花后喷施叶面肥对小麦生理特性及产量的影响

张嘉程，吕绪方，王稳江

(1.杨凌职业技术学院，陕西 咸阳 712100；2.东明县农业农村局，山东 菏泽 274500)

0 引言

【研究意义】小麦生长发育期间，施肥对其营养及生理生长起到至关重要的作用。高效叶面肥的喷施作为小麦施肥的一个重要方式，对小麦的综合性状会产生一定的影响。其营养元素通过水溶液的形式混匀后通过机器喷洒，使植物能够通过叶片而不是根系吸收。这种肥料的肥效速率高，营养物质能被较快吸收利用，并且对生态环境友好，不易污染土壤环境[1]。近年来叶面肥的使用率大大提升，在肥料使用种类中占有率较高。有研究表明，叶面肥喷施到叶面后能够被迅速吸收，其对营养物质的吸收利用与植物根系的作用方式基本一致，都可以起到良好的肥效，能改善作物的营养、产量品质[2]。NPK是植物生长必需的营养成分，探明小麦花后喷施叶面肥对其生理生化及产量的影响，对提高小麦的产量和品质及小麦生产合理施肥具有重要意义。【前人研究进展】植物生长过程中，当外界环境变化导致土壤中的养分不利于植物根系吸收时，也可以通过植物叶面喷施的方式达到使植物吸收利用营养元素的目的，以开花期喷肥的效果最好，平均产量为7 100.3 kg/hm2，其次是在抽穗期喷肥，平均产量为6 594.5 kg/hm2[3]。前期施用叶面肥能提供植物生长所需营养，并且对后期生殖生长阶段也起相应的重要作用，如延缓植株衰老、提高光合效率、提高产量[4-5]及营养品质等。叶面喷施铁、锌可以提高小麦籽粒中铁、锌含量[6-11]，在小麦开花后喷施叶面肥，能提高粒重，在对籽粒营养品质进行鉴定后发现，喷施叶面肥的也能改善部分营养元素含量[12]。小麦生育后期喷施尿素、磷酸二氢钾和微肥混喷后，千粒重、产量和总评价值分别提高4.14%、15.82%和18.64%[13]；喷施锰、氮、磷、钾等元素对小麦产量和品质有一定影响[14-15]。喷施叶面肥叶片的脯氨酸含量[16]、叶绿素含量[17]、超氧化物歧化酶活性[18]均发生改变并能在一定程度上对植物的抗逆性提供反应性指标，而叶面肥的喷施对小麦抗逆性的作用最终会影响其产量。【研究切入点】籽粒重是小麦产量的重要组成元素，对小麦最终产量的影响较大，如果通过肥料、生长调节剂等手段使后期粒重显著增加，最终小麦产量也将显著增加[19]。研究表明[19]，氮磷钾营养三要素能显著增加小麦的产量，其中营养元素的使用也分阶段，花前花后喷施的作用都非常显著。也有学者研究发现，在小麦生长后期阶段如果继续使用叶面肥，反而会对其生长状况起到负面作用，使最终产量下降[20]。因此，在花后喷施叶面肥对小麦生长及产量的影响如何值得探究。【拟解决的关键问题】通过在小麦花后喷施叶面肥，研究小麦生理生化以及最终产量的变化，为提高小麦的产量和品质及小麦生产合理施肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验在杨凌职业技术学院试验田进行，土壤为褐土类塿土亚类，土壤pH 7.64、碱解氮73.45 mg/kg、速效钾152.69 mg/kg、速效磷19.67 mg/kg。整理土地时加施尿素450 kg/hm2和磷酸二铵500 kg/hm2。

1.2 材料

1.2.1 小麦 品种为西农538，为自繁留存种质资源。

1.2.2 肥料 NH4NO3、KH2PO4、K2SO4和NaH2PO4，均为分析纯，四川西陇科学有限公司生产。

1.2.3 仪器设备 SPAD-502型叶绿素仪，购于日本柯尼卡美能达株式会社。

1.3 方法

1.3.1 试验设计 试验根据肥料种类及喷施浓度设置4个处理，即：T1，0.2% NH4NO3；T2，0.3% NaH2PO4；T3，0.3% KH2PO4；T4，0.2% K2SO4；以喷施等量清水为对照(CK)。2019年10月12号播种，播种量120 kg/hm2。于翌年4月小麦扬花期每隔3 d早晚各喷施1次，持续1周。小区面积为3 m2(1.5 m×2 m)，单区10行，行距0.2 m，每个处理3次重复，每次喷0.6 L/3m2。

1.3.2 指标测定

1) 籽粒灌浆动态指标。选取生育期一致的小麦穗挂牌标记，分别在喷施结束后的第5天开始，每隔5 d取旗叶样品液氮处理，于-80℃冰箱保存，直至第35天，共取样7次，每次6个标记小麦穗，105℃杀青15 min，80℃烘干至恒重，利用Cubic方程拟合花后籽粒的灌浆过程，根据特征参数对籽粒灌浆特性进行分析。

2) 生理指标。取旗叶样品，采用SPAD-502型叶绿素仪测定叶绿素；然后按照氮蓝四哇(NBT)法和愈创木酚法分别测定超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)酶活性。

3) 产量。小麦收获后单打单收，进行脱粒晒干称重，测量其千粒重，3次重复取平均数为最终结果。

1.4 数据统计与分析

使用WPS进行数据统计、处理，通过SPSS 26对数据进行误差分析及作图。

2 结果与分析

2.1 花后喷施叶面肥小麦旗叶各生理指标的变化

2.1.1 叶绿素含量 由图1看出，花后喷施叶面肥各处理叶绿素含量变化各有不同，喷施5 d时各处理叶绿素含量呈T2>T1>CK>T4>T3；之后T1、T2和CK呈下降趋势，T3和T4呈上升趋势，7～25 d时各处理的叶绿素含量均较CK高，25～30 d时叶绿素含量迅速下降，至30 d时各处理呈T3>T2>CK>T4>T1；之后各处理与CK的叶绿素含量水平趋于一致，叶绿素值SPAD接近10。其中，在10～30 d时T3的降速相对较缓，差值为15.55，小于其他4组的差值，说明，T3可以相对提高小麦旗叶叶绿素含量，减缓籽粒灌浆后期叶片衰老，增加光合作用时间，能够有效提升小麦灌浆期效率。

图1 不同处理各时期小麦旗叶的叶绿素值

2.1.2 SOD酶活性 由图2看出，花后喷施叶面肥各处理小麦旗叶的SOD酶活性均呈先升后降趋势。其中，0～15 d时缓慢上升，在第15天时达到峰值，为187.67～212.67 U，呈T1>T2>T3>CK>T4；随后酶活性开始缓慢降低，在25～35 d时迅速降低。其中，5～30 d时，T4与CK的SOD酶活性差异不大，但其余各处理相对于CK均有明显提升；至35 d时各处理的SOD酶活性降至最低，为52.67～85.00 U，呈T2>T3>T1>CK>T4。T1小麦旗叶的SOD酶活性在10～30 d时降速较慢，其下降值呈T2>T4>T3>CK>T1，T1在该时间段内的下降65.33 U，说明，使用叶面肥能够改善小麦后期的生长状况。

图2 不同处理各时期小麦旗叶的SOD酶活性

2.1.3 POD酶活性 由图3看出，花后喷施叶面肥各处理小麦旗叶POD酶活性的变化趋势相似。至5 d时，各处理酶活性为113.67～120.67 U，呈T1>T3>T2>T4>CK；5～25 d时各处理酶活性均呈上升趋势，在第25天时达最大值，为153.7～174.0 U，之后逐渐降低。其中，T1旗叶的POD酶活性在20～25 d时增速较快，25～30 d时仍有显著提升，且之后的下降速度缓慢，平均下降10.8 U/d；其余处理在同时段内的降速相对较快，平均下降10.9 U/d。至35 d时各处理POD酶活性达最低，为52.0～65.3 U。

图3 不同处理各时期小麦旗叶的POD酶活性

2.2 花后喷施叶面肥小麦的灌浆特性

通过非线性拟合回归分析得到不同处理籽粒干重的变化回归模型，Cubic方程的R值均大于0.995，证明方程能够较好地表达小麦的灌浆动态变化。从表1看出，T1和T3对小麦灌浆期的最大灌浆速度及平均灌浆速度提升较为明显，分别为2.891g/d和2.521 g/d、2.704 g/d和2.269 g/d，其中，T3的最大灌浆速度出现时间较其余处理缩短较多；T4导致小麦灌浆快增期持续时间延长，但同时降低快增期的平均灌浆速率；T2与CK的最大灌浆速度及快增期持续时间差异不大，说明其对小麦灌浆速率影响较小。

表1 不同处理小麦籽粒的千粒重Cubic方程特征值

2.3 花后喷施叶面肥小麦的粒重及产量

2.3.1 籽粒干重 从图4看出，不同叶面肥喷施各时期每1 000粒小麦籽粒干重的变化趋势基本相同。各时期T1和T3的籽粒重均较T4、T2高。T1和T3在处理后10～25 d时每1 000粒小麦籽粒的干物质积累速度较快，灌浆速率大，为1.93 g/d和1.85 g/d，在籽粒灌浆后期的(处理后20～35 d时)，其籽粒干重积累速率比T4和T2的高，平均速率为1.25 g/d和1.22 g/d。

图4 不同处理各时期小麦籽粒的干重

2.3.2 籽粒千粒重与产量 从表2看出，各处理小麦籽粒千粒重和产量较CK存在差异。

1) 千粒重。各处理小麦籽粒千粒重为41.068～44.175 g，呈T3>T1>CK>T2>T4，T1和T3小麦籽粒千粒重分别较CK显著增加4.50%和5.39%；T2和T4较CK分别减少1.26%和2.02%，T2与T4和CK差异不显著，但T4与CK差异显著。

2) 产量。各处理小麦产量为1 091.70～1 230.19 g/m2，呈T1>CK>T4>T3>T2，相对于对照组，T1较CK显著增加8.52%，其余处理较CK略微降低，差异不显著。说明，喷施叶面肥NH4NO3能够显著提升小麦千粒重和产量。

3 讨论

小麦灌浆期的灌浆速率对小麦籽粒粒重的影响较大，进而影响小麦产量。通过不同叶面肥的喷施，对小麦理化性质和产量的分析发现，在小麦扬花期喷施含有N元素的叶面肥，对小麦籽粒干重的增加有显著作用，可以加快小麦灌浆初期速率。N处理条件下，相对K、P和PK处理，最大的灌浆速度出现的时间点基本一致。但是N处理灌浆快增期的时间点较对照提前，且灌浆速率在各处理中最高，说明，N处理对小麦的灌浆速率具有积极影响。抽穗开花前叶面喷施磷酸二氢钾能提高小麦灌浆速率，获得髙产[21]。灌浆期内，各处理对小麦籽粒干重的影响相对于对照的变化不大，PK处理比K处理对籽粒千粒重的提升有显著影响，且灌浆速度也比K处理的大，增快了小麦的灌浆速度；K处理对籽粒千粒重的提升与单独P处理的差异不大，P处理对小麦灌浆速率的提升很小。

通过对小麦的主要抗氧化酶活性分析，在灌浆期N处理有利于提升酶活性，延缓小麦旗叶衰老；P处理能够提升SOD酶活性，POD酶活性变化不大；K处理对SOD/POD的酶活性无显著作用，但是SOD酶在第35天时酶活性相对于对照组显著降低，说明K有可能对小麦灌浆后期体内抗氧化酶的活性产生副作用；PK处理与P/K各自单独处理下的抗氧化酶活性差异显著，原因可能在于P与K元素处理间的互相作用。

通过对籽粒重和产量的整体分析，N处理组下的提升作用相比其他组的显著。喷施锌肥、氮肥可以显著增加大多数小麦品种粒重[22]，P、K以及PK处理组对产量的影响不大，单纯的P、K处理只是增加了小麦籽粒重，原因可能在于处理后影响了穗粒数以及营养物质的转运和积累，导致灌浆期间弱势籽粒与强势籽粒间的不均衡，致使千粒重增加但是产量并未增长[23]。

4 结论

试验结果表明，小麦花后喷施叶面肥对小麦的生殖生长起促进作用，有助于提高小麦的抗逆性与产量。喷施NH4NO3和KH2PO4可提高小麦的灌浆速率，并对千粒重和产量有显著影响，NaH2PO4以及K2SO4的喷施对小麦的灌浆速率、抗氧化酶活性及产量未能产生显著促进作用。综合看，小麦花后喷施NH4NO3和KH2PO4较为适宜，可以促进小麦生长并提升产量。