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摘要 为研究生化型黄腐酸钾在水稻中的应用效果,开辟新的秸秆还田之路,开展了黄腐酸水溶肥料施用方法及效果试验。结果显示,增施生化型黄腐酸钾能够改变水稻株高,影响分蘖和功能叶SPAD值,并通过在水稻9叶期(12叶品种)增施黄腐酸钾促进颖花分化,增加每穗粒数,进而增加产量,最高增产比例为3.57%。
关键词 水稻;黄腐酸钾;产量
中图分类号 S511文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2019)13-0143-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.13.044
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Effects of Potassiumcontaining Fulvic Acid on Rice Yield in Cold Regions
Abstract In order to explore the application effect of biotype potassium fulvic acid in rice and open up a new way for straw returning to the field, the application method and effect experiment of “watersoluble fulvic acid fertilizer” were carried out. The results showed that the application of biotype potassium fulvic acid could change the plant height of rice, affect the SPAD value of tillering and functional leaves, and promote the application of potassium fulvic acid at 9leaf stage (12leaf variety) of rice. The spikelet differentiation increased the number of grains per panicle, and then increased the yield, the highest yield increase rate was 3.57%.
Key words Rice;Potassiumcontaining fulvic acid;Yield
作者簡介 王安东(1981—),男,山东青岛人,副研究员,从事水稻栽培研究。
收稿日期 2018-12-13
生化黄腐酸钾是应用现代生物技术,以植物渣体为原料,经生物发酵,成功制取类煤化黄腐酸物质——高活性生化黄腐酸钾[1-2](黄腐酸属腐殖酸中分子量最小[3]、活性最大的组分[4],系腐殖酸有效成分中的精华[5-6])。该品全溶于水、耐酸碱、抗二价离子,可与多种微量元素和大量元素共溶复配,不絮沉。其可直接施用,也可用作叶面肥、冲施肥和有机肥、药肥、微肥及水产肥、液态地膜、腐殖酸保水剂的主剂或添加剂,还可作为有机无机复合肥高塔喷浆造粒的缓释肥包衣原浆。为提高水稻品质,增加农民收入,笔者开展黄腐酸水溶肥料施用方法及效果试验。
1 材料与方法
1.1 试验材料
垦系08-169:主茎12叶,稻米口感优良。生命源黄腐酸钾:属螯合性腐殖酸肥料,由山东泉林嘉有肥料有限责任公司生产,黄腐酸≥20%,氮≥6%,氧化钾≥10%。
1.2 试验地概况
试验于黑龙江省农垦科学院水稻研究所生态研究室试验区进行。土壤理化性质:
有机质 32.6 g/kg,速效氮288.92 mg/kg,速效磷15.8 mg/kg,pH 8.5,
速效钾248.64 mg/kg,速效镁346.06 mg/kg,有效硅278.1 mg/kg,黏性黑土。
1.3 试验方法
试验对照全生育期1 hm2施用尿素199.5 kg,二铵100.5 kg,硫酸钾150 kg,氮肥按照基∶蘖∶调∶穗=4∶3∶1∶2比例施用,钾肥按照基∶穗=6∶4比例施用,黄腐酸钾试验设6个处理(表1),试验共3次重复,共21个小区,每小区单灌单排,塑料埂做好隔水,保证小区间不能相互串水。
试验小区2排,每排宽8.0 m,长47.9 m,其中南侧长5.5 m,受钩机碾压不能作为试验区(图1)。每小区宽8.0 m,长2.5 m,小区面积20 m2,每排17区(图2)。
1.4 调查项目与方法
生育动态:关键生育时期进行叶龄、株高、茎数测定;
叶片含氮量:用SPAD502叶绿素仪测定叶片含氮量;
干物质积累和叶面积:叶面积采用长宽系数烘干法,干物质积累按常规方法进行;
考种测产:按常规方法进行,每处理考种6穴。
实收测产:每小区取中间4行实收,称重。
品质:每小区取稻谷1 kg,测定水分、出米率、直链淀粉、蛋白质等。
2 结果与分析
2.1 配施黄腐酸钾对水稻株高建成的影响
由图3可知,各处理在结实期前期株高趋于稳定,以处理②达到峰值最快,处理⑥最慢;到成熟期,株高最大的为处理②,达100.3 cm,最小的为处理⑥,达89.3 cm,对照成熟期株高为97.5 cm,说明基肥增施黄腐酸钾肥料,小量(0~10%)减少化肥用量,对株高建成无明显影响,当大量(≥40%)减少化肥用量,即使增施黄腐酸性肥料,株高仍会降低;在调节肥增施黄腐酸钾,不减少化肥用量,增施黄腐酸钾不会降低株高;减少化肥用量后,基施的处理株高降低不明显,相反减化肥后,追施黄腐酸钾株高仍降低。这主要与在水稻植株建成过程中,减少化肥营养后,利用黄腐酸钾补充营养是否充足有关。 2.2 配施黄腐酸钾对水稻穗数的影响
由表2可知,各处理茎数普遍较低,这与品种特性有关。各处理基本呈先升高后降低的趋势,一般在结实初期达到峰值,而后无效分蘖相继死亡[7],到水稻收获期,各处理中对照收获穗数最大,为532.0穗/m2,其次为不减少化肥用量,调节肥增施黄腐酸钾的处理,为392.0穗/m2。所有使用黄腐酸钾的处理中,由结实期到成熟期均有较多的无效分蘖死亡,在考种过程中也发现有很多粒数小于15粒的分蘖,均记为无效,说明在形成穗数过程中,施用黄腐酸钾的处理分蘖发生较晚,后期形成了较多无效分蘖,影响了收获穗数。通过秸秆等提取的黄腐酸,称之为生化黄腐酸,与常规的黄腐酸,即矿源腐殖酸有一定差异[8-9],试验选用的黄腐酸是否充分转化,是否存在争氮等情况,有待进一步验证。
2.3 配施黄腐酸钾对水稻功能叶叶片叶绿素SPAD值的影响
SPAD(soil and plant analyzer development)用来表示相对叶绿素含量,以反映叶绿素含量多少[10]。测定功能叶中SPAD,用以反映功能叶片代谢旺盛程度[11]。
由图4可知,随生育进程,各处理的功能叶叶片中的叶绿素浓度呈不同变化趋势,生育前期较高的处理,如处理③、对照,在结实期叶绿素浓度均较低,而前期较低的处理,如处理①、处理②和处理④,说明在分蘖期叶绿素浓度高的处理,有利于植株建成,形成较多分蘖,这与分蘖期穗数调查结果反映趋势一致;在植株进入长穗期,水稻正处于拔节前后,此时光合产物多用于株高,叶绿素浓度低的处理如处理①、处理④,用于株高所提供的光合产物也相对较少,这与株高调查结果一致;到结实期,功能叶具有相对较高的SPAD值,有利于保证光合产物的持续供给,形成较高的产量,但这并不绝对,因为产量是个综合指标,受到外界条件、内部因素多方面的影响,处理①、处理②和处理⑤功能叶叶绿素浓度较高。
2.4 配施黄腐酸钾对水稻产量的影响
由表3可知,产量最高的为处理⑤,较对照增产近1%,其增产原因是每穗粒数有所增加,这与黄腐酸钾施用时期有关,在调节肥(水稻9叶期)施用,其肥效反映在水稻颖花分化期,充足的营养保证了颖花分化的顺利进行,减小后期颖花退化的数量,进而通过增加粒数增产。处理②、处理③、处理④和处理⑥与对照比较,存在显著差异的产量构成因子是每平方米穗数,说明增施生化型黄腐酸钾后,减少氮、磷、钾的化肥用量,明显减少收获穗数,对结实率和千粒重影响不大,这是由于减氮最明显的特征是影响分蘖,虽然供试产品中含6%的氮,仍无法满足植株生长需求,不缺磷、钾与土壤本身供应有关。
由表4可知,处理⑤产量最高,为8 434.5 kg/hm2,增产3.57%,其次为处理①,为8 217.90 kg/hm2,增产0.91%。
3 结论与讨论
(1)增施生化型黄腐酸钾能够改变水稻株高,影响分蘖和功能叶SPAD值,對于生物型黄腐酸钾施用时期而言,作为调节肥追施优于作为基肥施用。
(2)通过在水稻9叶期(12叶品种)增施黄腐酸钾促进颖花分化,增加每穗粒数,进而增加产量,最高增产比例的配施为不减肥调节肥增施黄腐酸150 kg/hm2,增产比为357%;所有减肥处理(处理②、③、④、⑥)产量均有下降,与对照比较,减肥后影响较大的是分蘖数。
(3)对于生物型黄腐酸钾施用方法而言,施用黄腐酸钾后,降低化肥用量,影响水稻分蘖及收获时有效分蘖和无效分蘖比例,建议重复试验,加以印证;另外,施用黄腐酸后对土质和品质需要进一步分析。
参考文献
[1] 赫臣,郑桂萍,赵海成,等.增施腐殖酸及减量施肥对盐碱地水稻穗部性状与产量的影响[J].作物杂志,2018(3):129-134.
[2] 梁誉.不同黄腐酸肥料及用法对水稻生产影响初探[J].农业科技通讯,2018(11):51-52.
[3] 盖学峰,孙学军,宁士峰.黄腐酸水溶性有机肥在水稻上应用效果[J].现代化农业,2017(9):15.
[4] 张学军,赵营,陈晓群,等.不同水氮供应对水稻产量、吸氮量及水氮利用效率的影响[J].中国农学通报,2010,26(4):126-131.
[5] 刘涛.黄腐酸有机肥在寒地水稻上应用效果[J].现代化农业,2015(6):14-15.
[6] 朱福磊,叶生,谢克妍.水稻应用黄腐酸有机肥效果试验[J].现代化农业,2016(11):22-23.
[7] 苏东行.基蘖肥氮量对水稻分蘖和倒伏的影响[D].哈尔滨:东北农业大学,2012.
[8] 何沈雨,朱琳,曲悦,等.寒地水稻分蘖形成规律及外部调控研究[C]//作物科学与乡村振兴:2018中国作物学会学术年会论文摘要集.北京:中国作物学会,2018.
[9] 陈小龙,陈灿,周莉.水稻不同生育期叶绿素含量的测定及其相关性分析[J].现代农业科技,2010(17):42-44,52.
[10] 李金文.基于水稻叶片生理生态学特征的氮营养诊断[D].杭州:浙江大学,2010.
[11] 王小宁.不同增温处理下水稻的光合特性和高光谱特征的响应研究[D].南京:南京信息工程大学,2008.
关键词 水稻;黄腐酸钾;产量
中图分类号 S511文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2019)13-0143-03
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2019.13.044
开放科学(资源服务)标识码(OSID):
Effects of Potassiumcontaining Fulvic Acid on Rice Yield in Cold Regions
Abstract In order to explore the application effect of biotype potassium fulvic acid in rice and open up a new way for straw returning to the field, the application method and effect experiment of “watersoluble fulvic acid fertilizer” were carried out. The results showed that the application of biotype potassium fulvic acid could change the plant height of rice, affect the SPAD value of tillering and functional leaves, and promote the application of potassium fulvic acid at 9leaf stage (12leaf variety) of rice. The spikelet differentiation increased the number of grains per panicle, and then increased the yield, the highest yield increase rate was 3.57%.
Key words Rice;Potassiumcontaining fulvic acid;Yield
作者簡介 王安东(1981—),男,山东青岛人,副研究员,从事水稻栽培研究。
收稿日期 2018-12-13
生化黄腐酸钾是应用现代生物技术,以植物渣体为原料,经生物发酵,成功制取类煤化黄腐酸物质——高活性生化黄腐酸钾[1-2](黄腐酸属腐殖酸中分子量最小[3]、活性最大的组分[4],系腐殖酸有效成分中的精华[5-6])。该品全溶于水、耐酸碱、抗二价离子,可与多种微量元素和大量元素共溶复配,不絮沉。其可直接施用,也可用作叶面肥、冲施肥和有机肥、药肥、微肥及水产肥、液态地膜、腐殖酸保水剂的主剂或添加剂,还可作为有机无机复合肥高塔喷浆造粒的缓释肥包衣原浆。为提高水稻品质,增加农民收入,笔者开展黄腐酸水溶肥料施用方法及效果试验。
1 材料与方法
1.1 试验材料
垦系08-169:主茎12叶,稻米口感优良。生命源黄腐酸钾:属螯合性腐殖酸肥料,由山东泉林嘉有肥料有限责任公司生产,黄腐酸≥20%,氮≥6%,氧化钾≥10%。
1.2 试验地概况
试验于黑龙江省农垦科学院水稻研究所生态研究室试验区进行。土壤理化性质:
有机质 32.6 g/kg,速效氮288.92 mg/kg,速效磷15.8 mg/kg,pH 8.5,
速效钾248.64 mg/kg,速效镁346.06 mg/kg,有效硅278.1 mg/kg,黏性黑土。
1.3 试验方法
试验对照全生育期1 hm2施用尿素199.5 kg,二铵100.5 kg,硫酸钾150 kg,氮肥按照基∶蘖∶调∶穗=4∶3∶1∶2比例施用,钾肥按照基∶穗=6∶4比例施用,黄腐酸钾试验设6个处理(表1),试验共3次重复,共21个小区,每小区单灌单排,塑料埂做好隔水,保证小区间不能相互串水。
试验小区2排,每排宽8.0 m,长47.9 m,其中南侧长5.5 m,受钩机碾压不能作为试验区(图1)。每小区宽8.0 m,长2.5 m,小区面积20 m2,每排17区(图2)。
1.4 调查项目与方法
生育动态:关键生育时期进行叶龄、株高、茎数测定;
叶片含氮量:用SPAD502叶绿素仪测定叶片含氮量;
干物质积累和叶面积:叶面积采用长宽系数烘干法,干物质积累按常规方法进行;
考种测产:按常规方法进行,每处理考种6穴。
实收测产:每小区取中间4行实收,称重。
品质:每小区取稻谷1 kg,测定水分、出米率、直链淀粉、蛋白质等。
2 结果与分析
2.1 配施黄腐酸钾对水稻株高建成的影响
由图3可知,各处理在结实期前期株高趋于稳定,以处理②达到峰值最快,处理⑥最慢;到成熟期,株高最大的为处理②,达100.3 cm,最小的为处理⑥,达89.3 cm,对照成熟期株高为97.5 cm,说明基肥增施黄腐酸钾肥料,小量(0~10%)减少化肥用量,对株高建成无明显影响,当大量(≥40%)减少化肥用量,即使增施黄腐酸性肥料,株高仍会降低;在调节肥增施黄腐酸钾,不减少化肥用量,增施黄腐酸钾不会降低株高;减少化肥用量后,基施的处理株高降低不明显,相反减化肥后,追施黄腐酸钾株高仍降低。这主要与在水稻植株建成过程中,减少化肥营养后,利用黄腐酸钾补充营养是否充足有关。 2.2 配施黄腐酸钾对水稻穗数的影响
由表2可知,各处理茎数普遍较低,这与品种特性有关。各处理基本呈先升高后降低的趋势,一般在结实初期达到峰值,而后无效分蘖相继死亡[7],到水稻收获期,各处理中对照收获穗数最大,为532.0穗/m2,其次为不减少化肥用量,调节肥增施黄腐酸钾的处理,为392.0穗/m2。所有使用黄腐酸钾的处理中,由结实期到成熟期均有较多的无效分蘖死亡,在考种过程中也发现有很多粒数小于15粒的分蘖,均记为无效,说明在形成穗数过程中,施用黄腐酸钾的处理分蘖发生较晚,后期形成了较多无效分蘖,影响了收获穗数。通过秸秆等提取的黄腐酸,称之为生化黄腐酸,与常规的黄腐酸,即矿源腐殖酸有一定差异[8-9],试验选用的黄腐酸是否充分转化,是否存在争氮等情况,有待进一步验证。
2.3 配施黄腐酸钾对水稻功能叶叶片叶绿素SPAD值的影响
SPAD(soil and plant analyzer development)用来表示相对叶绿素含量,以反映叶绿素含量多少[10]。测定功能叶中SPAD,用以反映功能叶片代谢旺盛程度[11]。
由图4可知,随生育进程,各处理的功能叶叶片中的叶绿素浓度呈不同变化趋势,生育前期较高的处理,如处理③、对照,在结实期叶绿素浓度均较低,而前期较低的处理,如处理①、处理②和处理④,说明在分蘖期叶绿素浓度高的处理,有利于植株建成,形成较多分蘖,这与分蘖期穗数调查结果反映趋势一致;在植株进入长穗期,水稻正处于拔节前后,此时光合产物多用于株高,叶绿素浓度低的处理如处理①、处理④,用于株高所提供的光合产物也相对较少,这与株高调查结果一致;到结实期,功能叶具有相对较高的SPAD值,有利于保证光合产物的持续供给,形成较高的产量,但这并不绝对,因为产量是个综合指标,受到外界条件、内部因素多方面的影响,处理①、处理②和处理⑤功能叶叶绿素浓度较高。
2.4 配施黄腐酸钾对水稻产量的影响
由表3可知,产量最高的为处理⑤,较对照增产近1%,其增产原因是每穗粒数有所增加,这与黄腐酸钾施用时期有关,在调节肥(水稻9叶期)施用,其肥效反映在水稻颖花分化期,充足的营养保证了颖花分化的顺利进行,减小后期颖花退化的数量,进而通过增加粒数增产。处理②、处理③、处理④和处理⑥与对照比较,存在显著差异的产量构成因子是每平方米穗数,说明增施生化型黄腐酸钾后,减少氮、磷、钾的化肥用量,明显减少收获穗数,对结实率和千粒重影响不大,这是由于减氮最明显的特征是影响分蘖,虽然供试产品中含6%的氮,仍无法满足植株生长需求,不缺磷、钾与土壤本身供应有关。
由表4可知,处理⑤产量最高,为8 434.5 kg/hm2,增产3.57%,其次为处理①,为8 217.90 kg/hm2,增产0.91%。
3 结论与讨论
(1)增施生化型黄腐酸钾能够改变水稻株高,影响分蘖和功能叶SPAD值,對于生物型黄腐酸钾施用时期而言,作为调节肥追施优于作为基肥施用。
(2)通过在水稻9叶期(12叶品种)增施黄腐酸钾促进颖花分化,增加每穗粒数,进而增加产量,最高增产比例的配施为不减肥调节肥增施黄腐酸150 kg/hm2,增产比为357%;所有减肥处理(处理②、③、④、⑥)产量均有下降,与对照比较,减肥后影响较大的是分蘖数。
(3)对于生物型黄腐酸钾施用方法而言,施用黄腐酸钾后,降低化肥用量,影响水稻分蘖及收获时有效分蘖和无效分蘖比例,建议重复试验,加以印证;另外,施用黄腐酸后对土质和品质需要进一步分析。
参考文献
[1] 赫臣,郑桂萍,赵海成,等.增施腐殖酸及减量施肥对盐碱地水稻穗部性状与产量的影响[J].作物杂志,2018(3):129-134.
[2] 梁誉.不同黄腐酸肥料及用法对水稻生产影响初探[J].农业科技通讯,2018(11):51-52.
[3] 盖学峰,孙学军,宁士峰.黄腐酸水溶性有机肥在水稻上应用效果[J].现代化农业,2017(9):15.
[4] 张学军,赵营,陈晓群,等.不同水氮供应对水稻产量、吸氮量及水氮利用效率的影响[J].中国农学通报,2010,26(4):126-131.
[5] 刘涛.黄腐酸有机肥在寒地水稻上应用效果[J].现代化农业,2015(6):14-15.
[6] 朱福磊,叶生,谢克妍.水稻应用黄腐酸有机肥效果试验[J].现代化农业,2016(11):22-23.
[7] 苏东行.基蘖肥氮量对水稻分蘖和倒伏的影响[D].哈尔滨:东北农业大学,2012.
[8] 何沈雨,朱琳,曲悦,等.寒地水稻分蘖形成规律及外部调控研究[C]//作物科学与乡村振兴:2018中国作物学会学术年会论文摘要集.北京:中国作物学会,2018.
[9] 陈小龙,陈灿,周莉.水稻不同生育期叶绿素含量的测定及其相关性分析[J].现代农业科技,2010(17):42-44,52.
[10] 李金文.基于水稻叶片生理生态学特征的氮营养诊断[D].杭州:浙江大学,2010.
[11] 王小宁.不同增温处理下水稻的光合特性和高光谱特征的响应研究[D].南京:南京信息工程大学,2008.