全 文 ：中国生态农业学报 2009年 9月 第 17卷 第 5期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Sept. 2009, 17(5): 900−904


* 国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2003AA217022)和山东省教育科技计划项目(J07yF05)资助
** 通讯作者: 史春余(1964~), 男, 博士, 教授, 主要从事作物生理生态研究。E-mail: scyu@sdau.edu.cn
梁太波(1981~), 男, 博士研究生, 主要从事作物高产优质生理生态研究。E-mail: taibol@163.com
收稿日期: 2008-09-10 接受日期: 2008-12-03
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00900
灌溉和旱作条件下腐植酸复合肥对小麦生理
特性及产量的影响*
梁太波 1,2 王振林 1 刘 娟 1 陈晓光 1 史春余 1**
(1. 山东农业大学农学院 作物生物学国家重点实验室 泰安 271018; 2. 中国烟草总公司郑州烟草研究院 郑州 450001)
摘 要 为探讨不同供水条件下腐植酸复合肥对小麦的生物学效应, 研究了腐植酸复合肥在灌溉和旱作两种
条件下对小麦生理特性和产量的影响。结果表明, 两种供水条件下, 腐植酸复合肥均可显著提高 0~20 cm 和
20~40 cm 土层小麦根系鲜重和根系活力, 促进根系生长发育。腐植酸复合肥处理明显提高了小麦灌浆后期旗
叶实际光化学效率(φ PS )Ⅱ 和光合电子传递速率(ETR), 尤以旱作条件下增加幅度较高。腐植酸复合肥处理小麦
旗叶 SOD 活性明显提高, MDA 含量降低, 有利于提高小麦活性氧清除能力, 延缓衰老。与化肥处理相比, 腐
植酸复合肥处理小麦穗数和穗粒数增加 , 产量显著提高 , 且旱作小麦的增产幅度 (10.26%)大于灌溉小麦
(7.77%)。表明旱作条件下, 腐植酸复合肥对小麦生理特性的改善作用更好, 增产幅度更大。
关键词 小麦 腐植酸复合肥 旱作 灌溉
中图分类号: S141; S512 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)05-0900-05
Effect of humate compound fertilizer on physiological characteristics
and yield of wheat under irrigated and rain-fed conditions
LIANG Tai-Bo1,2, WANG Zhen-Lin1, LIU Juan1, CHEN Xiao-Guang1, SHI Chun-Yu1
(1. College of Agronomy, Shandong Agricultural University; State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, China;
2. Zhengzhou Tobacco Research Institute, China National Tobacco Corporation, Zhengzhou 450001, China)
Abstract The effects of humate compound fertilizer on physiological characteristics and yield of wheat were studied in an experi-
ment under irrigated and rain-fed conditions. The results show that humate compound fertilizer significantly increases root fresh
weight and vigor of wheat both in the 0~20 cm and 20~40 cm soil layers, promoting root growth in these layers. Humate compound
fertilizer increases wheat flag leaf φ PSⅡ and ETR at late filling stage, especially under rain-fed condition. Wheat flag leaf SOD
activity increases while MDA content decreases under the application of humate compound fertilizer, resulting in increased active
oxygen scavenging ability of wheat. Compared with inorganic fertilizer treatment, spike number and kernel number as well as wheat
yield are increased by humate compound fertilizer application. Yield increases by 10.26% under rain-fed condition, which is higher
than the 7.77% increase under irrigated condition. This indicates that the application of humate compound fertilizer under rain-fed
condition leads to improvements in the physiological characteristics and yield of wheat.
Key words Wheat, Humate compound fertilizer, Rain-fed condition, Irrigated condition
(Received Sept. 10, 2008; accepted Dec. 3, 2008)
腐植酸(Humic Acid, 简称 HA)广泛存在于泥
炭、褐煤和风化煤中, 是一类有良好生物活性的有
机高分子物质, 在促进作物生长发育、提高作物抗
逆性等方面有显著效果[1−7]。研究表明, 黄腐酸拌种
可显著增加小麦根系生物量, 提高根系活力及其对
营养元素的吸收能力[8,9]。干旱条件下, 喷施腐植酸
可提高小麦叶片 SOD 和 CAT 活性, 延缓植株衰
老[10]。前人在腐植酸提高小麦抗逆性等方面进行了
第 5期 梁太波等: 灌溉和旱作条件下腐植酸复合肥对小麦生理特性及产量的影响 901


研究, 但多在盆栽或离体培养等人为控制条件下进
行。在我国北方麦区, 春旱现象经常发生, 导致小麦
生理机能迅速衰退, 从而严重影响了小麦的产量和
品质。关于在大田生产中, 腐植酸复合肥影响小麦
生理特性和产量的报道尚少, 而对不同水分条件下
腐植酸效应的认识更为薄弱。本试验利用自行研制
的腐植酸肥料, 研究了灌溉和旱作两种供水条件下
其对小麦根系生长发育、叶片生理特性和产量的影响,
以期为腐植酸类肥料的研究与应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验于 2005年 10月至 2006年 6月在山东农业
大学农场栽培池内进行。供试土壤质地为壤土, 0~20
cm 土层土壤有机质含量 10.9 g·kg−1, 全氮 0.8
g·kg−1, 速效氮 58.98 mg·kg−1, 速效磷 28.49
mg·kg−1, 速效钾 98.32 mg·kg−1。供试肥料为尿素
(含 N46%, 山东鲁南化肥厂生产)、过磷酸钙(P2O5
含量 12%, 山东莱芜磷肥厂生产)、硫酸钾(K2O含量
50%, 山东海化集团生产)和腐植酸复合肥(选用山
西霍州产风化煤自行研制, 含 N 15%、P2O515%、
K2O10%, 游离腐植酸含量 21.38%)。
1.2 试验设计
试验采用裂区设计, 供水条件为主区, 施肥方
法为副区。设灌溉(小麦全生育期灌 3 水)和旱作(小
麦全生育期不浇水) 2种供水条件, 全生育期灌水包
括越冬水、拔节水和灌浆水 , 每次灌水量为 750
m3·hm−2; 设无肥对照(T1)、施化肥(T2, 基施纯 N
112.5 kg·hm−2、P2O5 112.5 kg·hm−2、K2O 75 kg·hm−2,
所用肥料分别为尿素、过磷酸钙和硫酸钾)和施腐植
酸复合肥(T3, 基施腐植酸复合肥 750 kg·hm−2)3种
施肥方法。拔节期 T2和 T3处理统一追施纯 N 120
kg·hm−2。供试小麦品种为“山农 12”, 基本苗 180
株·m−2, 小区面积 6.25 m2, 随机区组排列, 3 次重
复, 其他管理措施同大田。
1.3 测定项目及方法
开花期选择同日开花、生长一致的植株挂牌标
记, 每 10 d 取旗叶样 1 次。旗叶经液氮速冻, 保存
于−40 ℃冰箱, 用于叶绿素含量、超氧化物歧化酶
(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量测定。采用 95%乙醇
提取法测定叶绿素含量[11]。SOD活性测定参照王爱
国等[12]的方法, 稍作改动：4 000 lx荧光灯下照光 30
min后测 560 nm处的光密度, 以反应抑制氮蓝四唑
(NBT)光氧化还原 50%的酶量为 1个酶活力单位, 用
unit·g−1(FW)表示。MDA含量测定采用硫代巴比妥
酸(TBA)显色法[13]。在小麦灌浆中期(花后 15 d), 用
直径 10 cm的土钻于田间行内和行间各取 1钻混合,
取样深度为 0~20 cm和 20~40 cm。将带有根系的土
体用水冲洗, 去除杂质, 测定根系鲜重, 用 TTC 还
原法[14]测定根系活力。
自开花期每 10 d 用 FMS2 便携式荧光仪
(Hansatech UK)测定旗叶叶绿素荧光参数 , 于晴天
上午进行。
2 结果与分析
2.1 不同处理对小麦根系鲜重和根系活力的影响
表 1 结果显示, 在灌溉和旱作两种供水条件下,
施肥均不同程度地增加了小麦根系鲜重, 其中腐植
酸复合肥处理小麦根系鲜重最高。与 T2相比, 灌溉
条件下, T3处理 0~20 cm和 20~40 cm土层根系鲜重
显著增加, 增幅分别为 38.52%和 66.90%; 旱作条件
下, T3处理 0~20 cm和 20~40 cm土层根系鲜重也显
著增加, 增幅分别为 42.34%和 45.74%。表明腐植酸
复合肥有利于促进小麦根系生长, 且在 0~20 cm 土
层, 旱作条件下效果更好。
根系活力是衡量根系吸收能力的重要指标。由
表 1 可知, 施肥显著提高了小麦根系活力, 其中腐
植酸复合肥处理的根系活力最高。与 T2相比, 灌溉
条件下, T3处理 0~20 cm和 20~40 cm土层根系活力
分别提高 1.81%和 2.69%, 差异不显著; 旱作条件

表 1 不同处理对小麦根系鲜重和根系活力的影响
Tab. 1 Effects of different treatments on fresh weight and vigor of wheat root
根系鲜重
Root fresh weight (g·0.015 7 m−2)
根系活力
Root vigor [µg (TTC)·g−1(FW)·h−1] 供水条件
Water condition
施肥方法
Fertilization method
0~20 cm 20~40 cm 0~20 cm 20~40 cm
T1 7.84dC 1.27cD 64.82eD 70.95cdC
T2 9.06cBC 1.45cCD 66.8cdCD 79.41bB
灌溉
Irrigated

T3 12.55bA 2.42bBC 68.01cBC 81.55bB
T1 8.76cBC 1.31cD 65.81deD 68.25dC
T2 9.40cB 2.23bB 69.59bB 72.22cC
旱作
Rainfed

T3 13.38aA 3.25aA 73.58aA 86.54aA
不同小写和大写字母分别表示差异达 5%和 1%显著水平, 下同。Values followed by different small and capital letters within columns are
significantly different at 5% and 1% level, the same below.
902 中国生态农业学报 2009 第 17卷


下, T3处理 0~20 cm和 20~40 cm土层根系活力分别
提高 5.73%和 19.83%, 差异显著。说明腐植酸复合
肥有利于提高小麦根系的吸收能力, 且旱作条件下
效果更好。
2.2 不同处理对小麦旗叶叶绿素含量的影响
图 1 表明, 在灌溉和旱作两种供水条件下, 花
后小麦旗叶叶绿素含量均呈单峰曲线变化, 峰值分
别出现在花后 20 d 和花后 10 d。灌溉条件下, 与
T1 相比, 施肥处理 T2 和 T3 小麦叶绿素含量平均
增加 11.53%和 17.52%。旱作条件下, 与 T1相比, 施
肥处理 T2 和 T3 小麦叶绿素含量平均增加 35.46%
和 45.47%。表明腐植酸复合肥能明显提高小麦
灌浆后期旗叶叶绿素含量, 且在旱作条件下的增幅
较高。
2.3 不同处理对小麦旗叶叶绿素荧光参数的影响
在小麦灌浆进程中 , 旗叶最大光化学效率
(Fv/Fm)维持在 0.8左右, 开花 20 d后才有所下降(图
2)。在灌溉和旱作两种供水条件下, 施肥对开花 20 d
前的 Fv/Fm均无明显影响。开花 20 d后, 灌溉条件
下 T1处理 Fv/Fm明显下降, T2和 T3处理 Fv/Fm仍


图 1 不同处理对小麦旗叶叶绿素含量的影响
Fig. 1 Effects of different treatments on chlorophyll
content of wheat flag leaves


图 2 不同处理对小麦旗叶 Fv/Fm 的影响
Fig. 2 Effects of different treatments on Fv/Fm
of wheat flag leaves
较高; 旱作条件下 T1和 T2处理 Fv/Fm均迅速下降,
T3处理仍保持较高的最大光化学效率。
在灌溉和旱作两种供水条件下, 小麦开花后旗
叶实际光化学效率(φPSⅡ)呈下降趋势(图 3)。灌溉
条件下, 与 T1相比, 施肥处理 T2和 T3小麦φPSⅡ
平均增加 5.73%和 8.24%; 旱作条件下, 与 T1 相比,
施肥处理 T2 和 T3 小麦φPSⅡ平均增加 11.22%和
19.02%。
在灌溉和旱作两种供水条件下, 小麦开花后旗
叶光合电子传递速率(ETR)亦呈下降趋势(图 4)。灌
溉条件下, 与 T1相比, 施肥处理 T2和 T3小麦 ETR
平均增加 13.81%和 19.80%; 旱作条件下, 与 T1 相
比, 施肥处理 T2 和 T3 小麦 ETR平均增加 9.88%和
29.81%。表明腐植酸复合肥处理小麦能维持较高的
光合电子传递速率, 尤以旱作条件下效果显著。
2.4 不同处理对小麦旗叶 SOD活性和MDA含量的
影响
SOD是植物体内生物防御活性氧伤害的重要保
护酶。花后小麦旗叶 SOD活性呈单峰曲线变化, 峰
值分别出现在花后 20 d和花后 10 d(图 5)。两种供水
条件下, 施肥均明显提高了小麦旗叶 SOD 活性, 且


图 3 不同处理对小麦旗叶φPSⅡ的影响
Fig. 3 Effects of different treatments onφPSⅡof
wheat flag leaves


图 4 不同处理对小麦旗叶 ETR 的影响
Fig. 4 Effects of different treatments on ETR of
wheat flag leaves
第 5期 梁太波等: 灌溉和旱作条件下腐植酸复合肥对小麦生理特性及产量的影响 903



图 5 不同处理对小麦旗叶 SOD 活性和 MDA 含量的影响
Fig. 5 Effects of different treatments on SOD activity and MDA content of wheat flag leaves

表 2 不同处理对小麦产量及产量构成因素的影响
Tab. 2 Effects of different treatments on yield and its components of wheat
供水条件
Water condition
施肥方法
Fertilization method
产量
Yield
(kg·hm−2)
穗数
Spike number
(×104·hm−2)
穗粒数
Kernel number per
spike
粒重
Kernel weight
(mg·kernel−1)
T1 5 508cBC 320.15dD 37.50dD 48.51bB
T2 6 642abA 389.52bBC 44.60bB 50.02aA
灌溉
Irrigated

T3 7 158aA 440.23aA 46.05aA 48.90bB
T1 4 701dC 304.15cD 34.67eE 43.31eD
T2 5 431cB 345.50cCD 38.07cdCD 47.10cC
旱作
Rainfed

T3 5 988bA 400.00bB 38.86cC 46.21dC

以腐植酸复合肥处理最高。与 T2相比, T3处理小麦
SOD活性平均增加 6.72%(灌溉条件)和 11.55%(旱作
条件)。表明腐植酸复合肥有利于提高小麦活性氧清
除能力, 且以旱作条件下效果明显。
MDA 含量是反映植株器官衰老进程和受逆境
胁迫程度的重要指标。图 5 表明, 在小麦灌浆进程
中, 旗叶 MDA含量呈逐渐增加的趋势。两种供水条
件下, 与 T1相比, 施肥处理 T2和 T3均明显降低了
灌浆后期旗叶 MDA含量。与 T2相比, T3处理小麦
MDA 含量平均降低 7.58%(灌溉条件)和 10.84%(旱
作条件)。旱作条件下, 腐植酸复合肥更易降低小麦
膜脂过氧化程度, 延缓衰老。
2.5 不同处理对小麦产量及产量构成因素的影响
由表 2 可知 , 在灌溉和旱作两种供水条件下 ,
施肥均显著或极显著提高了小麦产量。在灌溉条件
下, 与 T1相比, T2和 T3增产幅度分别达 20.59%和
29.96%; 在旱作条件下, T2 和 T3 增产幅度分别达
15.53%和 27.38%。可见, 旱作条件下, 腐植酸复合
肥处理(T3)较化肥处理(T2)有更高的增产幅度。分析
小麦产量构成因素可以发现, 与 T2 相比, 腐植酸复
合肥处理(T3)产量提高的主要原因是穗数和穗粒数
提高, 且旱作条件下穗数增幅较大。
3 结论和讨论
有关研究表明, 腐植酸对作物根系生长有较好
的促进作用[14−16]。本研究表明, 两种供水条件下, 施
用腐植酸复合肥均显著提高了 0~20 cm和 20~40 cm
土层小麦根系鲜重和根系活力。表明腐植酸复合肥
对小麦根系生长有显著促进作用, 有利于维持植株
正常的生理功能, 且以旱作条件下效果显著。关于
不同水分条件下腐植酸对小麦旗叶叶绿素荧光参数
影响的研究鲜见报道。在本试验条件下, 花后小麦
旗叶最大光化学效率(Fv/Fm)维持在 0.8 左右, 灌浆
后期才有所下降, 而实际光化学效率(φPSⅡ)和光
合电子传递速率(ETR)均呈下降趋势。两种供水条件
下, 腐植酸复合肥处理均能明显提高小麦灌浆后期
旗叶实际光化学效率(φPSⅡ)和光合电子传递速率
(ETR), 尤以旱作条件下增加幅度较高, 这与腐植酸
复合肥延缓小麦植株衰老有密切关系。
腐植酸有利于提高作物抗旱性 , 延缓植株衰
老[17,18]。在灌溉和旱作两种供水条件下, 腐植酸复合
肥均明显提高了小麦旗叶 SOD 活性, 降低了 MDA
含量。表明腐植酸复合肥能及时清除旗叶代谢过程
中产生的活性氧, 延缓小麦衰老, 有利于提高小麦
产量。
本试验条件下, 与化肥处理相比, 施用腐植酸
复合肥以后, 小麦穗数和穗粒数增加, 产量显著增
加 , 且旱作小麦的增产幅度(10.26%)大于灌溉小麦
(7.77%)。这与旱作条件下, 施用腐植酸复合肥更有
利于提高根系活力、增加成穗数、提高灌浆期旗叶
904 中国生态农业学报 2009 第 17卷


叶绿素含量、改善旗叶叶绿素荧光参数等有关。可见,
两种供水条件下小麦施用腐植酸复合肥都有良好的
增产效果, 且在旱作小麦生产中应用效果更佳。
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