缓释氮肥对夏玉米叶片内源激素含量的影响

郑小锋 王杰杰 陈继平

摘 要：以玉米品种陕K818为试验材料，探讨尿素、缓释氮肥在相同氮水平基施条件下对夏玉米叶片生长素、赤霉素、玉米素及脱落酸等内源激素含量的影响。结果表明，缓释基施相比普通氮肥基施而言，生长前期玉米叶内促进生长类激素含量更高，生长后期则有所降低。从内源激素水平上看，缓释氮肥基施相比普通氮肥基施，能够更好地满足玉米生长的需要。

关键词：缓释;生长激素;氮肥;玉米

中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2022）10-0017-04

Effect of Slow-release Nitrogen Fertilizer on Endogenous Hormone Content in Summer Maize Leaves

ZHENG Xiaofeng   WANG Jiejie   CHEN Jiping

（Shaanxi Hydrogeology Engineering Geology and Environmental Geology Survey Center， Xi′an 710054， China）

Abstract： This experiment was conducted to investigate the effects of urea and slow-release nitrogen fertilizer on the contents of endogenous hormones such as auxin， gibberellin， zeatin and abscisic acid in summer maize leaves. Comparing slow-release nitrogen basal to general urea basal application， the results showed that the content of growth promoting hormone in maize leaves was higher in the early growth stage than that in the late growth stage， Slow-release nitrogen fertilizer base application meets the growth of corn better than ordinary nitrogen fertilizer base application.

Key words： Slow-release; Growth hormone; Nitrogen fertilizer; Maize

农业生产系统中，外源氮施入量的增加与系统中大部分氮損失途径呈正相关，同时也引起了一些负面环境问题[1]。近年来，氮肥利用率逐年降低，在现实农业生产活动中，常通过多次施肥来缓解克服其肥效周期短、养分利用效率低等问题。以尿素作为主要氮素来源的黄土地区，其过度过量的使用一方面造成了资源浪费，另一方面也不符合现代农业生态发展的理念[2]。缓释氮肥的使用，能够弥补速效氮肥的缺陷，通过一次性基施即可满足作物一个完整生长期对氮素的需求，在一定程度上解决了速效氮肥施用带来的问题，并提高了投资回报比[3，4]。叶片作为植物光合作用的重要器官，其内源激素的相对稳态可以调整叶片结构，影响叶绿素含量和光合作用效率[5]，内源激素如生长素（IAA）、赤霉素（GA）、玉米素（ZT）和脱落酸（ABA）的组成及其丰度在调控植物叶片生长发育及发挥相应生理生化功能方面具有重要作用[6]。

1 材料与方法

1.1 试验地概况 试验地位于陕西省西安市临潼区东北部，行政区划隶属陕西省西安市临潼区相桥街办张八村，地理坐标介于东经109°05′49″～109°27′50″，北纬34°16′49″～34°44′11″。试验地地处关中平原东部，基本地貌类型为河流阶地，渭河横贯关中平原入黄河，河槽地势低平，海拔326～600m。属东亚暖温带半湿润气候向内陆干旱气候的过渡带上，兼有2种气候的特点，属于大陆性暖温带季风气候。四季冷暖干湿分明，光、热、水资源丰富，年平均气温13.5℃，无霜期219d，年降雨量591.8mm，年日照时数2052.7h，年总辐射量111.7kCal/m2。土壤类型为塿土，属褐土的主要亚类，熟化程度高，疏松易耕，适耕时间长，保水保肥能力好，土壤矿物质丰富，肥力较高，是适宜农业发展的优质土类。

1.2 试验设计 试验始于2020年，以玉米品种陕K818为试验材料。缓释肥采用安阳中盛公司生产，其中N∶P∶K比为17∶17∶17，普通采用标准为GB/T2440-2017尿素，为市场就近采购，混合肥为该缓释肥与尿素按氮元素质量1∶1混合。3种处理均于玉米播种前一次性基施，施肥量为180kg/hm2，采用平地半膜进行覆盖，每个样区重复3次，3个处理共计9个样区，每个样区面积为8m×10m，玉米种植行距40cm，株距25cm。在玉米3叶拔节期、大喇叭口期、抽雄吐丝期、乳熟期、完熟期分别选取3～5株长势均匀的玉米，截取其叶片上、中、下部1～2cm混合后分装冻存运回试验室供试。

1.3 测定方法 ABA、GA、ZT和IAA采用双抗体一步夹心法酶联免疫吸附试试验对应的植物内源激素ELISA检测试剂盒（Abnova Corp.）进行测定，试剂盒规格为96T，在其包被微孔中加入叶片组织离心处理后的上清，使用雷杜RT-6100酶标分析仪在450nm波长下测定吸光度，其中每1mg叶片组织加入10μL磷酸缓冲盐溶液以便于换算。

1.4 数据处理 每个样区测定的均值作为每个样区对应的值进行数据汇总，采用OriginLab 2019和Excel 2016进行两两差异性比较和绘制变化趋势图。

2 结果与分析

2.1 不同处理玉米叶片内源激素含量 ABA作为引起叶脱落、抑制细胞生长的内源激素，本次试验中其含量在40～80ng/g;GA作为刺激植物叶生长的内源激素，本次试验中其含量在50～110ng/g;ZT作为天然的细胞分裂素，能促进玉米座果，本次试验中其含量在230～460ng/g;促进生长的IAA本次试验中含量则在70～160ng/g（表1）。

基于Dunn-Sidak Test分析3种氮肥基施条件下不同时期各内源激素含量差异的显著性（表2）。ABA在大喇叭口期，普通和缓释基施有着显著性差异;在抽雄吐丝期，缓释和混合、缓释和普通基施有着显著性差异;在完熟期，普通和缓释、缓释和混合基施均有着显著性差异。GA含量在不同时期3种基施条件下，均有着差异显著的对照组。ZT含量在3叶拔节期和完熟期存在差异显著的对照组，乳熟期仅缓释和混合基施条件下有着显著差异。IAA含量仅在大喇叭口期无显著性差異的对照组，且在乳熟期两两均有着显著性差异。

2.2 不同处理叶片内源激素变化趋势

2.2.1 ABA 由图1可知，从3叶拔节期开始，到完熟期结束，玉米叶片中ABA含量表现出明显的变化。普通和混合基施条件下，从3叶拔节期、大喇叭口器到抽雄吐丝期，玉米叶片中ABA含量均呈现明显下降趋势，随后其含量在乳熟期和完熟期得到补充，最后达到略高于3叶拔节期的含量水平。缓释基施条件下，3叶拔节期到大喇叭口期明显下降，随后以较缓速度上升。缓释氮肥基施条件下，玉米抽雄吐丝期叶片内ABA含量高于普通氮肥基施;生长后期叶片内ABA含量明显低于普通氮肥基施，有利于前期生长和后期维持更长的生长期。

2.2.2 GA 由图2可知，玉米叶片GA含量在3种基施条件下随时间变化的总体规律大致相当，从大喇叭口期到抽雄吐丝期，混合基施条件下GA含量增量显著高于普通和缓释基施条件，随后从乳熟期逐渐下降。GA含量在缓释基施条件下在乳熟期达到最大，并与普通和混合基施条件下的含量均有着显著性差异;在完熟期下降到低于普通和混合基施条件下的含量，且与普通基施条件下的含量有着显著性差异。说明基施中缓释氮肥的使用对叶片中GA含量产生了明显的影响。

2.2.3 ZT 由图3可知，混合和缓释基施在3叶拔节期明显抑制了玉米叶片中ZT的合成，缓释基施条件还在完熟期明显促进了ZT的合成。总体上看，随着玉米生长期的推进，缓释基施条件下玉米叶片ZT含量是逐渐增加的;而普通和混合基施条件下玉米叶片ZT含量在乳熟期达到最高值。说明玉米叶片中ZT含量在3叶拔节期和完熟期受到基施氮肥类别的明显影响。

2.2.4 IAA 由图4可知，普通和混合基施条件下，玉米叶片中IAA含量从3叶拔节期、大喇叭口期逐渐增加，抽雄吐丝期到乳熟期均维持在较高水平随后在完熟期下降。在缓释基施条件下，玉米叶片中IAA含量在3叶拔节期到大喇叭口期与普通和混合基施条件下保持一致，在抽雄吐丝期达到最高水平，随后在乳熟期、完熟期下降，且均与普通和混合基施条件下玉米叶片中IAA含量呈显著性的差异。缓释肥在基施中的应用，能在玉米生长的中后期，明显抑制其叶片中IAA的含量。

3 讨论与结论

氮素的供应水平影响着植物内源激素的合成代谢等生理生态过程。研究表明，一定范围内氮肥的施用有利于提高内源激素保护酶活性，降低细胞膜脂类的氧化程度，促进植物生长发育，降低ABA的含量，增加GA、ZT和IAA的含量[7]。与此同时，当施氮量过大时，植物的生长发育则会受到抑制，ABA的含量明显增加，GA、ZT和IAA的含量则相应减少，与之保持一个相反的变化趋势[6，8]。

施用缓释肥料是能增加作物产量，提高肥料利用效率的有效措施[9]。缓释肥料的养分释放频率与作物的养分需求同步，一次性基施即可以满足作物在整个生长期内的养分需求，有助于满足作物的优质生长[10]。氮素作为影响植物内源激素的营养因子之一，对其在植物体内合成的调控相对明显[11]。在不同时期，施用缓释氮肥和普通氮肥对植物体内内源激素的影响差异明显[12]。

本次研究中，在拔雄吐丝等生长前期，缓释氮肥基施对应玉米叶片内GA、IAA的含量明显均高于普通尿素基施，ABA、ZT含量普遍低于普通尿素基施。乳熟完熟等生长后期，玉米叶片内ABA、GA和IAA的含量明显低于普通尿素基施，ZT含量高于普通尿素基施。从各内源激素功能来看，缓释氮肥基施条件下玉米叶片内源激素含量动态变化比普通氮肥基施条件，更适应玉米生长的需求。

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（责编：张宏民）