叶面肥喷施对汉麻叶面积及干物质积累分配的影响

张晓艳,边境,曹焜,韩承伟,张治国,朱浩,孙宇峰

(黑龙江省科学院大庆分院,黑龙江 大庆 163319)

叶面肥是指将营养物质溶于水,直接喷施在作物叶片上,使营养物质直接从叶部被作物吸收,参与作物的新陈代谢等过程的一种液体肥料。叶面肥具有养分供应直接、运送快、利用率高等优点[1]。目前,相关研究[2]表明,使用叶面肥可增强植株的抗逆能力,延长功能叶的寿命,促进蛋白质的形成,提高结实率,增加产量,改善品质,促进高产高效。叶面肥不仅可以增加植物的叶面积、提高净光合速率,还可以促进植株生长发育,提高产量[3]。

汉麻是指致幻成分四氢大麻酚(THC)含量<0.3%、无毒品利用价值的一个品种类型,是我国重要的纤维作物,其纤维及其制品具有独特的天然保健功能,能防止紫外线辐射、消散音波、抗霉抑菌、防腐防臭、润肤护发、舒适爽身等[4]。如何进一步挖掘汉麻的生长发育潜力,实现汉麻超高产栽培,是广大科研工作者关注的问题之一。然而,纤维用汉麻采用平作栽培,行距7.5~15.0 cm,种植密度大,生育中后期根部追肥困难大、投入高,所以采用叶面施肥来提高汉麻纤维的产量。目前,叶面肥在水稻、玉米、小麦、棉花、大豆等作物上应用效果良好[5-9],然而叶面施肥在汉麻上的应用效果国内外研究甚少。为更好地了解叶面肥在汉麻上的应用效果,选择自配汉麻专用叶面肥和常用的磷酸二氢钾叶面肥进行对比试验,研究喷施叶面肥后,汉麻叶面积及干物质积累与分配的变化,旨在为汉麻高产栽培技术提供理论和实践依据。

1.1 供试材料

试验于2020年在大庆市东风农场进行,供试品种为火麻一号,供试叶面肥为磷酸二氢钾叶面肥(F1)和自制叶面肥(F2,其主要成分有氮、磷、钾、镁、锌等营养元素及赤霉素、吲哚乙酸、葡萄糖等),试验地土壤为草甸黑钙土,土壤基本理化性状为土壤碱解氮 112.00 mg/kg、有效磷8.60 mg/kg、速效钾242.60 mg/kg、有机质2.06%、PH值8.48、总盐量0.27%。

1.2 试验设计

在汉麻进入快速生长期后,6月17日(晴天,无风,无降雨)傍晚喷施叶面肥,以喷施清水为对照,3次重复,随机区组排列。采用平作方式,小区长8 m,宽1.5 m,区间过道1.5 m,小区面积12 m2。播前机械统一施肥,人工精良条播,各项田间管理同大田。

1.3 测定方法

干物重采用烘干法,叶面积采用打孔称重法,分别在喷施叶面肥后每隔10 d取一次样,共取5次,每次取30株,选取均匀一致的10株,将根、茎、叶、麻皮分开,在105℃烘箱中杀青30 min,80℃烘干称重,计算干物质积累量及分配。

工艺成熟期,每小区取1 m2,将株高小于1 m的小麻剔除,计算收获株数。从中选取均匀一致的20株直接测量株高、茎粗,人工剥麻皮,在80℃烘箱烘干称重,计算全麻率。

全麻率(%)=(麻皮重/茎干重)×100%。

每公顷理论麻皮产量(kg)=全麻率×每公顷茎干重。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2016整理后,采用SPSS 20.0进行方差分析和多重比较(Duncan)。

2.1 叶面积

由图1可知,3个处理叶面积的变化规律基本相同,均随着叶面肥施用天数增加呈逐渐增加的趋势,在第40天达到高峰,之后逐渐下降。叶面肥喷施后10~50 d,CK叶面积明显低于F1和F2,分别比F1、F2降低了22.74%~79.05%和37.88%~83.60%,而F1叶面积比F2降低了19.60%~23.49%。由此可知,自制叶面肥F2能够促进汉麻叶片的生长发育,延缓叶片衰老脱落。

图1 叶面积的变化Fig.1 The changing trend of leaf area

2.2 单株干物质积累量

由图2可知,3个处理单株干物质积累量均随着叶面肥施用天数的增加呈逐渐增加的趋势,第50天,F1、F2、CK 分别达到了6.25、6.98、4.80 g。叶面肥喷施后 10~50 d,CK 的单株干物质积累量均低于F1、F2,喷施后第10 d CK分别比F1和F2降低了61.28%、83.05%,喷施后50 d CK分别比F1和F2降低了23.31%、31.39%。由此可知,自制叶面肥F2在喷施后能够增加单株干物质积累量,并且见效快。

图2 单株干物质积累的变化Fig.2 The changing trend of plant dry matter accumulation

2.3 叶干物质积累量

由图3可知,3个处理单株叶片的干物质积累量均随着叶面肥施用天数的增加呈先增加后降低的变化趋势,F1、F2、CK 的最大值分别为1.98、2.78、1.02 g。叶面肥喷施后10~50 d,F1和 F2叶的干物质积累量分别比CK升高了100.00%~259.18%、175.70%~471.43%,F1比F2降低了27.46%~50.40%,并且叶面肥喷施40 d后,CK的叶片逐渐枯黄脱落,导致叶的干物质积累量为负数。由此可知,喷施叶面肥能延缓汉麻叶片的衰老速度,提高汉麻生育后期叶片的光合能力,特别是自制叶面肥F2效果明显。

图3 叶干物质积累量的变化Fig.3 The changing trend of leaf dry matter accumulation

2.4 秆芯干物质积累量

由图4可知,3个处理单株秆芯的干物质积累量均随叶面肥施用天数的增加呈逐渐增加的趋势,第50天,F1、F2、CK 分别达到了4.80、5.13、4.30 g。叶面肥喷施后 10~50 d,CK 单株秆芯的干物质积累量分别比F1和F2降低了10.42%~63.53%、16.18%~84.88%,F1比F2降低了6.43%~58.54%。由此可知,喷施自制叶面肥F2后能够增加单株秆芯的干物质积累量。

图4 秆芯干物质积累量的变化Fig.4 The changing trend of stem coredry matter accumulation

2.5 麻皮干物质积累量

由图5可知,3个处理单株麻皮的干物质积累量均随着叶面肥施用天数的增加呈逐渐增加的趋势,第50天,F1、F2、CK 分别达到了1.10、1.33、0.88 g。叶面肥喷施后 10~50 d,CK 单株麻皮的干物质积累量分别比F1、F2降低了18.75%~53.85、27.78%~81.25%,F1比F2降低了10.72%~59.38%。由此可知,喷施自制叶面肥F2后能够增加单株麻皮的干物质积累量。

图5 麻皮干物质积累量的变化Fig.5 The changing trend of hemp bast dry matter accumulation

2.6 根干物质积累量

由图6可知,3个处理根的干物质积累量的变化规律基本相同,施叶面肥后10~40 d随着施用天数增加而逐渐增加,在第40天达到高峰,之后逐渐下降。叶面肥喷施后10~50 d,CK根的干物质积累量分别比F1和F2低22.74%~79.05%和37.88%~83.60%,且F2根的干物质积累量高于F1。由此可知,自制叶面肥F2能够促进汉麻根系的生长发育,延缓根系衰老。

图6 根干物质积累量的变化Fig.6 The changing trend of root dry matter accumulation

2.7 干物质分配规律

由图7可知,3个处理秆芯干重所占比例和麻皮干重所占比例均随着叶面肥施用天数的增加呈逐渐升高的趋势,而叶干重所占比例呈逐渐降低的趋势,可见,快速生长期后营养物质分配中心已转移到麻皮和秆芯上。叶面肥喷施后10~50 d,叶干重所占比例CK比F1和F2分别减少了1.19%~7.97%、1.62%~10.10%,F1叶干重所占比例比F2减少了0.91%~2.12%;
麻皮干重所占比例CK比F1和F2分别减少了0.43%~1.52%、1.34%~2.48%,F1麻皮干重所占比例比F2减少了0.47%~1.12%;
秆芯干重所占比例F1和F2比CK减少了1.35%~8.85%、3.69%~11.44%,F2秆芯干重所占比例比F1减少了1.87%~2.66%。由此可知,喷施叶面肥后增加了叶干重和麻皮干重所占比例,降低了秆芯干重所占比例,自制叶面肥F2效果最佳。

图7 干物质分配规律的变化Fig.7 The changing trend law of dry matter distribution

2.8 麻皮产量及产量构成因素

由表1可知,喷施叶面肥后,汉麻的株高、收获株数、原茎产量、全麻率及麻皮产量显著高于CK,而茎粗略高于CK,处理间差异不显著。CK的株高、茎粗、收获株数、原茎产量、全麻率及麻皮产量比F1和F2降低了4.11%~26.89%、6.12%~44.23%,F1比F2降低了2.09%~23.72%。由此可知,喷施叶面肥后增加了汉麻的麻皮产量及产量构成因素,自制叶面肥F2效果最佳。

表1 麻皮产量及产量构成因素Table 1 Bast yield and yield components

作物高产、优质的关键在于养分的均衡,叶面肥作为一种新兴肥料,是平衡施肥的一种有效辅助措施,它可以使营养物质直接从叶部被作物吸收利用,具有养分供应直接、运送快、节肥高效等优点[10]。已有研究[11-13]表明,施用叶面肥可提高水稻、烤烟、樱桃、番茄的株高、茎粗、叶长、叶宽及叶面积等,从而达到提高产量和品质的目的。喷施叶面肥后可增强花生的光合效能,促进光合产物向荚果中运输,促进花生干物质积累,提高根冠比和收获指数[14-15]。水稻喷施叶面肥可延长叶片生理活性,增加SPAD值、叶面积指数、干物质质量、千粒质量、结实率并最终提高水稻产量[16-18]。

本试验中:喷施叶面肥后能够提高汉麻的叶面积,促进汉麻叶片的生长发育,延缓衰老;
提高单株、叶片、秆芯、麻皮和根系的干物质积累量及麻皮干重所占比例,降低秆芯干重所占比例;
增加株高、茎粗、收获株数、原茎产量、全麻率及麻皮产量。自制叶面肥F2的效果优于F1,其调控机理需进一步研究。

快速生长期喷施不同叶面肥对汉麻叶面积、干物质积累量及麻皮产量均有提高作用。其中自制叶面肥对工业大麻生长和产量提高的效果优于磷酸二氢钾,喷施磷酸二氢钾的叶面积比自制叶面肥的降低了19.60%~23.49%,株高、茎粗、收获株数、原茎产量、全麻率及麻皮产量降低了2.09%~23.72%。自制叶面肥每公顷的使用成本约为60~90元,因此喷施自制叶面肥在黑龙江省西部汉麻的生产实践中具有较好的推广利用价值。

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