孕穗前期葉面噴賽苗旺對(duì)冬小麥穗粒數(shù)和粒質(zhì)量的影響

鄭春風(fēng)，任 偉，徐福新*，車 軍，楊 攀，吳政卿，馬衛(wèi)民，曹 源

(1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002； 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 小麥研究所，河南 鄭州 450002；3.北京奧特奇生物制品有限公司，北京 100000)

小麥?zhǔn)俏覈?guó)重要的糧食作物，其產(chǎn)量對(duì)我國(guó)糧食安全具有重要意義。穗粒數(shù)和粒質(zhì)量是直接決定小麥產(chǎn)量形成的2個(gè)重要因素。小麥結(jié)實(shí)情況受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)水平、遺傳因素和外界環(huán)境因素的影響而存在很大差異[1-22]。噴施葉面肥和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑已經(jīng)成為促進(jìn)小麥植株生長(zhǎng)，增強(qiáng)抗逆性，延長(zhǎng)葉片功能，保穗、增粒、提高粒質(zhì)量，進(jìn)而提高產(chǎn)量的輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)之一[23-26]。有研究指出，在冬小麥小花退化高峰前葉面噴施硼肥，可提高單穗的可孕花結(jié)實(shí)率，獲得較高的結(jié)實(shí)粒數(shù)[27]。孫振元等[28]證實(shí)，6-BA處理小麥葉或穗均可影響營(yíng)養(yǎng)器官及穗的N素吸收、分配和再分配。文廷剛等[29]研究認(rèn)為，噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能提高小麥灌漿速率，改善籽粒灌漿參數(shù)，達(dá)到增加粒質(zhì)量的目的。賽苗旺是生物微肥復(fù)合營(yíng)養(yǎng)制劑，兼具營(yíng)養(yǎng)、生物刺激素和植物免疫激活劑的功能。已有報(bào)道指出，在青貯玉米、大豆生育期噴施賽苗旺可提高其產(chǎn)量[30-31]，然而關(guān)于賽苗旺對(duì)冬小麥小花發(fā)育成粒及產(chǎn)量形成的影響研究鮮有報(bào)道。為此，在冬小麥小花發(fā)育后期葉面噴施賽苗旺，探討賽苗旺對(duì)冬小麥穗粒數(shù)和粒質(zhì)量的影響，以期為提高冬小麥產(chǎn)量調(diào)控技術(shù)的研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況及試驗(yàn)材料

本研究于2016—2017年分別在長(zhǎng)葛市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)地(34°22′N、113°77′E)、新鄉(xiāng)市新鄉(xiāng)縣大西莊村農(nóng)戶試驗(yàn)地(35°16′N、113°52′E)進(jìn)行田間試驗(yàn)。試驗(yàn)地土壤為潮土，地勢(shì)平坦，排灌方便，地力均勻，肥力上等，耕層(0～20 cm)土壤養(yǎng)分狀況見表1。前茬作物均為玉米。

表1 供試土壤養(yǎng)分含量

冬小麥品種為半冬性小麥鄭麥379。

磷肥為重過磷酸鈣(含P2O545%)，鉀肥為氯化鉀(含K2O 60%)，氮肥為普通尿素(含N 46.4%)。賽苗旺(含Zn 60 g/L、Mn 40 g/L)由北京奧特奇生物制品有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)2個(gè)處理，分別為：噴施清水(對(duì)照，CK)、噴施賽苗旺(SMW)處理，小區(qū)面積為30 m2，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次。在兩試驗(yàn)地，所有處理均底施磷肥(P2O5120 kg/hm2)、鉀肥(K2O 90 kg/hm2)，氮肥(N 225 kg/hm2)按基追比5∶5施用，追肥于拔節(jié)期追施。冬小麥于10月12日播種，播量為187.5 kg/hm2，行距為20 cm。試驗(yàn)田栽培管理同一般高產(chǎn)田。賽苗旺(600 mL/hm2，600倍液)于孕穗前14 d(4月5日)葉面噴施，以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準(zhǔn)

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 小花數(shù)及小花敗育速率 于冬小麥孕穗前14 d開始取樣，每隔5 d取樣一次，直至開花。每小區(qū)選擇生長(zhǎng)均勻一致的冬小麥植株5株(每處理共計(jì)15 株)，選取基部第1個(gè)小穗、中部第9個(gè)小穗、頂部小穗，在EMZ-TR解剖鏡下觀察主莖幼穗小花發(fā)育進(jìn)程，并記錄不同穗位的小花數(shù)。然后根據(jù)記錄的小花數(shù)作線性回歸方程：Y=-kx+b，其中，k為小花敗育速率，x為生長(zhǎng)度日(GDD)，Y為敗育小花數(shù)。以出現(xiàn)完整綠色花藥的小花視為可孕小花。

1.3.2 不同穗位籽粒數(shù)及籽粒質(zhì)量 在完整、風(fēng)干、無霉變的麥穗中，每處理隨機(jī)取20穗，分3個(gè)部位：下部穗位(基部第1—5個(gè)小穗)、上部穗位(頂部5個(gè)小穗)、中部穗位(除頂部和下部小穗以外的小穗)，分別考察不同穗位的籽粒數(shù)、籽粒質(zhì)量，計(jì)算單個(gè)麥穗不同穗位的平均籽粒數(shù)、籽粒質(zhì)量。

1.3.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 成熟期，每小區(qū)隨機(jī)取20株，按常規(guī)考種法考察其穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，實(shí)收2 m2計(jì)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 賽苗旺對(duì)冬小麥小花敗育階段不同穗位小花數(shù)的影響

由表2可以看出，冬小麥中部穗位小花數(shù)較多，高于基部和頂部穗位，說明中部穗位小花發(fā)育強(qiáng)度大，所以小花數(shù)多。對(duì)于長(zhǎng)葛市試驗(yàn)點(diǎn)，噴施當(dāng)天，對(duì)照與SMW處理不同部位小花數(shù)的差異均不顯著。噴施5 d后，除中部穗位外，對(duì)照與SMW處理不同部位小花數(shù)的差異均不顯著。噴施10、15、20、25 d后，在基部穗位，SMW處理的小花數(shù)分別為13.56、8.00、4.75、2.96個(gè)，相應(yīng)的對(duì)照分別為11.30、6.85、3.45、1.27個(gè)，分別較對(duì)照多2.26、1.15、1.30、1.69個(gè)，均達(dá)到顯著水平；在中部穗位，SMW處理的小花數(shù)分別為54.05、48.65、35.22、28.76個(gè)，相應(yīng)的對(duì)照分別為49.76、45.56、30.04、24.51個(gè)，分別較對(duì)照多4.29、3.09、5.18、4.25個(gè)，均達(dá)到顯著水平；在頂部穗位，SMW處理的小花數(shù)分別為 8.69、6.33、5.76、3.41個(gè)，相應(yīng)的對(duì)照分別為8.12、6.30、5.62、3.26個(gè)，分別較對(duì)照多0.57、0.03、0.14、0.15個(gè)，兩處理間差異均不顯著。新鄉(xiāng)縣試驗(yàn)點(diǎn)不同處理不同穗位小花數(shù)變化趨勢(shì)與長(zhǎng)葛市試驗(yàn)點(diǎn)一致，也表現(xiàn)為噴施當(dāng)天，對(duì)照與SMW處理不同部位小花數(shù)的差異均不顯著；噴施5 d后，除中部穗位外，對(duì)照與SMW處理不同部位小花數(shù)的差異均不顯著；噴施10、15、20、25 d后，除頂部穗位外，SMW處理不同部位小花數(shù)均顯著高于對(duì)照。

表2 賽苗旺對(duì)冬小麥小花敗育階段不同穗位小花數(shù)的影響 個(gè)

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示同一地點(diǎn)同一穗位不同處理在0.05水平上差異顯著，下同。

2.2 賽苗旺對(duì)冬小麥不同穗位小花敗育速率的影響

由表3可以看出，在基部穗位，長(zhǎng)葛市、新鄉(xiāng)縣試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理的小花敗育速率分別為0.031 6個(gè)/(穗·GDD)和0.033 4個(gè)/(穗·GDD)，相應(yīng)的對(duì)照分別為0.041 2個(gè)/(穗·GDD)和0.042 8個(gè)/(穗·GDD)，小花敗育速率分別較對(duì)照降低23.30%和21.96%，差異均達(dá)到顯著水平；在中部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理的小花敗育速率分別為0.048 8個(gè)/(穗·GDD)和0.050 9個(gè)/(穗·GDD)，相應(yīng)的對(duì)照分別為0.071 4個(gè)/(穗·GDD)和0.076 8個(gè)/(穗·GDD)，與對(duì)照相比，分別降低31.65%和33.72%，差異均達(dá)到顯著水平；在頂部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理與對(duì)照間的差異均不顯著。

表3 賽苗旺對(duì)冬小麥不同穗位小花敗育速率的影響 個(gè)/(穗·GDD)

2.3 賽苗旺對(duì)冬小麥不同穗位籽粒數(shù)的影響

由表4可以看出，在下部穗位，長(zhǎng)葛市、新鄉(xiāng)縣試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理籽粒數(shù)分別較對(duì)照增加1.66粒和1.70粒，差異均達(dá)到顯著水平；在中部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理籽粒數(shù)分別較對(duì)照增加2.70粒和 3.55粒，差異均達(dá)到顯著水平；在上部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)兩處理間差異均不顯著。

表4 賽苗旺對(duì)冬小麥不同穗位籽粒數(shù)的影響 粒

2.4 賽苗旺對(duì)冬小麥不同穗位籽粒質(zhì)量的影響

由表5可以看出，不同穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理的籽粒質(zhì)量均高于對(duì)照，但差異均不顯著。其中，下部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理籽粒質(zhì)量分別為37.07、38.10 mg，分別較對(duì)照提高0.81、0.09 mg；中部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理籽粒質(zhì)量分別為37.78、38.55 mg，分別較對(duì)照提高0.57、0.34 mg；上部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理籽粒質(zhì)量分別為28.15、27.26 mg，分別較對(duì)照提高0.69、0.70 mg。

表5 賽苗旺對(duì)冬小麥不同穗位籽粒質(zhì)量的影響 mg

2.5 賽苗旺對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表6可以看出，對(duì)于穗粒數(shù)，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理均顯著高于對(duì)照，提高幅度分別為11.85%、13.13%；對(duì)于千粒質(zhì)量和穗數(shù)，兩試驗(yàn)點(diǎn)兩處理間的差異均不顯著。對(duì)于產(chǎn)量，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理均顯著高于對(duì)照，提高幅度分別為7.50%、7.08%。綜上，在冬小麥發(fā)育中后期葉面噴施賽苗旺主要通過提高冬小麥穗粒數(shù)來提高產(chǎn)量，且效果顯著。

表6 賽苗旺對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

3 結(jié)論與討論

崔金梅等[32]經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的研究證明，河南省麥區(qū)的冬小麥幼穗分化期較長(zhǎng)，僅小花發(fā)育過程又分為小花分化、退化和可孕花敗育3個(gè)階段(長(zhǎng)達(dá)60 d左右)，而且單穗分化總小花數(shù)較多(150朵以上)，小花發(fā)育過程中的溫光條件、營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)狀況、養(yǎng)分與水分供應(yīng)狀況等均影響其發(fā)育與成粒。前人研究認(rèn)為，在小花退化高峰前即小花兩極分化之前采取調(diào)控措施，能減少小花退化，增加穗粒數(shù)[32-34]。朱云集等[35]研究發(fā)現(xiàn)，小麥小花發(fā)育的完善程度與最終粒數(shù)的形成密切相關(guān)，可孕小花的發(fā)育狀況直接影響穗粒數(shù)，在完善小花發(fā)育成粒階段采取調(diào)控措施，降低可孕小花的敗育率，是提高穗粒數(shù)的關(guān)鍵。本研究結(jié)果表明，在孕穗前14 d，噴施賽苗旺可抑制冬小麥敗育階段基部和中部穗位的小花敗育速率，顯著提高該部位的小花數(shù)。與對(duì)照相比，在基部穗位，長(zhǎng)葛市、新鄉(xiāng)縣試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理的小花敗育速率分別降低23.30%、21.96%；在中部穗位，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理的小花敗育速率分別降低31.65%、33.72%。通過分析不同穗位小花發(fā)育結(jié)實(shí)成粒情況發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照相比，兩試驗(yàn)點(diǎn)SMW處理的籽粒數(shù)均增加。綜上結(jié)果表明，在小花發(fā)育后期，噴施賽苗旺可抑制冬小麥穗基部和中部小穗小花的敗育速率，并促進(jìn)該部位小花數(shù)的增加。

李秀枝等[36]研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑玉黃金能提高玉米灌漿速率，達(dá)到增加粒質(zhì)量的目的。也有研究指出，在小麥生長(zhǎng)發(fā)育階段噴施營(yíng)養(yǎng)元素，可以提高穗粒數(shù)[25]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在小花發(fā)育中后期，葉面噴施賽苗旺對(duì)冬小麥各穗位籽粒質(zhì)量的增加作用不大，然而在穗粒數(shù)上，SMW處理顯著高于對(duì)照，提高幅度分別為11.85%、13.13%。由此表明，在冬小麥發(fā)育中后期，葉面噴施賽苗旺主要通過提高冬小麥穗粒數(shù)來提高產(chǎn)量，且效果顯著。由此推測(cè)，在孕穗前14 d正值冬小麥幼穗發(fā)育將達(dá)到小花敗育期之前，此時(shí)葉面噴施賽苗旺，可抑制或減少小花敗育，從而有利于穗花發(fā)育與結(jié)實(shí)，其內(nèi)在的生理機(jī)制需進(jìn)行進(jìn)一步的探究。