噴灑葉面肥對春小麥黑胚、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

孔德真，桑偉，徐紅軍，韓新年，聶迎彬，田笑明

（新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所/谷物品質(zhì)與遺傳改良兵團重點實驗室，新疆石河子 832000）

0 引言

小麥籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)主要由品種本身遺傳特性決定，同時受環(huán)境條件和栽培措施的影響[1]，在小麥生長關(guān)鍵時期噴施一定量植物激素和營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑可有效改善小麥品質(zhì)和產(chǎn)量。相關(guān)研究表明，通過噴施外源植物生長調(diào)節(jié)劑來改變植物體中各激素之間的平衡，進而影響植物體內(nèi)相關(guān)基因表達以及表達產(chǎn)物的轉(zhuǎn)運與分配，從而調(diào)控作物生長[2]。植物營養(yǎng)劑也稱為葉面肥，其大量元素成分含有氮(N)、磷(P)、鉀(K)等大量元素，可以改善作物營養(yǎng)狀況，適用于植株生育后期營養(yǎng)元素的補充[3-4]。磷酸二氫鉀是一種養(yǎng)分含量高、速效的磷鉀肥，葉面噴施可以增加粒質(zhì)量，增產(chǎn)效果十分明顯[5]。蕓苔素內(nèi)酯作為農(nóng)業(yè)上常用的植物生長調(diào)節(jié)劑，可對多種作物具有良好的增產(chǎn)和改善品質(zhì)功能，可提高超甜玉米種子的發(fā)芽率并促進幼苗生長，增加小麥千粒重、提高產(chǎn)量[6-7]。在小麥灌漿初期噴施葉面肥或植物生長調(diào)節(jié)劑可以有效增加植株營養(yǎng)和提高抗逆性，明顯減輕干熱風(fēng)災(zāi)害性天氣對小麥產(chǎn)量影響和對小麥植株的危害，增加千粒重，一般可提高產(chǎn)量10%～20%，小麥品質(zhì)可顯著提高[8-9]。因此，在小麥開花后期噴施一定量磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯可明顯提高小麥籽粒品質(zhì)和產(chǎn)量。

小麥黑胚病是指小麥籽粒的胚或其周圍出現(xiàn)黑或褐色斑點，有時會延伸到腹溝側(cè)，甚至籽粒的冠毛端，嚴重時整個籽粒變色皺縮[10]。新疆是小麥黑胚病的高發(fā)區(qū)，全疆各地均有危害，在發(fā)病嚴重的年份春小麥病粒率高達40%～90%，嚴重阻礙了新疆優(yōu)質(zhì)商品糧的生產(chǎn)與發(fā)展[11]。在小麥開花后期，不當施肥和灌溉可明顯提高籽粒當中的黑胚率。一般高水肥地的黑胚率高于旱地，但不同施肥與灌溉方式（時期與次數(shù)）對黑胚率影響較大，在開花前完成全部灌溉（施肥），黑胚率較低，乳熟期至面團期灌溉（施肥）則黑胚率增加[12-13]。由于黑胚發(fā)生受自然環(huán)境影響比較大，在研究環(huán)境因素對黑胚率影響的同時，分析這些因素對千粒質(zhì)量、蛋白質(zhì)含量等產(chǎn)量、品質(zhì)指標的影響，為制定合理栽培措施，特別是灌溉、施肥措施提供依據(jù)，兼顧產(chǎn)量與品質(zhì)的同時降低黑胚率[14]，在小麥灌漿期噴施一定量的鉀肥和植物激素可有效防止小麥功能葉的提前早衰，提高小麥對病菌的抵抗力，從而減小籽粒黑胚的發(fā)生。針對春小麥在灌漿的不同時期噴施葉面肥的研究報道較少。為了解決春小麥籽粒黑胚、產(chǎn)量和品質(zhì)問題，研究在小麥灌漿不同時期噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯對其籽粒黑胚率、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為春小麥高產(chǎn)栽培措施的選擇提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗供試材料選用強筋春小麥品種‘新春38號’[15]（由新疆農(nóng)墾科學(xué)院作物研究所提供），葉面肥采用磷酸二氫鉀（由四川蒙蓉農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)，純度為99%）和蕓苔素內(nèi)酯（由成都新朝陽作物科學(xué)有限公司生產(chǎn)，有效成分為0.0075%）。

1.2 試驗方法

試驗于2020—2021 年在新疆農(nóng)墾科學(xué)院試驗田進行，在小麥灌漿前期和中期噴施，磷酸二氫鉀噴施225 g/hm2，蕓苔素內(nèi)酯采用180 kg/hm2水稀釋2000 倍噴施，試驗設(shè)計如下：A、灌漿前期一次噴施清水；B、灌漿前期一次混合噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯；C、灌漿前期一次噴施磷酸二氫鉀；D、灌漿前期一次噴施蕓苔素內(nèi)酯；E、灌漿中期一次噴施清水；F、灌漿中期一次混合噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯；G、灌漿中期一次噴施磷酸二氫鉀；H、灌漿中期一次噴施蕓苔素內(nèi)酯；I、灌漿中期重復(fù)噴施清水；J、灌漿中期重復(fù)混合噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯；K、灌漿中期重復(fù)噴施磷酸二氫鉀；L、灌漿中期重復(fù)噴施蕓苔素內(nèi)酯（注：重復(fù)噴施指在灌漿前期一次噴施葉面肥基礎(chǔ)上的二次噴施）。每個處理3 次重復(fù)，小區(qū)面積6.67 m2，各處理藥劑均使用180 kg/hm2配成藥液，選擇晴天無風(fēng)時均勻噴霧。

1.3 測定項目及方法

成熟后每個試驗處理隨機選取100個單穗和人工割取收獲2 m2，單獨脫粒曬干，分別稱取產(chǎn)量、千粒重，統(tǒng)計小穗結(jié)實率和不育小穗。人工收獲‘新春38 號’籽粒隨機抽取1500 粒，等份分成3 份，每份500 粒，人工統(tǒng)計含有黑胚籽粒個數(shù)，計算黑胚率，如式(1)所示。

樣品經(jīng)3個月生理后熟后測定籽粒性狀和磨粉品質(zhì)，籽粒蛋白質(zhì)含量（14%水分基，下同）使用丹麥FOSS 公司1241 型近紅外谷物成分分析儀測定；濕面筋含量使用瑞典Perten公司2200型面筋儀按國標GB/T14608—93方法測定；Zeleny沉淀值使用中國農(nóng)業(yè)大學(xué)BAU-1型沉淀值測定儀按AACC56-61A方法測定；面團特性使用美國National manufacturing公司10 g電子型和面儀按AACC54-40A 方法測定峰值時間、峰值高度、8 min寬度和8 min面積等指標[16]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

以Excel 2010 進行數(shù)據(jù)處理及圖表繪制，利用SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同藥劑處理對‘新春38號’黑胚的影響

小麥黑胚形成與品種特性和生長環(huán)境相關(guān)，在小麥生長過程中噴施部分營養(yǎng)元素，可有效改善籽粒黑胚。由圖1 所示，第一時期混合一次噴施磷酸二氫鉀與蕓苔素內(nèi)酯可明顯降低小麥籽粒黑胚率，噴施蕓苔素內(nèi)酯黑胚率由原來的21%降至16.8%；在第二時期二次混合噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯能降低籽粒黑胚發(fā)生，黑胚率由21.6%降至18.2%，說明春小麥籽粒黑胚發(fā)生是由于灌漿前期籽粒營養(yǎng)的不均衡導(dǎo)致黑胚發(fā)生，因此，灌漿前期噴施植物養(yǎng)分可降低小麥黑胚率。

圖1 不同藥劑處理對黑胚率的影響

2.2 不同時間段噴施葉面肥對小麥產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的影響

由表1可知，不同葉面肥噴施時間對‘新春38號’產(chǎn)量結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同影響。在第一時期一次噴施磷酸二氫鉀較對照產(chǎn)量增產(chǎn)6.46%達到最高，不育小穗數(shù)較對照顯著(P＞0.05)減少，噴施蕓苔素內(nèi)酯表現(xiàn)出減產(chǎn)；第二時期一次噴施蕓苔素內(nèi)酯較對照增產(chǎn)8.25%，混合噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯較對照可顯著(P＞0.05)提高千粒重，不育小穗數(shù)較對照相比有較大幅度的增加；在第二時期二次噴施藥劑均可提高產(chǎn)量和降低不育小穗數(shù)，噴施混合磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯增產(chǎn)幅度最大為27.9%，小穗結(jié)實率有所降低，但未達到顯著水平，說明二次噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯可有效提高產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的形成。

2.3 葉面肥和噴施時間與黑胚率相關(guān)分析

由于籽粒黑胚的發(fā)生是噴施時間和噴施藥劑共同決定，為了確定籽粒黑胚形成與噴施藥劑和噴施時間的相關(guān)性，如表2所示，混合噴施磷酸二氫鉀與蕓苔素內(nèi)酯與噴施時間成負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.894，與噴施次數(shù)達到了極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.998；磷酸二氫鉀與噴施時間成正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)為0.23，與噴施次數(shù)達到了極顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.999；蕓苔素內(nèi)酯與噴施時間和噴施次數(shù)均成正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.98 和0.667，因此在小麥灌漿過程中，早期多次噴施磷酸二氫鉀與蕓苔素內(nèi)酯的混合液可有效改善籽粒黑胚發(fā)生。

2.4 不同葉面肥和時間處理對‘新春38號’面粉特性的影響

研究表明，不同時期噴施不同類型葉面肥對面粉特性的籽粒蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面筋指數(shù)和沉淀值均有不同的影響作用，但引起面粉品質(zhì)因素作用大小不同。如表3 所示，籽粒蛋白質(zhì)含量在噴施藥劑后均有所提高，在第二時期一次噴施磷酸二氫鉀時達到最大為15.3%，較對照增加1%；濕面筋含量在第二時期一次混合噴施磷酸二氫鉀與蕓苔素內(nèi)酯濕面筋含量達到最大為33.88%，較對照增加0.7%；面筋指數(shù)在噴施藥劑后均有所提高，在第二時期一次和二次噴施其含量較對照均有所提高，含量達到了65.9%；沉淀值在第二時期一次噴施磷酸二氫鉀與蕓苔素內(nèi)酯混合液和蕓苔素內(nèi)酯時含量達到最大為35 mL，較對照增加4.54%，因此，通過比較發(fā)現(xiàn)，第二時期一次混合噴施磷酸二氫鉀與蕓苔素內(nèi)酯，可有效提高面粉特性。

表3 不同處理對面粉特性的影響

2.5 不同葉面肥和時間處理對‘新春38號’面團揉混特性的影響

不同時間段噴施蕓苔素內(nèi)酯和磷酸二氫鉀可有效改善‘新春38 號’面團揉混特性。如表4所示，在第一時期和第二時期二次噴施磷酸二氫鉀，面團形成時間和面團穩(wěn)定時間可達到最大7.3 min和9.4 min，較同期對照時間增加0.6 min 和0.7 min；面團拉伸曲線面積和最大拉伸阻力在第二時期二次噴施磷酸二氫鉀時達到最大為94 cm2和333 BU，較同期對照增加22 cm2和91 BU，而在其他不同時期噴施藥劑，面團揉混特性較對照沒有發(fā)生較大的變化，因此，在第二時期噴施一定量的磷酸二氫鉀可有效改善面團的營養(yǎng)品質(zhì)。

表4 不同處理對面團揉混特性的影響

3 結(jié)論

在小麥灌漿前期單一噴施磷酸二氫鉀和灌漿中期混合噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯使‘新春38 號’產(chǎn)量明顯提高，不育小穗數(shù)顯著減少，千粒重顯著增加，籽粒黑胚率可明顯降低，小麥加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)提高，該方法作為春小麥‘新春38號’在大田生產(chǎn)中改善品質(zhì)和提高產(chǎn)量的田間管理方法進行下一步的示范與推廣。

4 討論

在小麥灌漿期噴施一定量磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)脂對籽粒產(chǎn)量和黑胚的發(fā)生有一定影響。黑胚作為春小麥開花后常發(fā)的真菌性病害，小麥黑胚發(fā)生主要是由品種基因型和生長環(huán)境（土壤、栽培措施、氣象因素等）共同決定的；通過改變小麥栽培措施，降低籽粒的黑胚率，在施用一定的磷、鉀條件下，拔節(jié)期追施氮肥小麥黑胚率低，孕穗期及其以后追肥小麥黑胚率增加，尤其是揚花期葉面噴施氮肥會較大幅度提高黑胚率發(fā)生[17-19]；在本研究中，改善籽粒黑胚率與噴施藥劑類型和噴施次數(shù)共同決定，但對其影響是明顯不同，混合噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯與噴施時間對黑胚率成負相關(guān)，與噴施次數(shù)成正相關(guān)；單一藥劑磷酸二氫鉀與噴施時間成正相關(guān)，噴施次數(shù)成負相關(guān)，蕓苔素內(nèi)酯與噴施時間和次數(shù)均成正相關(guān)，說明不同藥劑噴施時間和次數(shù)對籽粒黑胚的影響不同，灌漿早期噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)酯可有效改善籽粒的黑胚發(fā)生；裴雪霞等[20]研究表明，小麥生育后期噴肥可顯著提高千粒重、增加產(chǎn)量和改善品質(zhì)，這與本研究在第一時期噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)脂可有效降低籽粒黑胚和提高小麥產(chǎn)量結(jié)果相一致，由于在灌漿期葉面噴施一定的鉀和植物激素可有效防止功能葉片后期早衰，從而提高小麥葉片光合作用，加快籽粒灌漿速率，提高小麥產(chǎn)量，說明‘新春38號’在灌漿早期噴施葉面肥可改善籽粒黑胚和提高產(chǎn)量。

籽粒黑胚對加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)均有較大影響。加工品質(zhì)表現(xiàn)優(yōu)劣與黑胚發(fā)生率高低存在負相關(guān)，黑胚發(fā)生率高的小麥籽粒品質(zhì)較差[21-23]。黑胚使籽粒品質(zhì)出粉率、降落值和面團穩(wěn)定時間減小[24]。楊學(xué)明等[25]研究發(fā)現(xiàn)噴施磷酸二氫鉀可以顯著提高濕面筋含量、增加穩(wěn)定時間，在本研究中，不同時期噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)脂，春小麥籽粒黑胚率減小，蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、面筋指數(shù)及沉淀值較對照均有所提高的結(jié)果相一致；而面團揉混特性中面團形成時間、面團穩(wěn)定時間、拉伸曲線、最大拉伸阻力較對照相比增加與陳榮毅等[22]研究結(jié)果相一致。說明在春小麥灌漿前期噴施磷酸二氫鉀和蕓苔素內(nèi)脂可減小籽粒黑胚提高小麥的加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，但是對于兩種葉面肥在不同時期對小麥黑胚改善品質(zhì)的影響機理仍需要進一步研究。