楊笑彥 朱建強
摘要:在長江中下游地區,因降水較多,在小麥生育后期易受漬澇危害,對小麥生產影響較大。為減輕漬澇危害,在現有田間排水措施的基礎上綜合運用其他措施顯得很重要。針對主推小麥品種鄭麥9023灌漿期田間連續漬水7 d的情形,按完全隨機區組進行試驗設計,以研究在漬澇后噴施6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)和采取不同施肥處理減輕漬澇危害的技術途徑。結果表明:噴施6-BA后,追施氮肥(純氮量105 kg/hm2)可顯著降低小麥植株丙二醛含量,提高葉綠素含量;采取氮、磷、鉀肥配合施用可以取得十分顯著的減損效果,和正常對照相比僅減產2.9%~8.9%,和漬澇后不處理相比其減少產量損失不低于30%。
關鍵詞:漬澇脅迫;小麥灌漿期;6-芐氨基腺嘌呤;化肥
中圖分類號:S512.106;Q945.78 文獻標志碼: A 文章編號:1002-1302(2016)07-0129-03
在小麥生長發育的中后期,長江中下游地區雨水較多,常造成麥田漬澇危害,對小麥生長代謝和產量均會造成一定影響[1-7]。漬水導致小麥根系缺氧而活力下降,吸收養分、水分的能力降低[2-3],進而引起植株葉片的葉綠素含量減少,光合作用受到抑制[4],影響植株干物質的積累與轉運,最終導致產量下降與品質變劣[5-7]。一些研究表明,通過施用氮肥和植物生長調節物質均能調節作物群體的生理生態狀況,提高其抗逆性并延緩衰老,從而提高產量和品質[8-12]。相比之下,綜合運用植物生長調節物質和營養調控以減緩小麥濕害還不多見。本研究對灌漿期受漬澇脅迫的小麥噴施6-芐氨基腺嘌呤(6-benzylaminopurine,6-BA,C12H11N5),并配施氮磷鉀肥,以探討植物生長調節物質與營養調控相結合對緩解小麥漬澇危害的效果,以便為長江中下游小麥漬害的治理提供田間管理技術。
1 材料與方法
1.1 試驗材料與試驗設計
試驗地點位于長江大學實驗基地,土壤為灰潮土,質地為輕黏土,春季農田地下水埋深一般在50~70 cm。供試小麥品種為鄭麥9023,于2013年11月6日條播,2014年5月25日收獲。在大田中設置面積6 m2(3 m×2 m)的試驗小區若干,小區間以土埂隔開。在小麥灌漿期向田間灌水,保持水層厚度0~2 cm持續7 d,漬水排除3 d后噴施6-BA(10 mg/L),施用氮磷鉀肥。其中,不施氮、磷、鉀肥分別記作A1、B1、C1處理,105 kg/hm2施氮量(按純氮計)、90 kg/hm2施磷量(按P2O5計)、90 kg/hm2施鉀量(按K2O計)分別記作A2、B2、C2處理,采用完全隨機區組設計,以大田正常水肥管理為對照(CK),以小麥漬水后不作任何處理為CK1,以小麥漬水后僅噴施6-BA為CK2。每個處理重復3次。
1.2 測定項目與方法
在小麥灌漿期,每個小區隨機取3張旗葉,分別測定葉綠素(鮮質量)、丙二醛含量[13],各取其平均值。成熟后,每個小區隨機取5株進行穗數、穗粒數、千粒質量測定,并在每個小區隨機選定1 m2測定產量。
1.3 數據分析
利用Excel 2003進行數據整理,應用DPS 7.05軟件進行方差分析,采用Duncans測驗進行處理間的多重比較。
2 結果與分析
2.1 小麥旗葉的丙二醛、葉綠素含量變化
由表1可以看出:與漬澇后僅噴施6-BA的處理(CK2)相比,噴施6-BA后單施氮、磷、鉀肥以及氮磷鉀肥配施,均可顯著降低旗葉中丙二醛含量,緩解漬澇危害;比較氮、磷、鉀肥單施降低丙二醛的效果可見,單施氮肥(A2B1C1)處理>單施鉀肥(A1B1C2)處理>單施磷肥(A1B2C1)處理;從肥料配施降低丙二醛含量的效果看,氮磷鉀肥配施(A2B2C2)、氮鉀肥配施(A2B1C2)處理優于氮磷肥配施(A2B2C1)、磷鉀肥配施(A1B2C2)處理。從節肥節本、有效緩解漬澇危害看,在噴施6-BA的基礎上追施氮肥值得推薦。
由表1還可以看出:CK2與CK1相比,噴施6-BA可提高旗葉葉綠素含量,但差異不顯著;與僅噴施6-BA的CK2相比,采取噴施6-BA和氮、磷、鉀肥單施措施(A2B1C1、A1B2C1、A1B1C2處理),在一定程度上均可提高旗葉中葉綠素含量,尤其以單施氮肥(A2B1C1)處理的效果最好,且與CK2的差異最顯著;與CK2相比,氮磷鉀肥配合施用(A1B2C2、A2B1C2、A2B2C1、A2B2C2處理)可顯著提高旗葉葉綠素含量,并以A2B2C2處理效果最優,其次是A2B1C2處理。
綜合考慮施肥對降低丙二醛含量、提高葉綠素含量的作用,推薦小麥漬澇后采取的施肥方案是氮磷鉀配施(A2B2C2)、氮肥與鉀肥配施(A2B1C2)處理。
2.2 氮磷鉀肥對受漬小麥產量構成的影響
2.2.1 單株有效穗(單株成穗數) 表2結果表明,在小麥灌漿期漬澇后噴施6-BA并采取氮磷鉀肥配施,對單株有效穗數影響不大,各處理間的穗數差異均不顯著,這符合小麥的生長發育特點。
2.2.2 穗粒數(麥穗籽粒數) 表2試驗結果表明,小麥灌漿期受漬澇后無論采取措施與否,其穗粒數均比正常對照(CK)偏低,除A2B2C2、A2B1C2處理外,其余處理均顯著低于對照(CK);漬澇后僅噴施6-BA的處理(CK2)與僅噴清水的處理(CK1)相比,可見在小麥灌漿期漬澇后噴施6-BA,能顯著提高麥穗的籽粒數;與CK1相比,噴施6-BA后單施氮(A2B1C1)、磷(A1B2C1)、鉀肥(A1B1C2)處理,穗粒數均有顯著增加,其中以單施氮肥的效果最佳;和CK2相比,單施氮、磷、鉀肥和進行氮磷鉀肥配施均可顯著增加穗粒數,其中以氮、磷、鉀3種肥配施的處理(A2B2C2)效果最佳,其次是氮肥與鉀肥配施(A2B1C2)處理。
2.2.3 千粒質量 由表2可以看出,在小麥灌漿期漬澇后僅噴施6-BA對千粒質量沒有顯著影響,而在噴施6-BA的基礎上采取氮、磷、鉀單施和配施則能顯著提高小麥的千粒質量,尤其以氮、磷、鉀3種肥配施的處理(A2B2C2)效果最佳,其次是氮肥與鉀肥配施(A2B1C2)處理。
2.2.4 產量 由表2可以看出,與正常對照(CK)相比,對于灌漿期發生田間漬水連續7 d的情形,漬澇后如不采取任何補救措施,將導致小麥減產42.7%(CK1),僅噴施6-BA(CK2)就有明顯減損效果(減產30.2%,與CK1相比少損失12.5百分點);在漬澇后噴施6-BA和單施、氮、磷鉀肥的情況下,與CK1相比,可使產量損失減少23.2~28.5百分點,尤其以追施氮肥(即A2B1C1處理)的減損效果明顯;在漬澇后噴施6-BA并采取氮磷鉀肥配施的情況下,與正常對照(CK)相比,減產僅2.9%~89%,可見促生減損效果十分顯著,其中尤其以氮、磷、鉀肥配施處理(A2B2C2)的效果為佳,其次是采取氮肥、鉀肥配施的處理(A2B1C2)。
3 結論與討論
根據本研究,對于灌漿期發生田間漬水連續7 d的情形,可以得出以下結論。
噴施6-BA后單施氮、磷、鉀肥以及氮磷鉀肥配施,均可顯著降低小麥旗葉丙二醛含量,提高葉綠素含量。其中尤其以氮、磷、鉀配施的效果為佳,折合純氮為105 kg/hm2,P2O5為90 kg/hm2,K2O為90 kg/hm2。從節肥、有效緩解漬澇危害看,噴施6-BA后追施氮肥值得推薦。
噴施6-BA后進行氮、磷、鉀肥配施可明顯改善產量性狀,減損效果十分顯著,與正常對照相比,減產僅2.9%~89%。綜合考慮節肥節支與最終產量,噴施6-BA后采取氮(折純氮105 kg/hm2)、鉀肥(折合K2O 90 kg/hm2)配施值得推薦。
6-BA是一種人工合成的細胞分裂素,在提高植物抗逆性方面效果顯著。研究表明,6-BA參與活性氧代謝的調節過程,通過提高抗氧化酶CAT、SOD、POD的活性,加強對機體活性氧的清除作用,有效減緩膜脂過氧化產物MDA的積累,膜結構的穩定性得到保護;同時,6-BA可以促進側根的生長,增強養分吸收、利用能力;此外,6-BA還能提高葉片葉綠素含量,延緩葉片衰老,提高光合效率,增加干物質的積累,從而提高籽粒產量。單獨噴施6-BA無法解決體內營養物質積累不足的問題[11,14-17],因此在噴施6-BA的同時補充作物生長發育必需的營養元素氮磷鉀對有效提高作物抗逆性是必需的。本試驗結果表明,在小麥灌漿期田間持續漬澇7 d的情況下,先噴施6-BA,接著追施氮、磷、鉀肥或將它們配合使用,有顯著的減損效果。
氮是小麥細胞原生質的重要組成成分,是所有氨基酸、蛋白質的組成成分,也是葉綠素、激素、核酸、酶等含氮化合物的組成成分。氮素促進小麥根、莖、葉、蘗等營養器官的生長,并對籽粒蛋白質含量與結構有重要作用。磷是小麥核蛋白等物質的主要組成成分,能促進糖分、蛋白質的正常代謝,使小麥早生早發,促進根系、分蘗發達,提高抗逆能力,并促進籽粒飽滿和提早成熟。鉀能促進碳水化合物的形成與轉化,使葉片中糖分向正在生長的器官輸送,可提高小麥成穗數、穗粒數、千粒質量[18]。有研究證明,氮、磷、鉀三大營養元素配合施用,更能提高小麥產量并改善小麥品質[19-21]。本試驗中,對灌漿期受漬澇小麥在噴施6-BA的基礎上采取氮、磷、鉀肥配施,其減損效果明顯好于單施氮、磷、鉀肥。
在小麥灌漿期,其基本穗數已確定,田間漬澇以及漬澇后噴施6-BA和施肥對小麥的有效穗沒有顯著影響,這與吳進東等的結論[11]一致。但是,田間漬澇以及漬澇后噴施6-BA和施肥對每穗籽粒數、千粒質量和最終產量有較大影響,從生產效果和節肥考慮,建議漬澇后優先采用噴施6-BA與氮、鉀肥配施措施(折合純氮105 kg/hm2、K2O 90 kg/hm2),其次是采用噴施6-BA與追施氮肥措施。
參考文獻:
[1]謝家琦,李金才,魏鳳珍. 花后漬水逆境對冬小麥產量及氮磷鉀營養狀況的影響[J]. 中國農學通報,2008,24(7):425-429.
[2]Brisson N,Rebière B,Zimmer D,et al. Response of the root system of a winter wheat crop to waterlogging[J]. Plant and Soil,2002,243(1):43-55.
[3]Irfan M,Hayat S,Hayat Q,et al. Physiological and biochemical changes in plants under waterlogging[J]. Protoplasma,2010,241(1/2/3/4):3-17.
[4]Sairam R K,Kumutha D,Ezhilmathi K,et al. Physiology and biochemistry of waterlogging tolerance in plants[J]. Biologia Plantarum,2008,52(3):401-412.
[5]趙 輝,荊 奇,戴廷波,等. 花后高溫和水分逆境對小麥籽粒蛋白質形成及其關鍵酶活性的影響[J]. 作物學報,2007,33(12):2021-2027.
[6]Sharma P K,Sharma S K,Choi I Y. Individual and combined effects of waterlogging,and alkalinity on yield of wheat(Triticum aestivum L.) imposed at three critical stages[J]. Physiology and Molecular Biology of Plants,2010,16(3):317-320.
[7]王小燕,高春保,盧碧林,等. 江漢平原小麥開花前降水分布特點及同期漬害的產量效應[J]. 長江流域資源與環境,2013,22(12):1642-1647.
[8]董登峰,駱炳山,陳大清. 澇漬逆境下化學調節對孕穗期小麥生理特征和產量性狀的影響[J]. 廣西農業生物科學,1999,18(4):258-260.
[9]李曉玲,駱炳山. 油菜素甾醇類物質對小麥孕穗期抗漬性的影響[J]. 麥類作物學報,2000,20(1):63-66.
[10]張淑貞,朱建強,楊 威,等. 江漢平原小麥濕害分析及其防控措施[J]. 湖北農業科學,2011,50(19):3916-3920.
[11]吳進東,李金才,魏鳳珍,等. 氮肥和6-BA對花后受漬冬小麥抗漬性的調控效應[J]. 西北植物學報,2012,32(12):2512-2517.
[12]吳進東,李金才,魏鳳珍,等. 氮肥后移對花后受漬冬小麥灌漿特性及產量構成的影響[J]. 西北植物學報,2013,33(3):570-576.
[13]張治安,陳展宇. 植物生理學實驗技術[M]. 長春:吉林大學出版社,2008:192-193.
[14]楊東清,王振林,尹燕枰,等. 外源ABA和6-BA對不同持綠型小麥旗葉衰老的影響及其生理機制[J]. 作物學報,2013,39(6):1096-1104.
[15]吳雪霞,楊曉春,朱宗文,等. 外源6-BA對低溫脅迫下茄子幼苗光合作用、葉綠素熒光參數及光能分配的影響[J]. 植物生理學報,2013,49(11):1181-1188.
[16]劉曉輝,張 顯,鄭俊鶱,等. 激素預處理對低溫脅迫下西瓜幼苗活性氧含量和抗氧化酶活性的影響[J]. 西北植物學報,2014,34(4):746-752.
[17]肖長新,陳延玲,米國華. 灌漿后期6-BA灌根對玉米衰老和產量形成的影響[J]. 玉米科學,2014,22(1):103-107,113.
[18]賈世隆. 靈臺縣旱塬地冬小麥施鉀肥增產效應試驗[J]. 甘肅農業科技,2001(2):36-37.
[19]趙會杰,薛延豐,徐立新. 氮磷鉀肥施用量及其配比對小麥品質的影響[J]. 河南農業大學學報,2004,38(4):374-378,399.
[20]劉兆麗,王建林. 施肥對小麥產量結構的影響[J]. 青島農業大學學報:自然科學版,2008,25(3):189-192.
[21]譚和芳,謝金學,汪吉東,等. 氮磷鉀不同配比對小麥產量及肥料利用率的影響[J]. 江蘇農業學報,2008,24(3):279-283.