喷洒叶面肥对春小麦黑胚、产量和品质的影响

孔德真，桑伟，徐红军，韩新年，聂迎彬，田笑明

（新疆农垦科学院作物研究所/谷物品质与遗传改良兵团重点实验室，新疆石河子 832000）

0 引言

小麦籽粒产量和品质主要由品种本身遗传特性决定，同时受环境条件和栽培措施的影响[1]，在小麦生长关键时期喷施一定量植物激素和营养调节剂可有效改善小麦品质和产量。相关研究表明，通过喷施外源植物生长调节剂来改变植物体中各激素之间的平衡，进而影响植物体内相关基因表达以及表达产物的转运与分配，从而调控作物生长[2]。植物营养剂也称为叶面肥，其大量元素成分含有氮(N)、磷(P)、钾(K)等大量元素，可以改善作物营养状况，适用于植株生育后期营养元素的补充[3-4]。磷酸二氢钾是一种养分含量高、速效的磷钾肥，叶面喷施可以增加粒质量，增产效果十分明显[5]。芸苔素内酯作为农业上常用的植物生长调节剂，可对多种作物具有良好的增产和改善品质功能，可提高超甜玉米种子的发芽率并促进幼苗生长，增加小麦千粒重、提高产量[6-7]。在小麦灌浆初期喷施叶面肥或植物生长调节剂可以有效增加植株营养和提高抗逆性，明显减轻干热风灾害性天气对小麦产量影响和对小麦植株的危害，增加千粒重，一般可提高产量10%～20%，小麦品质可显著提高[8-9]。因此，在小麦开花后期喷施一定量磷酸二氢钾和芸苔素内酯可明显提高小麦籽粒品质和产量。

小麦黑胚病是指小麦籽粒的胚或其周围出现黑或褐色斑点，有时会延伸到腹沟侧，甚至籽粒的冠毛端，严重时整个籽粒变色皱缩[10]。新疆是小麦黑胚病的高发区，全疆各地均有危害，在发病严重的年份春小麦病粒率高达40%～90%，严重阻碍了新疆优质商品粮的生产与发展[11]。在小麦开花后期，不当施肥和灌溉可明显提高籽粒当中的黑胚率。一般高水肥地的黑胚率高于旱地，但不同施肥与灌溉方式（时期与次数）对黑胚率影响较大，在开花前完成全部灌溉（施肥），黑胚率较低，乳熟期至面团期灌溉（施肥）则黑胚率增加[12-13]。由于黑胚发生受自然环境影响比较大，在研究环境因素对黑胚率影响的同时，分析这些因素对千粒质量、蛋白质含量等产量、品质指标的影响，为制定合理栽培措施，特别是灌溉、施肥措施提供依据，兼顾产量与品质的同时降低黑胚率[14]，在小麦灌浆期喷施一定量的钾肥和植物激素可有效防止小麦功能叶的提前早衰，提高小麦对病菌的抵抗力，从而减小籽粒黑胚的发生。针对春小麦在灌浆的不同时期喷施叶面肥的研究报道较少。为了解决春小麦籽粒黑胚、产量和品质问题，研究在小麦灌浆不同时期喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯对其籽粒黑胚率、产量和品质的影响，以期为春小麦高产栽培措施的选择提供理论和技术依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验供试材料选用强筋春小麦品种‘新春38号’[15]（由新疆农垦科学院作物研究所提供），叶面肥采用磷酸二氢钾（由四川蒙蓉农业科技有限公司生产，纯度为99%）和芸苔素内酯（由成都新朝阳作物科学有限公司生产，有效成分为0.0075%）。

1.2 试验方法

试验于2020—2021 年在新疆农垦科学院试验田进行，在小麦灌浆前期和中期喷施，磷酸二氢钾喷施225 g/hm2，芸苔素内酯采用180 kg/hm2水稀释2000 倍喷施，试验设计如下：A、灌浆前期一次喷施清水；B、灌浆前期一次混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯；C、灌浆前期一次喷施磷酸二氢钾；D、灌浆前期一次喷施芸苔素内酯；E、灌浆中期一次喷施清水；F、灌浆中期一次混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯；G、灌浆中期一次喷施磷酸二氢钾；H、灌浆中期一次喷施芸苔素内酯；I、灌浆中期重复喷施清水；J、灌浆中期重复混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯；K、灌浆中期重复喷施磷酸二氢钾；L、灌浆中期重复喷施芸苔素内酯（注：重复喷施指在灌浆前期一次喷施叶面肥基础上的二次喷施）。每个处理3 次重复，小区面积6.67 m2，各处理药剂均使用180 kg/hm2配成药液，选择晴天无风时均匀喷雾。

1.3 测定项目及方法

成熟后每个试验处理随机选取100个单穗和人工割取收获2 m2，单独脱粒晒干，分别称取产量、千粒重，统计小穗结实率和不育小穗。人工收获‘新春38 号’籽粒随机抽取1500 粒，等份分成3 份，每份500 粒，人工统计含有黑胚籽粒个数，计算黑胚率，如式(1)所示。

样品经3个月生理后熟后测定籽粒性状和磨粉品质，籽粒蛋白质含量（14%水分基，下同）使用丹麦FOSS 公司1241 型近红外谷物成分分析仪测定；湿面筋含量使用瑞典Perten公司2200型面筋仪按国标GB/T14608—93方法测定；Zeleny沉淀值使用中国农业大学BAU-1型沉淀值测定仪按AACC56-61A方法测定；面团特性使用美国National manufacturing公司10 g电子型和面仪按AACC54-40A 方法测定峰值时间、峰值高度、8 min宽度和8 min面积等指标[16]。

1.4 数据分析

以Excel 2010 进行数据处理及图表绘制，利用SPSS 20.0进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同药剂处理对‘新春38号’黑胚的影响

小麦黑胚形成与品种特性和生长环境相关，在小麦生长过程中喷施部分营养元素，可有效改善籽粒黑胚。由图1 所示，第一时期混合一次喷施磷酸二氢钾与芸苔素内酯可明显降低小麦籽粒黑胚率，喷施芸苔素内酯黑胚率由原来的21%降至16.8%；在第二时期二次混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯能降低籽粒黑胚发生，黑胚率由21.6%降至18.2%，说明春小麦籽粒黑胚发生是由于灌浆前期籽粒营养的不均衡导致黑胚发生，因此，灌浆前期喷施植物养分可降低小麦黑胚率。

图1 不同药剂处理对黑胚率的影响

2.2 不同时间段喷施叶面肥对小麦产量结构的影响

由表1可知，不同叶面肥喷施时间对‘新春38号’产量结构产生不同影响。在第一时期一次喷施磷酸二氢钾较对照产量增产6.46%达到最高，不育小穗数较对照显著(P＞0.05)减少，喷施芸苔素内酯表现出减产；第二时期一次喷施芸苔素内酯较对照增产8.25%，混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯较对照可显著(P＞0.05)提高千粒重，不育小穗数较对照相比有较大幅度的增加；在第二时期二次喷施药剂均可提高产量和降低不育小穗数，喷施混合磷酸二氢钾和芸苔素内酯增产幅度最大为27.9%，小穗结实率有所降低，但未达到显著水平，说明二次喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯可有效提高产量和产量结构的形成。

2.3 叶面肥和喷施时间与黑胚率相关分析

由于籽粒黑胚的发生是喷施时间和喷施药剂共同决定，为了确定籽粒黑胚形成与喷施药剂和喷施时间的相关性，如表2所示，混合喷施磷酸二氢钾与芸苔素内酯与喷施时间成负相关，相关系数为-0.894，与喷施次数达到了极显著正相关，相关系数为0.998；磷酸二氢钾与喷施时间成正相关性，相关系数为0.23，与喷施次数达到了极显著负相关，相关系数为-0.999；芸苔素内酯与喷施时间和喷施次数均成正相关性，相关系数分别为0.98 和0.667，因此在小麦灌浆过程中，早期多次喷施磷酸二氢钾与芸苔素内酯的混合液可有效改善籽粒黑胚发生。

2.4 不同叶面肥和时间处理对‘新春38号’面粉特性的影响

研究表明，不同时期喷施不同类型叶面肥对面粉特性的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数和沉淀值均有不同的影响作用，但引起面粉品质因素作用大小不同。如表3 所示，籽粒蛋白质含量在喷施药剂后均有所提高，在第二时期一次喷施磷酸二氢钾时达到最大为15.3%，较对照增加1%；湿面筋含量在第二时期一次混合喷施磷酸二氢钾与芸苔素内酯湿面筋含量达到最大为33.88%，较对照增加0.7%；面筋指数在喷施药剂后均有所提高，在第二时期一次和二次喷施其含量较对照均有所提高，含量达到了65.9%；沉淀值在第二时期一次喷施磷酸二氢钾与芸苔素内酯混合液和芸苔素内酯时含量达到最大为35 mL，较对照增加4.54%，因此，通过比较发现，第二时期一次混合喷施磷酸二氢钾与芸苔素内酯，可有效提高面粉特性。

表3 不同处理对面粉特性的影响

2.5 不同叶面肥和时间处理对‘新春38号’面团揉混特性的影响

不同时间段喷施芸苔素内酯和磷酸二氢钾可有效改善‘新春38 号’面团揉混特性。如表4所示，在第一时期和第二时期二次喷施磷酸二氢钾，面团形成时间和面团稳定时间可达到最大7.3 min和9.4 min，较同期对照时间增加0.6 min 和0.7 min；面团拉伸曲线面积和最大拉伸阻力在第二时期二次喷施磷酸二氢钾时达到最大为94 cm2和333 BU，较同期对照增加22 cm2和91 BU，而在其他不同时期喷施药剂，面团揉混特性较对照没有发生较大的变化，因此，在第二时期喷施一定量的磷酸二氢钾可有效改善面团的营养品质。

表4 不同处理对面团揉混特性的影响

3 结论

在小麦灌浆前期单一喷施磷酸二氢钾和灌浆中期混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯使‘新春38 号’产量明显提高，不育小穗数显著减少，千粒重显著增加，籽粒黑胚率可明显降低，小麦加工品质和营养品质提高，该方法作为春小麦‘新春38号’在大田生产中改善品质和提高产量的田间管理方法进行下一步的示范与推广。

4 讨论

在小麦灌浆期喷施一定量磷酸二氢钾和芸苔素内脂对籽粒产量和黑胚的发生有一定影响。黑胚作为春小麦开花后常发的真菌性病害，小麦黑胚发生主要是由品种基因型和生长环境（土壤、栽培措施、气象因素等）共同决定的；通过改变小麦栽培措施，降低籽粒的黑胚率，在施用一定的磷、钾条件下，拔节期追施氮肥小麦黑胚率低，孕穗期及其以后追肥小麦黑胚率增加，尤其是扬花期叶面喷施氮肥会较大幅度提高黑胚率发生[17-19]；在本研究中，改善籽粒黑胚率与喷施药剂类型和喷施次数共同决定，但对其影响是明显不同，混合喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯与喷施时间对黑胚率成负相关，与喷施次数成正相关；单一药剂磷酸二氢钾与喷施时间成正相关，喷施次数成负相关，芸苔素内酯与喷施时间和次数均成正相关，说明不同药剂喷施时间和次数对籽粒黑胚的影响不同，灌浆早期喷施磷酸二氢钾和芸苔素内酯可有效改善籽粒的黑胚发生；裴雪霞等[20]研究表明，小麦生育后期喷肥可显著提高千粒重、增加产量和改善品质，这与本研究在第一时期喷施磷酸二氢钾和芸苔素内脂可有效降低籽粒黑胚和提高小麦产量结果相一致，由于在灌浆期叶面喷施一定的钾和植物激素可有效防止功能叶片后期早衰，从而提高小麦叶片光合作用，加快籽粒灌浆速率，提高小麦产量，说明‘新春38号’在灌浆早期喷施叶面肥可改善籽粒黑胚和提高产量。

籽粒黑胚对加工品质和营养品质均有较大影响。加工品质表现优劣与黑胚发生率高低存在负相关，黑胚发生率高的小麦籽粒品质较差[21-23]。黑胚使籽粒品质出粉率、降落值和面团稳定时间减小[24]。杨学明等[25]研究发现喷施磷酸二氢钾可以显著提高湿面筋含量、增加稳定时间，在本研究中，不同时期喷施磷酸二氢钾和芸苔素内脂，春小麦籽粒黑胚率减小，蛋白质含量、湿面筋含量、面筋指数及沉淀值较对照均有所提高的结果相一致；而面团揉混特性中面团形成时间、面团稳定时间、拉伸曲线、最大拉伸阻力较对照相比增加与陈荣毅等[22]研究结果相一致。说明在春小麦灌浆前期喷施磷酸二氢钾和芸苔素内脂可减小籽粒黑胚提高小麦的加工品质和营养品质，但是对于两种叶面肥在不同时期对小麦黑胚改善品质的影响机理仍需要进一步研究。