干热风经常出现在小麦扬花灌浆期间，影响其光合和灌浆速率，使灌浆不充分、茎叶干枯、炸芒、籽粒干瘪，造成粒重下降、产量降低^[1]。一般减产5%～10%，严重时达到20%以上，而且影响小麦品质及出粉率^[2-3]。若在小麦灌浆初期喷施叶面肥或植物生长调节剂可以有效增加植株营养和提高抗逆性，明显减轻干热风对小麦植株的危害，增加千粒重，一般可提高产量10%～20%^[4-5]。

农业废弃秸秆或木材加工剩余物在碳化或干馏过程中产生的烟气经冷凝回收分离后获得的混合物称为木醋液^[6]，其主要成分为有机酸、酚类、醇类和酮类等约500种物质^[7]。其中，有机酸类物质往往占有机成分的50%以上，主要包括乙酸、正丙酸、丁酸和正戊酸^[8]。研究表明适宜浓度的木醋液能够促进植物生长、改善品质、降低病虫害发病率，调节土壤酸碱度、改善土壤微生物群落及代谢活性^[9-14]。虽然国内对木醋液在农业上的应用开展了一系列基础性研究，但生产上规模化应用基本处于空白状态，主要原因是单独的木醋液很难进入市场，需要以某类肥料或农药产品形式进入，鉴于木醋液除了具有抗病虫的功能，还具有促生和抗逆功能，可以将木醋液制备成有机水溶肥产品，现行有机水溶肥标准中的有机物质主要有腐植酸、氨基酸、海藻酸，其中腐植酸、海藻酸的抗旱效果较明显，木醋液与其共同作用能否提高小麦抗干热风的能力，目前尚未见报道，本研究通过模拟干热风胁迫，研究木醋液 + 含海藻酸水溶肥、木醋液 + 含腐植酸水溶肥协同对小麦生长的影响，为研制含木醋液有机水溶肥提供实践和理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

小麦品种：济麦22。木醋液：木屑、棉花秸秆等高温热解所得的一种液体产物，主要成分为左旋葡聚糖14.90%、醋酸9.40%、丙酮6.08%、乙醛6.02%等。本文中的有机水溶肥包括自制含海藻酸水溶肥、自制含腐植酸水溶肥及市购叶面肥，主要成分为：（1）含海藻酸水溶肥：海藻酸6%、N+K₂O 20.7%、微量元素2.5%，pH值5.4，液体，符合含海藻酸水溶肥标准^[15]；（2）含腐植酸水溶肥：N+K₂O 204g/L，腐植酸32g/L，pH值5.1，符合含腐植酸（大量元素）水溶肥标准^[16]；（3）市购叶面肥：粮食专用型，含氨基酸水溶肥，游离氨基酸≥ 100g/L，微量元素（B+Zn）≥ 20g/L，主要成分为海洋生物活性物质、植物细胞膜稳态剂。

1.2 试验设计

试验设5个处理，每个处理7次重复，每个处理喷施一次约需2000mL溶液。分别为：（1）清水（CK）：喷施清水；（2）叶面肥：喷施市购叶面肥，稀释600倍；（3）木醋液：喷施木醋液原液，稀释200倍；（4）木醋液 + 含海藻酸水溶肥（简称木 + 海肥）：喷施木醋液和含海藻酸水溶肥，木醋液稀释200倍，含海藻酸水溶肥稀释500倍。取4mL含海藻酸水溶肥，加入到约100mL水中，然后取10mL木醋液加入，混合，加水到2000mL；（5） 木醋液 + 含腐植酸水溶肥（简称木 + 腐肥）：喷施木醋液和含腐植酸水溶肥，木醋液稀释200倍，含腐植酸水溶肥稀释500倍。取4mL含腐植酸水溶肥，加入到约100mL水中，然后取10mL木醋液加入，混合，加水到2000mL。除喷施不同溶液外，所有处理其它施肥方式、种类和数量均相同，管理方式均相同。

1.3 试验方法

采用盆栽试验方法，于2017年10月～2018年6月在山东省农业科学院试验农场进行。试验土壤理化性质为有机质23.23g/kg、碱解氮94.68mg/kg、有效磷75.89mg/kg、速效钾210.35mg/kg、 pH值7.82。试验用盆为瓦氏盆，高23cm、直径30cm，每盆装16kg过2mm筛的风干土。将盆埋入土壤，将每个处理的基肥（尿素、重过磷酸钙、硫酸钾分别为6.4、3.9、2.5g/盆）与16kg土壤掺混均匀，然后装盆，浇水，达到饱和持水量，水分渗入后，播小麦种，每盆20粒，然后在土壤表面覆盖一层干土（约0.5cm）。日常管理采用定量浇水方式，土壤湿度约为田间持水量的70%～80%。出苗后定苗15株。水溶肥喷施时间为返青期-拔节期（2018年4月16日下午4：00～5：30）和孕穗-灌浆前期（5月4日下午4：00～5：30）。喷施方法为用喷雾器均匀细致地喷施小麦中上部茎叶。

小麦干热风条件模拟：5月9日将小麦盆栽场地四周用塑料布包围，采用自制的模拟干热风装置对小麦进行连续6d（5月10日～5月15日）的干热风胁迫处理。该装置利用电热鼓风机对吸自地上100cm处的空气进行电加热，加热后的热风相对湿度约为28%，再将加热的空气以软质导管引到单排9个出风口朝向小麦的硬质出风管道（此出风管道长2m，一端软质热风导管，另一端封死），风速大约2.5m/s，温度为34℃，为轻干热风^[17]。

1.4 取样和测定方法

叶绿素测定方法：分别于4月20日、4月27日、5月7日和5月11日上午采用SPAD-502叶绿素仪测定不同处理旗叶叶绿素相对含量（SPAD值）。

生理指标的取样和测定方法：分别于4月20日、4月27日、5月7日和5月11日下午3：00～4：00取旗叶，放入液氮罐冷冻，用于测定超氧化物歧化酶（SOD）活性——氮蓝四唑法^[18]、过氧化物酶（POD）活性——愈创木酚法^[18]，过氧化氢酶（CAT）活性——紫外分光光度计法^[18]、丙二醛（MDA）含量——硫代巴比妥酸法^[18]。

小麦收获时取样和测定方法：数每盆小麦穗数，然后将穗剪下来，最后将秸秆和根全部拔出。将根洗净，风干，称量秸秆、根系风干重。然后将籽粒搓下来，称量籽粒重，计为产量，数穗粒数，称量千粒重。最后将秸秆、籽粒、根系分别烘干，称重，粉碎，测定根系、秸秆和籽粒养分含量（氮——自动定氮仪法^[19]、磷——钒钼黄比色法^[20]、钾——火焰光度法^[20]）。

1.5 数据统计与分析

采用Excel 2010和DPS 18.1软件对数据进行处理和分析，采用单因素方差分析（P<0.05）， Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 木醋液与有机水溶肥对小麦产量及其形成因素的影响

表1 说明，叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的小麦产量均高于清水处理，增幅为1.15%～26.57%，增幅最高的是木 + 腐肥处理，而且木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥与清水处理间差异达到显著水平。穗数结果表明，叶面肥处理的穗数显著低于清水处理，其它处理与清水处理间差异不显著。叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的穗粒数、千粒重均高于清水处理，增幅分别为5.36%～23.0%、0.88%～7.99%，其中穗粒数增幅最大的是木 + 腐肥，千粒重最大的是木 + 海肥。这表明，叶面肥、木醋液、木醋液与有机水溶肥协同能提高小麦产量，增产的主要原因是提高了小麦穗粒数和千粒重。其中木醋液 + 含腐植酸水溶肥协同处理的小麦产量、穗数、穗粒数均最高。

注：同列中不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05），下同。

2.2 木醋液与有机水溶肥对小麦生物量的影响

表2 表明，木醋液、木 + 腐肥处理的秸秆和根重均高于清水，秸秆重增幅分别为7.43%、 14.76%，根重的增幅分别为27.26%、13.89%，其余处理均低于清水处理，初步说明，木醋液、木醋液 + 含腐植酸水溶肥具有促进小麦生长的作用。

2.3 木醋液与有机水溶肥对小麦叶绿素含量的影响

从表3看出，随着时间的推进，各处理的叶绿素基本均呈现上升-下降-下降趋势，说明在本试验条件下，5月份开始小麦光合能力开始下降。不同处理间相比，不同时间均呈现处理间差异未达到显著水平，4月20日、5月11日叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的叶绿素稍高于清水处理，增幅分别为0.08%～2.12%、2.76%～3.94%， 4月27日只有木 + 腐肥增加1.27%，5月7日木 + 海肥、木 + 腐肥分别增加0.85%和0.87%。由此看出，干热风胁迫后，叶绿素的增幅增大，表明喷施木醋液、叶面肥、木醋液 + 有机水溶肥具有提高小麦生长后期叶绿素含量的趋势。

2.4 木醋液与有机水溶肥对小麦秸秆、根和籽粒中的氮、磷、钾含量的影响

表4 中秸秆养分含量表明，木醋液处理的秸秆氮、磷含量高于清水处理，增幅分别为9.20%、 11.11%，木 + 腐肥处理的磷含量显著低于清水处理，其余处理与清水处理间差异不显著；叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的秸秆钾含量均高于清水处理，增幅为1.21%～7.88%，其中木醋液、木 + 海肥与清水处理间差异达到显著水平。根中养分含量表明，木 + 海肥、木 + 腐肥处理的根氮含量高于清水处理，增幅分别为2.27%、7.95%，木 + 腐肥与清水处理间差异达到显著水平；木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的根磷含量高于清水处理，增幅分别为14.29%、42.86%、57.14%，其中木 + 海肥、木 + 腐肥与清水处理间差异达到显著水平；叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的根钾含量均低于清水处理。籽粒养分含量显示，叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的籽粒氮、磷和钾含量均高于清水处理，增幅分别为2.19%～6.57%、 13.04%～23.91%和9.68%～12.90%，其中籽粒氮，只有木 + 海肥与清水处理间差异达到显著水平，籽粒磷、钾的各处理与清水处理间差异均达到显著水平。

叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理间相比，秸秆氮、磷、钾含量最高的是木醋液处理，根中氮、磷含量最高的是木 + 腐肥处理，根中钾含量最高的是叶面肥，籽粒氮、钾含量最高的是木 + 海肥处理，籽粒磷最高的是叶面肥处理。

初步表明，木醋液具有提高秸秆和籽粒氮、磷、钾养分吸收的功能；木醋液 + 含海藻酸水溶肥具有提高籽粒氮、磷、钾养分吸收的功能；木醋液 + 含腐植酸水溶肥也具有提高籽粒磷含量的能力。在促进籽粒吸收氮、磷、钾方面，木醋液 + 含海藻酸水溶肥效果最优。

2.5 木醋液与有机水溶肥对小麦叶片抗氧化酶活性和MDA含量的影响

由表5中SOD数据看出，随着时间的推移，SOD活性呈现下降-上升-下降的趋势；木醋液、木 + 腐肥处理在不同测定时期的SOD活性均高于清水处理；5月7日、5月11日叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的SOD活性均高于清水处理， 5月7日、5月11日增幅分别为8.47%～29.03%、 9.09%～18.15%，其中5月7日增幅最大的是木醋液处理，5月11日增幅最大的是木 + 腐肥处理。

POD数据显示，随着时间的推移，POD活性呈现上升-上升-下降的趋势，4月27日，叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的POD活性均低于清水处理；5月11日均高于清水处理，增幅为1.08%～15.30%，其中增幅最高的是木 + 腐肥处理。

表6 中CAT数据，随着时间的推移，基本呈现一直下降的趋势，但是清水和木 + 海肥处理5月7日除外；与清水处理相比，未呈现明显规律性的变化。

MDA数据表明，除了4月27日的叶面肥、 5月11日木 + 腐肥处理外，其余处理均呈现随着时间的推进，MDA含量逐渐升高的趋势；5月11日叶面肥、木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理的MDA含量均低于清水处理，降幅为0.94%～11.69%，降幅最大的是木 + 腐肥。

上述结果表明，干热风胁迫后，小麦旗叶内SOD、POD、CAT活性均下降，MDA含量升高，细胞膜透性增强。喷施叶面肥、木醋液、木醋液 + 含海藻酸水溶肥、木醋液 + 含腐植酸水溶肥具有提高小麦叶片SOD、POD活性，降低MDA含量的功能，其中木醋液 + 含腐植酸水溶肥的效果最好。

3 讨论

抵御小麦干热风的有效措施之一是在小麦生长中后期施用有效养分、喷施叶面肥或生长促进剂等物质。赵海燕等^[21]研究表明，在小麦叶片衰老的过程中，喷施含腐植酸水溶肥料能够提高小麦旗叶的叶绿素含量，增加小麦生育期内叶片叶绿体以及光合色素含量，促进光合作用，并在提高作物抗逆性上也具有一定的促进作用。张运红等^[22]研究表明，喷施海藻酸钠寡糖等生物刺激素可一定程度促进小麦旗叶的生长和提高SPAD值。张兰生等^[23]研究表明，拔节期施用锌腐肥能提高小麦产量。李金鑫等^[24]施海藻酸增效复混肥提高小麦粒重和穗数，增产15.33%，氮、磷和钾养分吸收量分别增加15.63%、12.54%和8.13%。在小麦拔节期及灌浆期喷施聚谷氨酸叶面肥450～1350mL/hm²，能增加千粒重、成穗率和穗粒数，增产效果显著^[25]。本研究发现，喷施木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥均能提高小麦粒重、穗粒数、千粒重；木醋液、木 + 腐肥处理还能增加秸秆、根重；干热风胁迫后，叶绿素的增幅增大；喷施木醋液提高秸秆氮、磷含量；木醋液、木 + 海肥、木 + 腐肥处理均能提高籽粒氮、磷、钾含量。

逆境胁迫下植物体内会产生大量的活性氧自由基，导致膜脂过氧化，进而造成膜系统的氧化损伤^[26-27]。当然植物体内也存在着一系列酶促和非酶促抗氧化剂来消除活性氧自由基，保护植物细胞免受活性氧伤害，维持膜系统稳定性，以增强植株抗逆性^[28-29]。当植物遇到逆境时，POD和CAT能与SOD协同反应，减轻活性氧的伤害，抑制膜内不饱和脂肪酸分解产物MDA的积累，保持和修复细胞膜，从而共同发挥防御作用^[30]。刘洪展等^[31] 研究发现，在轻度高温胁迫下，SOD酶活性增强，但在重度高温胁迫下，SOD酶活性最终表现出下降的趋势。姜春明等^[32]研究表明灌浆后期持续高温胁迫将导致植株体内SOD、POD活性下降。吴进东^[33]研究表明花后短暂高温胁迫使旗叶抗氧化酶活性短暂小幅升高后随即显著下降，并且MDA含量显著高于对照。虽然不同胁迫得到的结果存在不同，但是从总体上而言，高温胁迫会导致MDA含量升高，胁迫时间长可能会出现下降趋势，并且长时间高温最终会导致POD、SOD、CAT活性下降。本研究表明干热风胁迫后，小麦旗叶内SOD、POD、 CAT活性均下降，MDA含量升高，细胞膜透性增强。喷施叶面肥、木醋液、木醋液 + 含海藻酸水溶肥、木醋液 + 含腐植酸水溶肥能缓解干热风对小麦的伤害，与喷清水处理相比，能够提高小麦叶片SOD、POD活性，降低MDA含量，其中木 + 腐肥的效果最好，进而提高了小麦产量、生物量及氮、磷、钾向籽粒的转移。产生上述现象的原因可能是：一方面木醋液中含有的酚类可刺激植物内源性生长激素和多种酶的增加，如吲哚乙酸、赤霉素均能促进植株更快更好生长，促进植株对氮元素的吸收；另一方面是因为木醋液、含海藻酸水溶肥、含腐植酸水溶肥中含有的氮、钾、小分子有机酸能被小麦直接吸收，茎叶中养分含量增加，进而促进小麦旗叶的光合作用，提高整个生育期小麦旗叶光合速率^[34]，延缓小麦后期衰老速度，有利于籽粒干物质的积累和小麦产量的提高。上述结果初步表明，本试验条件下，木醋液与有机水溶肥协同能够提高小麦抗干热风的能力，但是其作用机理有待进一步深入研究。

参考文献