木醋液不同施用时期对油菜生长及产量的影响

朱坤淼, 程泰, 马晨坤, 原保忠, 胡立勇

中国油料作物学报 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (2) : 341-350.

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欢迎访问《中国油料作物学报》, 2025年6月20日 星期五
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中国油料作物学报 ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (2) : 341-350. DOI: 10.19802/j.issn.1007-9084.2022291
栽培生理·土肥植保

木醋液不同施用时期对油菜生长及产量的影响

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Effects of different application periods of wood vinegar on rapeseed growth and yield

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摘要

为恰当使用木醋液增产,盆栽和大田种植甘蓝型油菜杂交品种华油杂9号,调查木醋液不同叶面喷施次数、不同施用间隔时间以及不同播期条件下,木醋液对油菜生长与产量的影响。盆栽结果表明,连续和间隔喷施2~4次的木醋液显著提高油菜的总干重29.63%~74.07%。同时连续与间隔喷施4次的木醋液可显著提高油菜的叶面积81.58%~85.65%。大田试验结果表明,苗期、蕾薹期、花期分别喷施1次、2次、3次处理的油菜,最终籽粒产量分别显著提高3.30%、9.52%、11.38%,蛋白含量分别降低2.62%、4.02%、4.68%。3个不同播期喷施木醋液处理的大田产量较对照分别显著提高20.13%、23.25%、13.97%,单株有效角果数分别提高47.29%、61.87%、72.90%。综合分析表明,在油菜生长期间喷施木醋液2~4次,每次间隔5 d以上的促进效果更好。不同播期条件下,木醋液对油菜生长与产量的影响以适期(即10月9日)播种效应更显著。

Abstract

To improve rapeseed yield, Brassica napus hybrid cultivar Huayouza 9 was selected as material, and was planted in pots and fields. Experiments were conducted to investigate the effects of wood vinegar application on seedling growth and seed yield under different foliar spraying times, different application intervals and different growth periods under 3 sowing dates. Results of pot experiments showed that total dry weight of rapeseed was significantly increased by 29.63%-74.07% when wood vinegar was sprayed for 2 to 4 times continuously and at intervals. At the same time, continuous and interval spraying of wood vinegar for 4 times could significantly increase leaf area by 81.58%-85.65%. Results of field experiments showed that the final seed yield treated by spraying once, twice and three times at seedling stage, bud bolting stage and flowering stage respectively increased by 3.30%, 9.52% and 11.38%, and protein content decreased by 2.62%, 4.02% and 4.68%, respectively. Compared with control, field yields of 3 different sowing dates sprayed with wood vinegar were increased by 20.13%, 23.25%, 13.97%, and the number of effective pods per plant increased by 47.29%, 61.87%, 72.90%, respectively. Comprehensive analysis showed that the promotion effect was better when wood vinegar was sprayed 2 to 4 times during growth period, with an interval of more than 5 days each time. Under different sowing dates, the effect of wood vinegar on rapeseed growth and yield was more significant in the suitable sowing date (on Oct. 9th).

关键词

木醋液 / 喷施次数 / 播期 / 油菜 / 生物量 / 产量

Key words

wood vinegar / spraying time / sowing date / rapeseed / biomass / yield

引用本文

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朱坤淼 , 程泰 , 马晨坤 , 原保忠 , 胡立勇. 木醋液不同施用时期对油菜生长及产量的影响[J]. 中国油料作物学报, 2024, 46(2): 341-350 https://doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2022291
Kun-miao ZHU , Tai CHENG , Chen-kun MA , Bao-zhong YUAN , Li-yong HU. Effects of different application periods of wood vinegar on rapeseed growth and yield[J]. CHINESE JOURNAL OF OIL CROP SCIENCES, 2024, 46(2): 341-350 https://doi.org/10.19802/j.issn.1007-9084.2022291
中图分类号: S565.4   
油菜是我国最重要的油料作物,目前种植面积虽然较大,但单位面积产量仍相对较低。菜籽油作为我国植物油重要油源,每年可提供的优质菜籽油达到520万吨,约占植物油生产总量的一半[1]。但是长期以来,我国食用油处于自给产量短缺状况,约60%以上需要进口来补充[1,2]。其中我国油菜的单产水平、种植效益与发达国家相比,仍有显著差距。因此采用科学合理的栽培措施对发展我国油菜生产十分必要。
使用植物生长调节物质是解决作物低产和低效的重要措施之一。植物生长调节剂拥有多种优点,如调节生长效果明显、成本低、收益高、应用范围广等,已成为现代农业不可或缺的重要手段[3]。近年来的研究结果表明,在油菜上使用赤霉素(GA3)、氨氧乙酸(AOA)、脱落酸(ABA)、油菜素内酯(BR)和多效唑(PP333)等植物生长调节剂进行叶面处理,可显著提高其抗倒性、抗逆性并促进角果发育及产量形成,进而提高油菜的生产效益[4~6]
木醋液是利用生物质,特别是农业废弃秸秆果壳等制备生物炭过程中的烟雾冷凝形成的副产物,含有近200种有机物质[7]。不同来源的木醋液所含主要大类物质为有酚类、酸类、酮类、醛类等[8]。目前人们发现其可作为一种植物生长调节剂的类似物加以应用,达到单一植物生长调节剂无法实现的复合调节作用,具有促进作物生长、防治病虫草害、改善土壤环境、绿色无毒等多种优点[9]。研究结果表明,叶面喷施木醋液对水稻、棉花、油菜、番茄、芹菜等作物均具有促进生长作用,但不同作物的适宜浓度有差异。如西红柿、芹菜叶面喷施稀释300倍木醋液对提高产量作用最大[10,11];水稻、油菜叶面喷施稀释400倍的木醋液促进植株生长最显著[12,13];棉花喷施稀释100倍的木醋液可有效增加棉花籽棉产量15.6%[14];而辣椒的研究表明稀释500倍的木醋液提高产量的作用最大,可达到16.2%[15]
关于木醋液的作用机理不同学者有不同的研究结果。木醋液的主要成分中酸和酚具有很高的生物活性并促进植物生长[16,17]。酸性物质中的H+进入叶片组织,可以引起细胞间酸化,并增强细胞活性,从而增加植物的活力。先前对水稻的一项研究发现木醋液中促进种子发芽和幼苗生长的物质是酸及其衍生物[18]。进一步的研究也证实了用乙酸处理可以在干旱条件下保持水稻植株正常生长[19]。木醋液中的酚类物质,特别是二羟基酚和多酚,可以在低浓度下显著促进植物生长[20,21]。研究发现木醋液中的酚类物质可以刺激生长素、赤霉素和各种酶活性并促进植物生长和氮吸收[22]。研究还表明,木醋液中的丁烯内酯可以刺激种子发芽并促进植物生长[23,24]。木醋液中的呋喃及其衍生物可能是刺激植物生长的物质[25]
综上所述,木醋液对作物生长有促进作用,但不同作物的适宜浓度、施用时间、施用次数有所不同。本课题组前期对油菜的适宜木醋液施用浓度进行了比较研究,但适宜的施用次数、间隔时间及适宜油菜播期尚未明确。因此拟通过系统的比较试验提出合理有效的木醋液施用方法,为油菜绿色高效节本栽培提供技术依据。研究结果对农业废弃物的有效利用,发展农业循环经济和环境友好生态农业具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2019-2021年在湖北省武汉市洪山区华中农业大学教研基地进行,试验地点位于东经114°22',北纬30°29'。
供试品种为甘蓝型杂交油菜华油杂9号,由圣光种业有限责任公司提供。供试杨木木醋液由湖北楚天生物质能源科技开发有限公司提供,pH 3.45,通过液相色谱法测定木醋液含有154种物质,主要为酚类、酸类、酮类物质,还有少量酚类、脂类、醛类等物质[26]

1.2 试验设计

1.2.1 木醋液不同喷施次数与间隔时间对油菜幼苗生长发育的影响

试验于2020年10-12月以盒栽方式进行,试验期间平均气温7℃~17℃。
栽植用塑料盒的盒底直径和高度分别为20 cm、18 cm。试验栽植基质为黄棕壤土与沙混合,土、沙质量比为1∶1,每盒基质土重量4.5 kg。播种前取样分析,供试土壤的主要养分含量为铵态氮1.5 mg/kg、硝态氮7.9 mg/kg、速效磷8.4 mg/kg、速效钾112.9 mg/kg、有机质7.5 mg/kg,土壤pH为6.00。每盒施用3 g史丹利复合肥(N15-P15-K15),播种前将土壤、细沙和肥料混匀置于塑料方盒中,于四叶期每盆追施复合肥3 g。
于2020年10月19日进行播种。出苗后1周定苗,每盒保留长势一致的健壮苗4株。处理设置如表1,以喷施清水作为对照(CK)。每处理3次重复,随机区组排列。
表1 不同喷施次数与间隔时间试验处理设置

Table 1 Test treatment settings for different spraying times and intervals

处理

Sowing date

处理编号

Treatment codes

处理次数

Spray times

对照 Control CK 0
喷施1次Spray once M1 1

连续喷施组

Continious spray (LM)

LM2 2
LM3 3
LM4 4
LM5 5

间隔喷施组(JM)

Interval spray

JM2 2
JM3 3
JM4 4
JM5 5
不同处理均在播种后24 d(三叶期)采用稀释400倍的木醋液进行第1次叶面喷施。连续喷施为5 d内根据不同处理每天进行,间隔喷施为25 d内根据不同处理每5 d进行,两种处理的第一次喷施时间相同(M1),之后根据各自间隔天数喷施2~5次。喷施用量约为每株5 mL,标准为将叶片喷至滴水为止。喷施时采用塑料薄膜遮盖盒中土壤和相邻其它处理,以保证喷施浓度的准确性。其它管理技术均按常规栽培措施进行。在播种后61 d(12月19日)进行取样调查。

1.2.2 木醋液不同施用次数对大田油菜生长与产量的影响

试验于2020-2021年在华中农业大学科研基地进行。油菜生长季节的日平均气温为13.01℃,日均太阳辐射量为9.35 MJ/m2,降雨量为360.1 mm。土壤养分同1.2.1。选用3个处理,木醋液喷施1次(M1),2次(M2),3次(M3),以喷施清水作为对照(CK)。使用电动喷雾器(3WBD-16型号,台州市路桥明辉电动喷雾器有限公司)喷施。
每个小区的种植面积为10 m2(2 m × 5 m),小区间有0.5 m的沟壑。种子于2020年10月24日播种,在三叶期手工疏苗至45万株/公顷。施氮总量为270 kg/hm2,氮、磷、钾比例为1:0.5:0.5。每公顷共使用900 kg /hm2的N15-P15-K15-S9复合肥和15 kg /hm2硼肥。播种前施50%的氮肥,全磷、钾、硼肥。12月5日越冬期间,共施用289 kg /hm2尿素。其它管理技术均按常规栽培措施进行。
不同处理在12月4日第一次喷施处理,次年1月11日第二次喷施。2月19日蕾薹期第三次喷施。喷施药剂用量均为2 L/10 m2,以清水为对照。每处理在苗期、蕾薹期、花期、角果期分别取样6株测定叶面积、生物量、冠层、SPAD,2021年5月8日进行收获测产。

1.2.3 不同播期条件下木醋液对油菜产量和构成因素的影响

试验于2019-2020年在华中农业大学科研基地进行。土壤养分同1.2.1,小区面积、施肥情况同1.2.2。试验设置如表2,木醋液浓度为稀释400倍(M),以喷施清水为对照(CK)。大田采用随机区组设计,3次重复。
表2 不同播期条件下的木醋液试验处理设置

Table 2 Test treatment of wood vinegar (M) at different sowing dates

处理

Sowing date

处理编号

Treatment codes

喷施处理

Spray

早播(9月27日),B1

Early sowing on Sept. 27,B1

B1-CK -
B1-M +

适期播(10月9日),B2

Suitable sowing on Oct. 9,B2

B2-CK -
B2-M +

晚播(10月21日),B3

Late sowing on Oct. 21,B3

B3-CK -
B3-M +
不同播期处理共喷施2次木醋液,第一次于幼苗四叶期进行(日期分别为10月30日、11月11日、11月23日)叶面喷施,于14天后分别进行第二次喷施。喷施药剂用量均为2 L /小区。于成熟期调查产量。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 农艺指标测定

每处理取6株植株调查根颈粗、总叶数、绿叶数、叶长与叶宽、叶面积、干物质重。根颈粗使用游标卡尺测定。叶片面积使用EPSON扫描仪扫描油菜叶片,通过Image J1.8.0软件计算叶面积。将植株根与地上部分开,于烘箱105℃杀青30 min,再调节温度至75℃,烘干至恒重,使用分析天平称取植株干物质量。产量及其构成是在油菜大约三分之二的种子呈褐色时进行收获。每小区取10株进行考种测产,测定株高、根颈粗、有效分枝数、有效角果数、每角粒数和千粒重等指标,植株各部分风干后称重。各小区单打单收晒干后,测定籽粒产量。

1.3.2 生理指标测定

采用SPAD仪(502)测定叶片相对叶绿素含量(SPAD值),晴天无云的上午10:00进行测定,用SPAD仪在油菜功能叶上不同部位测定6次,计算其平均值,共进行六次重复。采用Li-Cor6400XT便携式光合仪测量油菜功能叶片净光合速率,共三次重复。控制叶室光强为1000 µmol·m⁻²·s⁻¹,叶室温度为20℃,空气VPD为1.2~1.8 kPa。叶面积指数 (LAI)采用SUNSACN冠层分析系统(Delta-T Devices, Cambridge, UK)在油菜的苗期、蕾薹期和花期测定,每个处理重复6次。在油菜的角果期测定角果皮面积指数(PAI)。选晴朗、光照稳定的天气,于10:30-14:30的时间段,将SUNSCAN冠层分析系统的SSI探头水平放置于油菜基部采集冠层数据。品质是收获的油菜籽晾干至含水量达10%以下,采用近红外分析仪(NIRSystem 3750,Sweden)扫描测定含油量、蛋白质、硫苷等。

1.4 数据处理与分析

采用 Microsoft Excel 2019、Imagej 1.8.0和Statistix 9.0软件进行数据分析,Excel作图,各处理间的差异性分析均采用基于0.05水平的最小显著差异法(LSD)。

2 结果与分析

2.1 木醋液不同喷施次数与间隔时间对油菜幼苗生长发育的影响

2.1.1 对油菜苗期形态指标的影响

表3可知,与对照(CK)相比,在叶面喷施1~5次木醋液的范围内,随着木醋液喷施次数的增加,木醋液对油菜鲜重、根干重、叶干重及总干重的影响呈现先升高、再降低的趋势。具体表现为:在喷施1~4次的范围内,鲜重和干重逐渐增加,在喷施第4次达到最大,进一步喷施至第5次,鲜重和总干重出现降低。比较不同器官的干重变化,连续喷施木醋液2~4次的处理根干重分别较对照显著增加了47.37%、65.79%、94.74%,叶干重显著增加了42.19%、70.89%、81.86%,整株干重显著增加了29.63%、54.88%、60.27%。间隔喷施木醋液2~4次的处理根干重较对照分别增加了63.16%、71.05%、105.26%,叶干重显著增加了47.26%、78.90%、90.72%,整株干重显著增加了36.70%、72.05%、74.07%。可见,连续和间隔喷施2~4次木醋液均能明显提高油菜的干重,在喷施次数相同的条件下,间隔喷施木醋液对干重的促进作用更大。
表3 木醋液不同喷施次数对油菜苗期鲜重与干重的影响

Table 3 Effects of different spraying times of wood vinegar on the fresh weight and dry weight of rapeseed seedlings

处理

Treatment

总鲜重 /g

Total fresh weight

总干重 /g

Total dry weight

根干重 /g

Root dry weight

叶干重 /g

Leaf dry weight

根冠比

Root shoot ratio

CK 18.20e 2.97e 0.38f 2.37f 0.16a
M1 23.71d 3.51de 0.47ef 2.98e 0.16a
LM2 26.94cd 3.85cd 0.56cde 3.37de 0.17a
LM3 30.07bc 4.60abc 0.63abcd 4.05abc 0.16a
LM4 32.08ab 4.76ab 0.74ab 4.31ab 0.17a
LM5 23.77d 3.38de 0.49def 3.05e 0.16a
JM2 28.95bc 4.06bcd 0.62bcde 3.49cde 0.18a
JM3 32.63ab 5.11a 0.65abc 4.24ab 0.15a
JM4 35.06a 5.17a 0.78a 4.52a 0.17a
JM5 31.49abc 4.64abc 0.61bcde 3.92bcd 0.16a
注:数据后的不同小写字母表示差异达0.05显著水平。CK:对照;M1:喷施1次;LM2、LM3、LM4、LM5分别表示5 d内喷施2次、3次、4次、5次;JM2、JM3、JM4、JM5分别表示间隔5 d喷施2次、3次、4次、5次
Note: Different lowercase letters after data indicate significant differences at 0.05 level. CK: control; M1: once spray; LM2, LM3, LM4 and LM5 respectively mean 2, 3, 4 and 5 times spray within 5 days; JM2, JM3, JM4 and JM5 respectively mean that they are sprayed twice, 3 times, 4 times and 5 times every 5 days
表4可知,随着喷施次数由1次增加至5次,油菜根颈粗、总叶数、绿叶数均呈现出先增加后降低的趋势,在喷施第4次达到最大。其中根颈粗在喷施2~4次较对照均达到显著差异,连续喷施LM4和间隔喷施JM4较对照分别增加了20.87%、21.87%。总叶数在喷施3~4次较对照均达到显著差异,连续喷施LM4和间隔喷施JM4最高增幅分别达到14.14%、17.77%。连续喷施LM4和间隔喷施JM4的油菜绿叶数最高增幅分别达到26.11%、35.77%。由此可见,喷施2~4次的木醋液对提高油菜根颈粗、总叶数、绿叶数有利,以连续喷施LM4与间隔喷施JM4处理效果较好。
表4 木醋液不同喷施次数对油菜苗期根颈粗和叶片的影响

Table 4 Effect of different spraying times of wood vinegar on root neck diameter and leaf of rapeseed seedling

处理

Treatment

根颈粗 /mm

Rhizome diameter

总叶数

Total leaf number

绿叶数

Green leaves

最大叶长 /cm

Max leaf length

最大叶宽 /cm

Max leaf width

叶面积/cm2

Leaf area

CK 5.99c 4.67c 3.83c 168.67f 83.17ef 549.92g
M1 6.55abc 5.00abc 4.00c 186e 84def 730.68f
LM2 6.83ab 5.17abc 4.33bc 189.83de 87cdef 798.2def
LM3 6.85ab 5.17abc 4.33bc 201bcd 89.83bcde 875bcde
LM4 7.24a 5.33ab 4.83ab 215ab 95.4ab 998.56ab
LM5 6.31bc 4.83cd 4.17bc 187e 82.5f 752.21ef
JM2 6.65abc 5.00bcd 4.33bc 197.67cde 88.33bcdef 849.83cdef
JM3 6.49abc 5.50a 4.50bc 199.17cde 93.67abc 978.9abc
JM4 7.30a 5.50a 5.20a 217.6a 97.83a 1020.9a
JM5 7.25a 5.25abc 4.40bc 206.5abc 90.17bcd 903.83abcd
注:数据后的不同小写字母表示差异达0.05显著水平。CK:对照;M1:喷施1次;LM2、LM3、LM4、LM5分别表示5 d内喷施2次、3次、4次、5次;JM2、JM3、JM4、JM5分别表示间隔5 d喷施2次、3次、4次、5次
Note: Different lowercase letters after data indicate significant differences at 0.05 level. CK: control; M1: once spray; LM2, LM3, LM4 and LM5 respectively mean 2, 3, 4 and 5 times spray within 5 days; JM2, JM3, JM4 and JM5 respectively mean that they are sprayed twice, 3 times, 5 times and 5 times every 5 days
比较油菜单株叶面积、最大叶长、最大叶宽可以发现,木醋液稀释400倍不同喷施次数处理的油菜苗期叶长、叶宽、叶面积均较对照有所增加。随着喷施次数的增加各项指标呈现出先增加后降低的趋势,叶面积在木醋液稀释400倍喷施3~5次较对照均达到显著差异,其中连续喷施LM4的叶面积、最大叶长、最大叶宽增加最大,增幅分别达到81.58%、27.47%、14.70%;间隔喷施JM4增加最大,增幅分别达到85.65%、28.65%、17.63%。表明施用木醋液显著促进了油菜叶长、叶宽和叶面积的扩大。

2.1.2 对油菜叶绿素含量及光合速率的影响

图1可知,稀释400倍木醋液不同喷施次数处理可以提高油菜苗期SPAD值和净光合速率,但差异较小。所有处理中以JM4处理的SPAD值和净光合速率最大,较对照分别增加了16.49%、14.87%,差异达到显著水平。连续喷施LM4处理最高增幅分别达到10.09%、11.82%。表明适宜喷施次数的木醋液可提高油菜干物质积累,主要原因首先是提高了油菜的叶面积,同时还可通过显著增加单位面积的同化速率,进而提高植株总光合能力。
图1 木醋液不同喷施次数对油菜苗期SPAD和净光合速率的影响

Fig. 1 Effects of different spraying times of wood vinegar on SPAD and net photosynthetic rate of rapeseed seedlings

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2.2 木醋液不同喷施次数对大田油菜生长与产量的影响

2.2.1 对油菜不同生育时期形态指标的影响

表5可知,木醋液不同喷施次数处理在油菜各个时期均能提高叶面积指数和地上部生物量。在油菜的各个时期木醋液处理的叶面积指数和地上部生物量随着喷施次数的增加,逐渐增大,其中蕾薹期和花期的增加幅度最大,蕾薹期M1、M2、M3处理的LAI较对照分别增加了6.34 %、13.03%、26.06%,地上部生物量较对照分别增加了19.09%、39.80%、47.80%,花期M1、M2、M3处理的LAI较对照分别增加了4.31 %、8.08%、10.95%,地上部生物量较对照分别增加了17.70 %、47.10%、68.24%。表明木醋液处理在油菜各个时期均能提高叶面积指数和生物量,主要以蕾薹期、花期进促效果最为明显。
表5 木醋液不同喷施次数对油菜LAI和生物量的影响

Table 5 Effects of different spraying times of wood vinegar on LAI and biomass of rapeseed

处理

Treatment

LAI PAI 地上部生物量 Aboveground biomass /g

苗期

Seedling

蕾薹期

Bolting

花期

Flowering

角果期

Podding

苗期

Seedling

蕾薹期

Bolting

花期

Flowering

角果期

Podding

成熟期

Maturing

CK 1.42c 2.84c 5.57c 3.38b 1.87b 6.13c 9.32c 16.19c 23.60b
M1 1.51c 3.02b 5.81b 3.56a 1.90b 7.30b 10.97b 19.56b 24.76b
M2 1.61b 3.21b 6.02ab 3.62a 2.02b 8.57ab 13.71b 21.76b 27.94ab
M3 1.79a 3.58a 6.18a 3.66a 2.29a 9.06a 15.68a 25.18a 29.51a
注:数据后的不同小写字母表示差异达0.05显著水平。LAI:叶面积指数;PAI:角果皮面积指数;M1、M2、M3分别表示喷施1次、2次、3次
Note: Different lowercase letters next to data indicate significant differences at 0.05. LAI: leaf area index; PAI: pod area index; M1, M2, and M3 are respectively applied once, twice, and three times
表6可知,木醋液处理在油菜各个时期均能提高叶面积。木醋液处理的叶面积随着喷施次数的增加,逐渐增大,其中蕾薹期增加幅度最大,蕾薹期M1、M2、M3处理的叶面积较对照分别增加了22.25%、45.48%、84.31%。表明木醋液处理在油菜各个时期均能提高叶面积,主要以蕾薹期促进效果最为明显。
表6 木醋液不同喷施次数对油菜叶面积和SPAD的影响

Table 6 Effects of different spraying times of wood vinegar on rapeseed leaf area and SPAD

处理

Treatment

叶面积 Leaf area /cm2 SPAD

苗期

Seedling

蕾薹期

Bolting

花期

Flowering

角果期

Podding

苗期

Seedling

蕾薹期

Bolting

花期

Flowering

角果期

Podding

CK 153b 789c 928c 230b 52.6b 48.8b 44.1a 44.8b
M1 158b 965bc 1018b 262a 54.2a 52.0a 44.3a 48..5ab
M2 183a 1148b 1153ab 265a 54.7a 52.5a 44.1a 51.1a
M3 200a 1455a 1283a 274a 54.4a 52.8a 44.6a 49.9a
注:数据后的不同小写字母表示差异达0.05显著水平。SPAD:相对叶绿素含量;M1、M2、M3分别表示喷施1次、2次、3次
Note: Different lowercase letters next to data indicate significant differences at 0.05. SPAD: relative chlorophyll content. M1, M2, and M3 are respectively applied once, twice, and three times

2.2.2 对油菜产量构成及品质的影响

表7可知,木醋液可提高油菜的产量。随着木醋液喷施次数的增加,大田产量逐渐增加,M1、M2、M3较对照分别增加了3.30%、9.52%、11.38%。比较产量构成可以发现,随着木醋液喷施次数的增加,单株有效分枝数、角果数、千粒重的趋势和产量基本一致。表明随着木醋液和配方喷施次数的增加,可通过增加单株有效分枝数、角果数、千粒重,提高油菜的产量。
表7 木醋液不同喷施次数对油菜产量及构成的影响

Table 7 Effects of different spraying times of wood vinegar on yield and components of rapeseed

处理

Treatment

单株有效分枝数

Branches per plant

单株有效角果数

Pods per plant

每角粒数

Seeds per pod

千粒重 /g

Seed weight

单株产量 /g

Yield per plant

大田产量 /(kg/hm2

Total yield

CK 4.83b 93.50b 21.22a 4.14b 8.22c 2282c
M1 5.00b 116.33a 18.34a 4.27ab 9.10b 2357b
M2 5.17a 117.67a 19.33a 4.34a 9.87a 2499a
M3 5.33a 122.67a 19.38a 4.35a 10.35a 2542a
注:数据后的不同小写字母表示差异达0.05显著水平。M1、M2、M3分别表示喷施1次、2次、3次
Note: Different lowercase letters next to data indicate significant differences at 0.05. M1, M2, and M3 are respectively applied once, twice, and three times
表8可知,木醋液喷施次数处理的含油量均较对照高,蛋白含量均较对照降低。M3处理的含油量较对照增加了2.51%,蛋白含量较对照分别降低了4.68%。
表8 木醋液不同喷施次数对油菜品质的影响

Table 8 Effects of different spraying times of wood vinegar on quality of rapeseed

处理

Treatment

含油量 /%

Oil content

蛋白 /%

Protein content

硫苷 /(μmol/g)

Glucosinolate

亚麻酸 /%

Linolenic acid

亚油酸 /%

Linoleic acid

油酸 /%

Oleic acid

CK 44.62b 21.37a 26.02a 7.52a 16.59a 70.05a
M1 44.97ab 20.81b 25.35a 7.22a 16.60a 71.14a
M2 45.14ab 20.51b 25.28a 7.36a 16.31a 70.34a
M3 45.74a 20.37b 25.04a 7.04a 15.89a 70.07a
注:数据后的不同小写字母表示差异达0.05显著水平。M1、M2、M3分别表示喷施1次、2次、3次
Note: Different lowercase letters next to data indicate significant differences at 0.05. M1, M2, and M3 are respectively applied once, twice, and three times

2.3 不同播期条件下木醋液对油菜产量和构成因素的影响

表9可知,木醋液处理在油菜早播、适期播、晚播三个播期的大田试验结果趋势基本一致。木醋液处理在B1、B2、B3三个播期的大田产量较对照分别提高了20.13%、23.25%、13.97%。比较产量构成因素,可以看出木醋液处理显著增加了单株有效分枝数、有效角果数、千粒重。木醋液处理在B1、B2、B3播期的有效分枝数较对照分别提高了40.00%、36.71%、28.83%。单株有效角果数较对照分别提高了47.29%、61.87%、72.90%。千粒重较对照分别提高了17.19%、14.74%、7.97%。其中在B2播期时有效分枝数、有效角果数和千粒重最大,增幅也最大。表明施用适宜浓度的木醋液在油菜早播、适期播、晚播三个播期均主要通过增加分枝数及角果数而显著增加油菜产量。其中在适期播种条件下促进效果最好。
表9 不同播期和浓度对油菜产量和构成的影响

Table 9 Effects of different sowing dates and concentrations on yield and components of rapeseed

处理

Treatment

单株有效分枝数

Branches per plant

主茎有效角果数

Pods on main stem

分枝有效角果数

Branch pods per plant

单株有效角果数

Pods per plant

每角粒数

Seeds per pod

千粒重 /g

Seed weight

单株产量

Yield per plant /g

单株生物量

Biomass per

plant /g

总产量

Total yield

/(kg/hm2

B1-CK 5.00b 74.73b 141.10b 215.83b 18.15b 2.85b 12.19b 25.09b 1553b
B1-M 7.00a 83.90a 234.00a 317.90a 21.93a 3.34a 20.82a 42.20a 1866a
B2-CK 7.90b 83.20b 215.30b 298.50b 18.22b 2.85b 23.18b 50.54b 1836b
B2- M 10.87a 102.27a 380.90a 483.17a 22.71a 3.27a 32.89a 65.02a 2263a
B3-CK 6.00b 76.53b 166.93b 243.47b 18.86b 3.01b 18.82b 32.95b 1593b
B3- M 7.73a 92.20a 328.77a 420.97a 24.36a 3.25a 24.24a 49.30a 1816a
注:同一播期每列数字后面的不同小写字母表示差异达0.05显著水平。B1-CK:早播不喷施;B1-M:早播喷施;B2-CK:适期播不喷施;B2-M:适期播喷施;B3-CK:晚播不喷施;B3-M:晚播喷施
Note: At the same sowing date, different lower case letters behind each column of numbers showed a significant difference of 0.05. B1-CK: early sowing without spraying; B1-M: early sowing and spraying; B2-CK: sowing at appropriate time but not spraying; B2-M: suitable sowing and spraying; B3-CK: no spraying for late sowing; B3-M: late sowing and spraying

3 讨论

3.1 木醋液不同应用方法对作物生长及抗性的影响

目前木醋液在农业上的应用方法主要有土壤灌施、浸种和叶面喷施等三种。不同方法的主要应用目的有所不同。灌施的主要目的是通过改良土壤物理化学性质、增加有益细菌的丰度,防治土壤病虫、加快养分吸收等作用促进作物生长。对番茄、茄子、烤烟、辣椒等作物的研究表明,稀释10~300倍木醋液灌施可提高土壤大团聚体数量,改善土壤化学性质,并促进植株生长与根系活力[10,27]。浸种的主要目的是提高种子活力及成苗素质。对辣椒、玉米、油菜、小麦等作物种子处理结果表明,采用稀释100~1000倍的木醋液浸种,可提高不同作物种子发芽率、发芽指数与幼苗素质[30,31]。在作物生长期间进行叶面喷施对植株的阶段性调控作用更大,是目前应用较多的方法。研究者先后在水稻、小麦、棉花、油菜等农作物,小白菜、茄子、番茄等蔬菜,苹果、芒果、猕猴桃等水果上进行了探索。不同作物应用结果表明,采用稀释50-500倍木醋液进行叶面喷施能够提高植株叶面积及净光合速率,有效促进不同作物的干物质积累及最终籽粒产量。喷施木醋液还能促进植株还原性糖的积累和降低硝酸盐含量,改善水稻的加工与蒸煮食味品质[12],提高小白菜、猕猴桃等收获器官的维生素C、可溶性糖含量[32]。对小麦、水稻、油菜的研究还发现,叶面喷施木醋液有利于提高植株的抗干热风、抗低温与抗旱的能力[33~36]。对苹果的研究则表明喷施稀释50倍木醋液可显著提高植株抗病虫能力[37]

3.2 木醋液适宜施用浓度与喷施次数对作物生长的影响

使用木醋液对作物生长与产量是否产生积极影响,与木醋液的使用量是否适宜关系很大。使用量过小,影响不明显,使用量过大,则会产生抑制作用。适宜用量的调控主要涉及的因素有浓度、次数及间隔时间等。前人对水稻、油菜等作物的研究表明,使用稀释400倍木醋液叶面喷施是最适宜的浓度,但木本水果的适宜喷施浓度则有较大不同,对猕猴桃、苹果来说促进生长的适宜浓度为100~200倍[13,38],
本研究采用稀释400倍的木醋液在油菜苗期进行不同喷施次数的处理试验结果表明,连续喷施4次和间隔5 d喷施4次对油菜生长发育具有显著促进作用,且间隔5 d进行多次喷施的效果较连续喷施好。说明连续多次喷施会在短时间内造成植株上积累较多的木醋液,增加植株的吸收利用难度;而间隔一定时间后再次施用可以使植株在相对适宜的物质浓度作用下持续生长。具体在什么条件下间隔多长时间喷施才能发挥其最大促进作用还有待进一步研究。

3.3 木醋液对油菜叶绿素含量和净光合速率的影响

适宜次数的木醋液处理可以提高油菜的叶绿素含量和净光合速率。本研究表明,间隔5 d喷施4次的油菜叶绿素含量和净光合速率显著增加。茄子、烤烟、水稻、油菜、马铃薯等作物研究均表明,施用木醋液不仅能够有效促进叶面积的扩大,同时能够提高叶绿素含量,促进植物生长代谢,并提高植株的净光合速率[36,39]。由此可以认为喷施适宜浓度的木醋液通过显著提高作物的叶绿素含量,使得光反应将更多的光能转化为活跃的化学能,促进暗反应,以糖类等稳定的化学能进行储存,从而提高了有机物的积累。近年来,不少学者探究了木醋液中不同成分对提高作物光合能力起主要作用,结果表明源于木醋液中的酚类、有机酸和微量元素增加了叶绿素含量和气孔导度,从而提高了作物光合能力[27]

3.4 木醋液对油菜生物量积累与产量的影响

喷施木醋液能够提高油菜的生物量积累。本研究表明,喷施稀释400倍的木醋液可显著提高油菜生物量,以间隔5 d喷施4次处理油菜生物量增长最大。水稻、烟草、小白菜等研究结果表明,采用稀释300~700倍的木醋液处理,可提高植株根、茎、叶的生物量[32,43,44]。不同浓度的木醋液在提高生物量的基础上,最终可不同程度的提高植株的产量。对棉花、西红柿、草莓等研究表明,采用稀释50~600倍的木醋液处理,可提高植株的产量,但木醋液处理不同作物的最适浓度有所不同,对最终产量的影响范围也有所不同。

4 结论

连续和间隔喷施2~4次稀释400倍的木醋液可显著提高油菜的总干重29.63%~74.07%。喷施1次、2次、3次处理的油菜产量分别增加3.30%、9.52%、11.38%。木醋液处理在早播、适期播、晚播三个播期的产量分别提高20.13%、23.25%、13.97%,有效分枝数提高40.00%、36.71%、28.83%,单株有效角果数提高47.29%、61.87%、72.90%。表明在油菜生长期间喷施木醋液2~4次,每次间隔5 d以上的促进效果更好。不同播期条件下,木醋液对油菜生长与产量的影响以适期播种效应更显著。

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