叶面喷施磷钾和硼肥对蚕豆农艺性状及产量的影响

张仕林，龚俊岭，石 晗，沈若刚，崔 坡

（1.上海蔬菜研究所，上海 201899；2.上海惠和种业有限公司，上海 201899；3.上海市嘉定区农业技术推广服务中心，上海 201800）

蚕豆（Vicia faba L.）又名罗汉豆、胡豆等，为豆科野豌豆属一年生草本植物，因具有粮食、蔬菜、饲料和绿肥兼用等特点在世界范围内广泛种植[1-2]。蚕豆生态适应性广，在我国大部分地区能种植，栽培面积和总产量均为全球第一，占比分别为48.82%和51.19%[3]，在我国南方地区一般在冬季播种，次年3—4月收获鲜荚，5—6月收获种子[4-5]。蚕豆因富含蛋白质、膳食纤维、微量元素等营养日益受到消费者青睐，但目前我国蚕豆生产存在单产低、产量不稳定等制约因素，因此，高产稳产是其种植的重要目标之一[6]。

蚕豆多年连续种植会消耗大量的土壤营养，导致在生长过程中部分元素缺乏，叶面施肥作为强化作物营养和防止某些缺素症状的一种措施，因具有吸收快、利用率高、见效快等特点广泛应用于农作物栽培[7-8]。目前，蚕豆施肥研究主要集中在常规肥料的基施上，而关于叶面喷施肥料对其生长发育的作用研究较少，开展喷施叶面肥对蚕豆影响的研究，对蚕豆高效生产具有积极意义。硼作为植物必需微量元素，在植物新陈代谢的能量运输和交换中起着重要作用，同时可以促进植物生殖器官的正常发育、花粉萌发，有利于开花结实[9-10]。硼肥在许多农作物上被广泛应用并取得较大增产效果[11-13]，而在蚕豆生产上的研究相对较少。磷酸二氢钾具有良好的水溶性，可以促进植物淀粉和糖分积累从而提高品质和产量[14]，叶面施肥时易被植物吸收同时不会灼伤叶片。磷酸二氢钾复配硼肥在提高种子产量的同时能保证种子质量，在绿豆[15]、小麦[16]、荞麦[17]等作物上效果显著。本研究拟通过在蚕豆现蕾期、初花期和末花期分别叶面喷施磷钾肥和硼肥，探究对蚕豆花荚结实成粒的调控效应，以期为提高蚕豆鲜豆和干豆产量提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2020年11月—2021年5月在上海市嘉定区上海惠和种业有限公司试验田进行。试验地前茬作物为洋葱，黄壤土质。0～20 cm 耕层基本养分状况：有机质含量23.4 g/kg、碱解氮含量95.8 mg/kg、有效磷含量22.4 mg/kg、速效钾含量95.6 mg/kg。

1.2 试验材料与设计

试验材料为上海惠和种业有限公司提供的LX-17蚕豆，于2020年10月25日播种于8 m 宽塑料大棚内，行距1.2 m，株距0.3 m，种植密度为2.22×105株/hm2，正常肥水管理。供试硼肥为硼砂（含硼20.5%），购自上海永通化工有限公司；供试磷钾肥为磷酸二氢钾（纯度98%），购自滨州市澳尔农化有限公司。以化合物质量分数计算硼肥和磷钾肥浓度。单施磷钾肥设置6 个浓度梯度：0（CK）、0.1%（PK0.1）、0.2%（PK0.2）、0.3%（PK0.3）、0.4%（PK0.4）、0.5%（PK0.5）；单施硼肥设置6 个浓度梯度：0（CK）、0.05%（B0.05）、0.10%（B0.10）、0.15%（B0.15）、0.20%（B0.20）、0.25%（B0.25）；磷钾肥、硼肥配施时的浓度，磷钾肥为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，硼肥为0.1%，分别记为：PKB0、PKB0.1、PKB0.2、PKB0.3、PKB0.4和PKB0.5。采用随机区组设计，每个浓度30 株，重复3 次，喷施量为200 mL/次，以喷施清水为对照。蚕豆现蕾期、初花期和末花期分别进行1 次叶面喷施，具体喷施时间分别为2021年2月23日、3月15日和4月5日。试验期间未出现大幅度影响蚕豆产量的极端天气。

1.3 测定项目与方法

参照郑春风等[13]方法，根据LX-17 蚕豆的生长特性，自下而上将其分为8 个花序层，8 层及其以上花序层统称为第8 层花序。

1.3.1 蚕豆农艺性状调查 于蚕豆鼓粒期选取代表性蚕豆5 株进行株高（PH）、茎粗（SD）等指标调查；分批采收同一小区内5 株蚕豆鲜豆的产量并计算累计总产量；蚕豆种子老熟后对同一小区5 株进行单荚粒数（SPG）及百粒重（HG）等指标测定。

1.3.2 种子质量的测定 种子饱满、种皮光洁无瑕疵单粒重大于1.26 g，判定为一级品。

参照ISTA 种子检验规程，结合蚕豆发芽实际，采用沙培的方法作发芽试验。将收获后的蚕豆种子晾晒，确保种子含水量在12%左右。将蚕豆种子用多菌灵干粉拌种后放入相对湿度为80%的沙中，覆沙厚度约3 cm，每盒装100 粒蚕豆，各处理浓度3 次重复。将所有组放入温度为20 ℃、相对湿度为80%的智能人工气候箱培养，昼/夜设为8 h/16 h，每隔24 h 进行1 次补湿。从第4 天开始初次计数，蚕豆种子培养6 d 进行发芽势（GP）的统计，第9 天进行发芽率（GR）、发芽指数（GI）的计算。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2003 软件进行数据处理，运用SPSS 19.0 统计学软件对数据进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对蚕豆农艺性状的影响

由表1 可知，不同浓度PK 和PKB 处理下蚕豆株高和节间长度降低、茎粗提高，使得蚕豆长势更加矮壮。PK0.5处理株高较对照降幅为5.1%，PKB0.4处理株高较对照降幅为8.0%；PK0.5处理节间长度较对照降幅为35.8%，PKB0.3处理节间长度较对照降幅为32.1%；PK0.4处理茎粗较对照增幅为18.9%，PKB0.4处理茎粗较对照增幅为25.4%。低浓度硼肥处理对株高、茎粗无显著影响（P＞0.05），高浓度硼肥导致株高、茎粗下降的原因是植株受到伤害。不同浓度叶面肥处理对蚕豆单株节间数影响差异不大。

表1 不同处理对蚕豆农艺性状的影响

2.2 不同处理下蚕豆结实特性及产量分析

不同处理对蚕豆结实特性的影响见表2。不同浓度叶面肥均能提高蚕豆的有效分枝数，PK0.5较对照增加了14.2%，增幅显著（P＜0.05）。PK 与PKB 处理提高了蚕豆的单分枝鲜、干荚数，PK0.5单分枝鲜荚数较对照增加了13.8%，增幅显著（P＜0.05）；PKB0.3单分枝干荚数较对照增加了18.6%，增幅显著（P＜0.05）。PK 与PKB 处理间的单分株鲜荚数差异不显著（P＞0.05）；PKB 较PK 处理单分株干荚数增幅更为明显。B 处理随着浓度增加蚕豆的单分枝鲜、干荚数呈下降趋势，B0.25处理单分枝鲜、干荚数分别较对照减少28.5%和6.2%。单一的PK 处理对蚕豆单荚粒数无显著影响（P＞0.05）；PKB 处理增加了蚕豆的单荚粒数，PKB0.4较对照增加19.9%；B 处理随着浓度增加蚕豆单荚粒数减少，最佳处理B0.10较对照增加16.1%。PK 与PKB 处理对蚕豆百粒鲜重无显著影响（P＞0.05），但导致蚕豆百粒干重下降，PKB0.2处理较对照下降8.7%。PK 与PKB 处理提高了蚕豆鲜豆产量和干豆产量（图1），PKB0.4鲜豆产量增幅最大，较对照增加50.1%；PKB0.3干豆产量增幅最大，较对照增加44.3%。B0.10处理下蚕豆鲜豆产量虽然增加，但增幅较PK 和PKB 低，高浓度B 处理会导致蚕豆减产。

图1 不同处理对蚕豆产量影响

表2 不同处理对蚕豆结实特性分析

2.3 蚕豆产量与其他指标的相关性分析

蚕豆鲜豆和干豆产量与其他指标进行相关性分析结果见表3。由表3 可知，鲜豆产量与茎粗、单荚粒数、单分枝鲜荚数、百粒鲜重呈显著或极显著正相关；与节间长度呈负相关；与株高、单株节间数及有效分枝数相关性不大。干豆产量与茎粗、单荚粒数、单分枝鲜荚数、单分枝干荚数、百粒鲜重、折合鲜豆产量呈显著或极显著正相关。

表3 蚕豆鲜豆和干豆产量与其他指标的相关性分析

2.4 不同处理对蚕豆种子质量的影响

由表4 可知，PK 和PKB 处理对蚕豆种子发芽率和发芽势影响不显著（P＞0.05）。B 处理随着浓度提高种子发芽率和发芽势降低，当硼肥浓度为0.25%时发芽率和发芽势低于对照。PK 和PKB 处理提高了蚕豆种子的发芽指数，增幅为1.5%～5.0%，但与对照相比差异不显著（P＞0.05）；低浓度的硼肥能够提高蚕豆发芽指数，当硼肥浓度大于0.15%时降低发芽指数。PK 处理提高了蚕豆种子的一级品率，增幅为0.2%～4.3%；PKB 处理下一级品率变化无规律性，但PKB0.5处理效果最优，较对照增加2.9%；B0.05处理提高一级品率，当硼肥浓度大于0.10%时一级品率呈现显著（P＜0.05）下降趋势，当硼肥浓度为0.25%时，较对照下降5.8%。

表4 不同处理对蚕豆种子质量的影响

3 讨论与结论

磷、钾、硼均为农作物生长必需元素，对植株生长影响广泛。以收获种子为经济性状的作物在生长中后期，通过叶面施肥能迅速补充营养，可促进生殖器官的发育，利于开花结实和种子发育，发挥增产作用[18-20]。当单位面积的蚕豆株数一定时，其产量与有效分枝数、单分枝荚数、单荚粒数和百粒重紧密相关。叶面喷施不同浓度磷酸二氢钾的处理提高了蚕豆有效分枝数、单分枝荚数、单荚粒数和百粒重，降低了株高和节间长度，使得蚕豆增产，当磷酸二氢钾的喷施浓度为0.3%～0.4%时综合经济效益最佳。关于硼肥应用的研究多集中在油菜、水稻、小麦、玉米等有增产作用，主要体现在穗粒数的增加[21-23]。不同作物对硼肥浓度的敏感程度存在差异，但均表现为低浓度有益、高浓度有害的趋势[10-11]，本研究表明，当硼肥浓度为0.05%和0.10%时，蚕豆的单分枝荚数和单荚粒数均一定程度增加，从而提高了蚕豆产量；当硼肥浓度高于0.15%时，蚕豆叶片边缘干枯、叶色变淡、株高降低等导致种子产量与质量下降。含有多种矿物质元素的多元硼肥增效优于单一元素硼肥[24]，本研究表明，适量浓度的磷酸二氢钾与硼肥作为叶面肥混合喷施，蚕豆各农艺性状及产量较单独施用效果更优，提高有效分株数、单分枝荚数、单荚粒数。因此，在蚕豆生产中，选择在现蕾期、初花期和末花期各喷施1 次质量分数为0.3%～0.4%的磷酸二氢钾和0.1%的硼肥复配叶面肥，更有利于蚕豆生长及提高产量。