ALA葉面肥對制種玉米光合特性和產量的影響

汪小葉 程紅玉 王俊科 陳 葉

（河西學院農業與生態工程學院，甘肅張掖 734000）

5-氨基乙酰丙酸（ALA）是合成葉綠素的關鍵原料，能促進植物碳水化合物向地下部轉運從而加快地下部器官生長。郭彥兵等[1]認為ALA可以促進馬蹄蓮的光合作用并提高產量，加快營養物質向地下部轉移，改善種球品質；張帥等[2]在百合中研究證明葉面噴施ALA可以改善葉綠素含量促進百合植株生長；前人在玉米、甜葉菊、葉菜、葡萄、番茄、辣椒和百合中的研究表明，ALA可以提高作物產量[3-8]。美國、日本、加拿大等國已將ALA廣泛應用于提高農產品的產量和品質[9]，而ALA在糧食作物中的應用鮮見報道。甘肅省張掖市位于甘肅省西北部河西走廊中段，由于降水量少、蒸發量高，所產種子籽粒飽滿、發芽率高、水分含量低、商品性能好，因此是我國最佳的玉米種子繁育地帶，被譽為“天然玉米種子生產王國”。為此，本研究以雜交制種玉米鄭單958為研究對象，通過葉面噴施不同濃度ALA葉面肥，探討其對玉米光合特性和產量的影響，為該葉面肥在制種玉米生產中的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況試驗于2018年4-10月在甘肅省張掖市臨澤縣沙河鎮新豐村種植地（39°09′N，100°11′E）進行。該區地處河西走廊中部，屬大陸性荒漠氣候。海拔約1453m，年平均氣溫7.7℃，無霜期176d，年均降水量118.4mm，前茬作物為制種玉米。試驗地土壤為灌漠土，耕層（0～20cm）土壤有機質15.52g/kg，全氮0.584g/kg，堿解氮66.5mg/kg，速效磷13.34mg/kg，速效鉀157.65mg/kg，pH值8.2。

1.2 試驗材料參試玉米雜交品種為鄭單958（母本：鄭58；父本：昌7-2），由潤豐源種業有限公司生產；5-氨基乙酰丙酸（ALA）液體肥料由張掖科欣生化科技有限公司提供（ALA含量為0.6g/L）。

1.3 試驗設計試驗設5個處理，將ALA樣品分別稀釋為2000倍、1500倍、1000倍和500倍液4個濃度水平（對應濃度分別為0.30mg/L、0.45mg/L、0.60mg/L和1.20mg/L），分別命名為A1、A2、A3、A4，以清水為對照，重復3次，分別于6月8日、6月18日、6月28日各噴施1次。小區面積30m2（10m×3m），保護行1.5m，田間走道50cm。于2018年4月12日采用點播方式播種，行距50cm，株距20cm，種植密度105000株/hm2。施尿素300kg/hm2（含N 46.0%），其中50%基施，50%在拔節期結合灌水追施；磷酸二銨450kg/hm2（含N 18%，P2O546%）全部作基肥一次性施入。其他管理同當地大田。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 光合特性的測定在吐絲期觀測日的9：00-11：00采用TPS-2便攜式光合系統測定葉片光合參數，便攜式葉綠素測定儀測定相對葉綠素SPAD值。各處理隨機選取樣株15株，測定穗位葉的葉綠素含量（SPAD）、凈光合速率（Pn，μmol/m2·s）、氣孔導度（Gs，mol/m2·s）、蒸騰速率（Tr，mmol/m2·s）、胞間CO2濃度（Ci，μmol/mol）。

1.4.2 產量及其構成因素的測定每小區選3個有代表性的樣方（面積為2m2）調查成穗數，隨機選取15株，收獲果穗，室內考種，測定穗粒數、穗長、穗粗、百粒重，成熟期單獨收獲計產。

1.5 數據分析采用Excel 2003進行數據處理，SPSS 17.0進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 ALA葉面肥對玉米葉片葉綠素含量（SPAD）的影響由圖1可知，隨著ALA葉面肥稀釋倍數的增加，玉米葉片的葉綠素含量呈現先增后減的趨勢。對照的葉綠素含量為60.09，A1、A2、A3和A4處理的葉綠素含量分別為72.94、76.68、75.82和70.93。與對照相比，A1、A2、A3和A4處理的葉綠素含量分別增加了21.38%、27.61%、26.18%、18.04%。經統計分析，各處理與對照差異均達顯著性水平。在低濃度下，隨著ALA葉面肥濃度的升高，玉米葉片的葉綠素含量隨之增加，但濃度超過1500倍液（A2）后，葉綠素含量反而出現下降，說明ALA葉面肥濃度過高，會抑制葉綠素的合成，也說明使用1500倍液有利于葉片中葉綠素含量的提高。

2.2 ALA葉面肥對玉米葉片凈光合速率（Pn）的影響由圖2可知，不同處理玉米穗葉（功能葉）的凈光合速率（Pn）呈現先增大后逐漸下降的趨勢。對照的凈光合速率為19.14μmol/m2·s，A1、A2、A3和A4處理的凈光合速率分別為21.14μmol/m2·s、25.24μmol/m2·s、25.19μmol/m2·s和20.62μmol/m2·s。其中，A1、A2、A3、A4處理與CK相比，Pn分別增加了10.45%、31.87%、31.61%、7.73%，經統計分析，A2和A3與對照差異均達顯著性水平，而其他處理與對照差異不顯著。說明噴施ALA 1000～1500倍液葉面肥能顯著促進玉米葉片的凈光合速率，其中以A2處理效果最佳。

2.3 ALA葉面肥對玉米葉片蒸騰速率（Tr）的影響由圖3可知，噴施ALA葉面肥能夠提高玉米穗葉（功能葉）的蒸騰速率（Tr）。對照的蒸騰速率為4.24mmol/m2·s，A1、A2、A3和A4處理的蒸騰速率分別為6.96mmol/m2·s、7.29mmol/m2·s、5.94mmol/m2·s和5.43mmol/m2·s。處理A1、A2、A3和A4與對照比較，Tr分別增加64.15%、71.93%、40.09%和28.07%，其中A2處理的Tr最高。經統計分析，處理A1、A2和A3與CK差異均達顯著水平，而A4與CK間相比差異不顯著，說明低濃度的ALA葉面肥能夠提高玉米穗葉（功能葉）的蒸騰速率（Tr），高濃度處理則抑制蒸騰速率。

2.4 ALA葉面肥對玉米葉片胞間CO2濃度（Ci）的影響由圖4可知，噴施ALA葉面肥后，不同處理對玉米吐絲期穗葉（功能葉）的胞間CO2濃度（Ci）影響不同。對照的胞間CO2濃度為372.20μmol/mol，A1、A2、A3和A4處理的胞間CO2濃度分別為340.20μmol/mol、308.80μmol/mol、336.60μmol/mol和364.60μmol/mol。總體上看，不同處理的葉片胞間CO2濃度（Ci）均低于對照，其中，A4處理接近于對照處理，僅下降了2.04%，而A1、A2和A3與CK相比，分別下降了8.60%、17.03%和9.56%。經統計分析表明，處理A1、A3和A4與CK相比差異不顯著，而A2與CK相比，差異達顯著水平，而A2和A4相比，差異也達顯著水平。由此說明，噴施ALA葉面肥后，降低了葉片胞間CO2濃度（Ci），提高了CO2的利用率。

2.5 ALA葉面肥對玉米葉片氣孔導度（Gs）的影響由圖5得知，噴施ALA葉面肥濃度增加，氣孔導度呈現先增加后減少的趨勢。對照的氣孔導度為663.00mol/m2·s，A1、A2、A3和A4處理的氣孔導度分別為737.20mol/m2·s、848.00mol/m2·s、791.00mol/m2·s和681.00mol/m2·s。A1、A2、A3、A4的氣孔導度與CK比較，分別增加了11.19%、27.90%、19.31%、2.71%，其中A2增加最為明顯。經統計分析，A2、A3較CK相比差異顯著，而A1和A4較CK相比差異不顯著。說明噴施ALA葉面肥對增加葉片Gs有促進作用，其中以A2處理效果最佳。

2.6 不同濃度ALA葉面肥對玉米產量及其經濟效益的影響由表1可知，不同處理對穗長和穗粗的影響不同。A1、A2、A3和A4處理的穗長與對照比較，分別增加0.94%、6.96%、5.08%和0.31%，且A2與對照差異達顯著水平，其他處理與對照差異不顯著。A1、A2、A3和A4處理的穗粗與對照比較，分別增加5.09%、7.33%、6.72%和1.22%，且A2和A3與對照差異達顯著水平，而不同處理間差異不顯著。同樣，ALA葉面肥處理使玉米穗粒數有不同程度的提高，其中A1、A2、A3與CK的穗粒數差異顯著；以A2處理最高，較CK增加8.93%。隨著噴施ALA葉面肥濃度的增加，玉米百粒重呈先增后減的趨勢，以A2處理為最高（38.028g），較CK增加0.917g，ALA葉面肥的其他處理間差異不顯著。

由表1可知，A1、A2、A3和A4處理折合產量分別較CK增產7.52%、11.62%、9.73%和1.42%，且A2處理產量最高（12800.49kg/hm2），其中A1、A2和A3與CK相比，差異達顯著水平，A4處理與對照差異不顯著。A1、A2、A3和A4處理與CK比較，經濟效益分別增加7.52%、11.62%、9.73%和1.42%，其中A1、A2和A3與CK相比，差異均達顯著水平，A4處理差異不顯著。由此說明，A2處理產量最高（12800.49kg/hm2），經濟效益增加最明顯。

表1 ALA葉面肥對玉米經濟性狀的影響

3 討論與結論

5-氨基乙酰丙酸（ALA）是一種多功能的生長調節劑。李美善等[10]研究表明，始穗期噴施低濃度的ALA（2.5～5.0mg/L）能夠提高水稻籽粒的增長速率和籽粒重量。魏中偉等[11]研究表明，1mg/L ALA的葉面肥能夠提高水稻的光合作用，使產量增加3.2%～4.0%。姚素梅等[12]研究發現，ALA能夠提高小麥光合速率。程紅玉等[13]研究顯示ALA葉面肥在春小麥中有顯著的增產作用。本研究結果表明，在制種玉米上噴施ALA葉面肥，能夠增加制種玉米葉片的葉綠素含量，從而提高凈光合速率（Pn），增加產量，且隨著濃度的升高呈先升高后降低的變化趨勢，這與前人在小麥[14-15]、草莓[16]和梨[17]等植物上的研究結果一致，說明隨著ALA不斷進入源（葉片），有利于庫（籽粒）的積累。試驗表明，ALA 葉面肥也能夠提高玉米的蒸騰速率（Tr）和氣孔導度，降低胞間CO2濃度（Ci），這與前人在水稻和小麥中的研究結果一致。說明ALA葉面肥通過調節氣孔因素，直接或間接地促進了光系統的捕光能力，提高了碳源的利用，促進了碳同化。

本研究中，在玉米制種田噴施ALA葉面肥后，能夠增加制種玉米葉片的葉綠素含量，從而提高凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導度（Gs），降低胞間CO2濃度（Ci），其中，噴施1500倍液（ALA濃度為0.45mg/L）的處理與對照相比，葉綠素含量提高27.61%，凈光合速率提高31.87%，增產11.62%，效果最佳。建議在制種玉米生產中使用ALA濃度0.45mg/L的ALA葉面肥，以達到增產增效的目的。