALA叶面肥对玉米叶片净光合速率（Pn）的影响由图2可知，不同处理玉米穗叶（功能叶）的净光合速率（Pn）呈现先增大后逐渐下降的趋势。对照的净光合速率为19.14µmol/m2·s，A1、A2、A3和A4处理的净光合速率分别为21.14µmol/m2·s、25.24µmol/m2·s、25.19µmol/m2·s和20.62µmol/m2·s。其中，A1、A2、A3、A4处理与CK相比，Pn分别增加了10.45%、31.87%、31.61%、7.73%，经统计分析，A2和A3与对照差异均达显著性水平，而其他处理与对照差异不显著。说明喷施ALA 1000～1500倍液叶面肥能显著促进玉米叶片的净光合速率，其中以A2处理效果最佳。

2.3 ALA叶面肥对玉米叶片蒸腾速率（Tr）的影响由图3可知，喷施ALA叶面肥能够提高玉米穗叶（功能叶）的蒸腾速率（Tr）。对照的蒸腾速率为4.24mmol/m2·s，A1、A2、A3和A4处理的蒸腾速率分别为6.96mmol/m2·s、7.29mmol/m2·s、5.94mmol/m2·s和5.43mmol/m2·s。处理A1、A2、A3和A4与对照比较，Tr分别增加64.15%、71.93%、40.09%和28.07%，其中A2处理的Tr最高。经统计分析，处理A1、A2和A3与CK差异均达显著水平，而A4与CK间相比差异不显著，说明低浓度的ALA叶面肥能够提高玉米穗叶（功能叶）的蒸腾速率（Tr），高浓度处理则抑制蒸腾速率。

2.4 ALA叶面肥对玉米叶片胞间CO2浓度（Ci）的影响由图4可知，喷施ALA叶面肥后，不同处理对玉米吐丝期穗叶（功能叶）的胞间CO2浓度（Ci）影响不同。对照的胞间CO2浓度为372.20µmol/mol，A1、A2、A3和A4处理的胞间CO2浓度分别为340.20µmol/mol、308.80µmol/mol、336.60µmol/mol和364.60µmol/mol。总体上看，不同处理的叶片胞间CO2浓度（Ci）均低于对照，其中，A4处理接近于对照处理，仅下降了2.04%，而A1、A2和A3与CK相比，分别下降了8.60%、17.03%和9.56%。经统计分析表明，处理A1、A3和A4与CK相比差异不显著，而A2与CK相比，差异达显著水平，而A2和A4相比，差异也达显著水平。由此说明，喷施ALA叶面肥后，降低了叶片胞间CO2浓度（Ci），提高了CO2的利用率。

2.5 ALA叶面肥对玉米叶片气孔导度（Gs）的影响由图5得知，喷施ALA叶面肥浓度增加，气孔导度呈现先增加后减少的趋势。对照的气孔导度为663.00mol/m2·s，A1、A2、A3和A4处理的气孔导度分别为737.20mol/m2·s、848.00mol/m2·s、791.00mol/m2·s和681.00mol/m2·s。A1、A2、A3、A4的气孔导度与CK比较，分别增加了11.19%、27.90%、19.31%、2.71%，其中A2增加最为明显。经统计分析，A2、A3较CK相比差异显著，而A1和A4较CK相比差异不显著。说明喷施ALA叶面肥对增加叶片Gs有促进作用，其中以A2处理效果最佳。

2.6 不同浓度ALA叶面肥对玉米产量及其经济效益的影响由表1可知，不同处理对穗长和穗粗的影响不同。A1、A2、A3和A4处理的穗长与对照比较，分别增加0.94%、6.96%、5.08%和0.31%，且A2与对照差异达显著水平，其他处理与对照差异不显著。A1、A2、A3和A4处理的穗粗与对照比较，分别增加5.09%、7.33%、6.72%和1.22%，且A2和A3与对照差异达显著水平，而不同处理间差异不显著。同样，ALA叶面肥处理使玉米穗粒数有不同程度的提高，其中A1、A2、A3与CK的穗粒数差异显著；以A2处理最高，较CK增加8.93%。随着喷施ALA叶面肥浓度的增加，玉米百粒重呈先增后减的趋势，以A2处理为最高（38.028g），较CK增加0.917g，ALA叶面肥的其他处理间差异不显著。

由表1可知，A1、A2、A3和A4处理折合产量分别较CK增产7.52%、11.62%、9.73%和1.42%，且A2处理产量最高（12800.49kg/hm2），其中A1、A2和A3与CK相比，差异达显著水平，A4处理与对照差异不显著。A1、A2、A3和A4处理与CK比较，经济效益分别增加7.52%、11.62%、9.73%和1.42%，其中A1、A2和A3与CK相比，差异均达显著水平，A4处理差异不显著。由此说明，A2处理产量最高（12800.49kg/hm2），经济效益增加最明显。

表1 ALA叶面肥对玉米经济性状的影响

3 讨论与结论

5-氨基乙酰丙酸（ALA）是一种多功能的生长调节剂。李美善等[10]研究表明，始穗期喷施低浓度的ALA（2.5～5.0mg/L）能够提高水稻籽粒的增长速率和籽粒重量。魏中伟等[11]研究表明，1mg/L ALA的叶面肥能够提高水稻的光合作用，使产量增加3.2%～4.0%。姚素梅等[12]研究发现，ALA能够提高小麦光合速率。程红玉等[13]研究显示ALA叶面肥在春小麦中有显著的增产作用。本研究结果表明，在制种玉米上喷施ALA叶面肥，能够增加制种玉米叶片的叶绿素含量，从而提高净光合速率（Pn），增加产量，且随着浓度的升高呈先升高后降低的变化趋势，这与前人在小麦[14-15]、草莓[16]和梨[17]等植物上的研究结果一致，说明随着ALA不断进入源（叶片），有利于库（籽粒）的积累。试验表明，ALA 叶面肥也能够提高玉米的蒸腾速率（Tr）和气孔导度，降低胞间CO2浓度（Ci），这与前人在水稻和小麦中的研究结果一致。说明ALA叶面肥通过调节气孔因素，直接或间接地促进了光系统的捕光能力，提高了碳源的利用，促进了碳同化。

本研究中，在玉米制种田喷施ALA叶面肥后，能够增加制种玉米叶片的叶绿素含量，从而提高净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs），降低胞间CO2浓度（Ci），其中，喷施1500倍液（ALA浓度为0.45mg/L）的处理与对照相比，叶绿素含量提高27.61%，净光合速率提高31.87%，增产11.62%，效果最佳。建议在制种玉米生产中使用ALA浓度0.45mg/L的ALA叶面肥，以达到增产增效的目的。