噴施多效唑?qū)γ幼由L及光合特性的影響

閆 鋒

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院，161006，黑龍江齊齊哈爾）

糜子（Panicum miliaceum L.）起源于我國，又稱黍、稷，在我國已經(jīng)有7000多年的栽培歷史，是北方地區(qū)人們的主要糧食作物。糜子營養(yǎng)豐富，具有較高的食用、藥用和飼用價(jià)值[1]，其生育期相對于其他作物要短，且耐瘠薄和耐旱，是干旱和半干旱地區(qū)糧食產(chǎn)區(qū)的重要作物[2]。糜子大田生產(chǎn)倒伏情況時(shí)有發(fā)生，一方面由于糜子對光溫反應(yīng)非常敏感，從低緯度地區(qū)引種到高緯度地區(qū)使糜子植株?duì)I養(yǎng)生長較為旺盛，極易引起倒伏，造成減產(chǎn)[3]；另一方面，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，種植密度已經(jīng)成為影響產(chǎn)量的主要因素之一。光照有抑制節(jié)間發(fā)育的作用，隨著密度的增加，谷子群體通風(fēng)透光程度逐漸下降，植株細(xì)高，易發(fā)生倒伏，且個(gè)體之間互相遮蔭，影響光合效率，導(dǎo)致產(chǎn)量下降[4-5]，倒伏已成為制約糜子高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要因素之一。

光合作用是作物物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，不同作物90%以上的干物質(zhì)形成主要來源于光合作用[6]。近年來，國內(nèi)外對不同大宗作物光合特性的研究比較多[7-11]，對糜子光合特性的研究比較少，并且主要集中在不同栽培方式和逆境脅迫處理等方面[12-15]，對多效唑噴施處理的研究較少。糜子是 C4高光效作物，合理的化控劑處理對提高其葉面光能利用率和產(chǎn)量構(gòu)成因素等方面起著至關(guān)重要的作用。

多效唑于20世紀(jì)70年代問世，因其具有一定的調(diào)節(jié)效應(yīng)，已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物生產(chǎn)，在減少倒伏和改善品質(zhì)等方面作用顯著[16]。多效唑作為一種植物生長延緩劑，可以抑制赤霉素的生物合成，進(jìn)而延緩植株的營養(yǎng)生長[17]，在一定程度上增強(qiáng)水稻[18]、小麥[19]和玉米[20]等多種農(nóng)作物的抗倒伏能力。

植物的光合作用是將光能存儲為化學(xué)能、無機(jī)物轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的過程，對自然界保持生態(tài)平衡以及人類的生存發(fā)展有著極其重要的意義。因此，對作物光合作用的研究，已越來越引起人們的重視[21]。在作物生長前期施用多效唑可顯著降低株高，增大葉片面積，進(jìn)而間接地促進(jìn)光照強(qiáng)度，加速葉片中光合產(chǎn)物的輸送和轉(zhuǎn)化，同時(shí)提高植株體內(nèi)保護(hù)酶活性，延緩作物衰老，促進(jìn)作物增產(chǎn)[22-23]。噴施多效唑?qū)夂献饔谜{(diào)控方面的研究在水仙[24]、石榴[25]、玉米[26]和谷子[27]等作物上已有相關(guān)報(bào)道。

但尚未見噴施多效唑后對糜子生理影響方面的報(bào)道。為此，本研究探討了葉面噴施多效唑?qū)γ幼愚r(nóng)藝性狀、抗倒伏能力及光合指標(biāo)的影響，闡述糜子對多效唑的響應(yīng)機(jī)制，為糜子高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2020年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈爾分院試驗(yàn)基地進(jìn)行，試驗(yàn)地地勢平坦，肥力中等，土壤類型為碳酸鹽黑鈣土。

1.2 試驗(yàn)材料

以黑龍江省登記品種齊黍1號為材料，該材料屬中高稈，經(jīng)前期預(yù)試驗(yàn)該品種對多效唑較敏感，故采用此品種為參試材料。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置150、300、600和1200mg/L 4個(gè)多效唑濃度梯度，噴施時(shí)期為分蘗期、拔節(jié)期和孕穗期，清水為對照。每小區(qū)6行，行長 5m，行距 0.65m，小區(qū)面積 19.5m2，3次重復(fù)。試驗(yàn)材料于5月10日播種，9月19日收獲。

1.4 測定項(xiàng)目及方法

1.4.1 農(nóng)藝性狀 乳熟期在每個(gè)處理中間4行植株中選取長勢均勻的 10株，測定主莖高、莖粗（基部第 2節(jié)間的粗度）、重心高度和莖鮮重，在完熟期測定千粒重、主穗粒重和主穗重，并對小區(qū)測產(chǎn)。

1.4.2 莖稈機(jī)械強(qiáng)度 采用YYD-1莖稈強(qiáng)度測定儀（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司）測定基部第2節(jié)間的莖稈彎折力（N），莖稈倒伏指數(shù)=（重心高度×莖鮮重）/莖稈彎折力[28]。

1.4.3 光合指標(biāo) 灌漿期每個(gè)處理選取有代表性的植株10株，于晴朗無風(fēng)天上午9:00-11:00測定倒2葉的相對葉綠素含量（SPAD值）、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和胞間 CO2濃度（Ci），測定位置為葉片中部。采用SPAD-502型測定儀（柯尼卡美能達(dá)公司，日本）測定SPAD值；采用CI-340型光合作用測定儀（CID公司，美國）測定Pn、Ci和Tr。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和DPS 7.05等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 多效唑?qū)γ幼忧o稈特征的影響

由表1可以看出，葉面噴施多效唑后，所有處理的主莖高均顯著低于 CK，在分蘗期噴施1200mg/L多效唑處理主莖高降幅最大。隨著噴施時(shí)期的推移，主莖高的降低幅度減小，并且在相同的噴施時(shí)期，隨著噴施濃度的增加，主莖高的降低幅度加大。這說明噴施多效唑?qū)γ幼由L具有抑制作用，并且噴施時(shí)期越早，抑制效果越明顯，主莖高越低，而主莖高的降低對提高糜子的抗倒伏性具有重要影響。

在糜子不同生育時(shí)期噴施多效唑?qū)ηo粗有一定的調(diào)控作用。葉面噴施多效唑后，所有處理的莖粗均顯著高于 CK，在分蘗期噴施 1200mg/L多效唑的處理莖粗最大。隨著噴施時(shí)期的推移，莖粗的增大幅度減小，并且在相同的噴施時(shí)期內(nèi)隨著噴施濃度的增加，莖粗的增大幅度加大。這說明葉面噴施多效唑可使糜子基部節(jié)間增粗，莖稈機(jī)械強(qiáng)度增強(qiáng)，進(jìn)而對植株的支撐作用增強(qiáng)，抗倒伏能力也隨之提高。

由表1可以看出，隨著多效唑噴施濃度的增加各噴施時(shí)期不同處理節(jié)數(shù)與 CK之間沒有顯著差異，這說明多效唑降低糜子主莖高主要是通過降低節(jié)間長度。

表1 多效唑?qū)γ幼忧o稈特征的影響Table 1 Effects of paclobutrazol on stem characteristics of broomcorn millet

2.2 多效唑?qū)γ幼涌沟狗缘挠绊?/h3>

由表2可知，不同生育時(shí)期噴施不同濃度的多效唑?qū)ηo稈倒伏指數(shù)產(chǎn)生了不同的影響，部分處理間莖稈倒伏指數(shù)差異達(dá)顯著水平，CK處理的莖稈倒伏指數(shù)最大（44.33cm·g/N），分蘗期噴施1200mg/L多效唑的莖稈倒伏指數(shù)最?。?8.84cm·g/N），顯著低于其他處理。綜合分析結(jié)果可以看出，隨多效唑噴施時(shí)期的推移，第2節(jié)間倒伏指數(shù)、重心高度和莖鮮重逐漸增大，莖稈彎折力逐漸減小，抗倒伏能力逐漸減弱；在同一噴施時(shí)期內(nèi)，隨著噴施濃度的增大，重心高度、莖鮮重和莖稈倒伏指數(shù)呈逐漸降低的趨勢，莖稈彎折力呈先升高后降低的變化趨勢，這可能是由于隨著生物產(chǎn)量的降低，減少了光合產(chǎn)物的合成及向節(jié)間的運(yùn)輸和積累導(dǎo)致的。

表2 多效唑?qū)γ幼忧o稈倒伏相關(guān)指標(biāo)的影響Table 2 Effects of paclobutrazol on stem lodging indexes of broomcorn millet

2.3 多效唑?qū)γ幼庸夂现笜?biāo)的影響

從表3可知，所有噴施多效唑處理的各項(xiàng)光合指標(biāo)均與CK有顯著差異。在分蘗期噴施300mg/L多效唑時(shí)，糜子葉片的SPAD值、Pn和Tr達(dá)到最高。隨著多效唑濃度的增加，各噴施時(shí)期糜子葉片SPAD值、Pn和Tr均呈先增高后降低的變化趨勢。在3個(gè)不同時(shí)期噴施多效唑均會促進(jìn)糜子葉片這3個(gè)指標(biāo)增加。

表3 多效唑?qū)γ幼庸夂现笜?biāo)的影響Table 3 Effects of paclobutrazol on photosynthesis indices of broomcorn millet

所有噴施多效唑處理的Ci均低于CK，分蘗期噴施300mg/L多效唑處理的糜子葉片Ci達(dá)到最低（93.53）。在同一時(shí)期，Ci隨著噴施濃度增加呈先降低后升高的趨勢；在同一噴施濃度下，分蘗期噴施多效唑處理的糜子葉片Ci均低于其他時(shí)期?？傮w來看，分蘗期噴施多效唑效果要好于其他2個(gè)時(shí)期。

2.4 多效唑?qū)γ幼赢a(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)量往往是評價(jià)一個(gè)品種或一套栽培技術(shù)最直觀和最重要的指標(biāo)。由表4可知，所有噴施多效唑處理的產(chǎn)量均顯著高于CK，在分蘗期噴施 300mg/L多效唑的處理產(chǎn)量達(dá)到最高（3863.04kg/hm2），比CK處理增加13.09%。在同一噴施時(shí)期內(nèi)，產(chǎn)量的增幅隨著噴施濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，噴施300mg/L多效唑的處理產(chǎn)量最高。綜合各噴施時(shí)期產(chǎn)量及其構(gòu)成因素來看，分蘗期噴施多效唑的增產(chǎn)效果要好于其他2個(gè)時(shí)期。

表4 多效唑?qū)γ幼赢a(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Table 4 Effects of paclobutrazol on yield and its components of broomcorn millet

3 討論

3.1 多效唑?qū)γ幼忧o稈特征及抗倒伏性的影響

多效唑能夠抑制植物生長，增加莖粗，降低株高，提高植物抗倒伏性能和抗逆性。本研究結(jié)果顯示，多效唑能顯著降低糜子株高和增加莖粗，這與前人研究結(jié)論一致[29-30]。莖稈特征決定作物的抗倒伏能力，是體現(xiàn)作物抗倒伏性能的綜合指標(biāo)。有研究[31]表明，植株抗倒伏性與株高有關(guān)。但也有研究[32]表明，植株的抗倒伏性與其株高相關(guān)性不大，而與節(jié)間關(guān)系較為密切。本研究結(jié)果表明，葉面噴施多效唑后，糜子植株生長受到明顯的抑制，噴施時(shí)期越早，表現(xiàn)出的抑制效果越顯著，隨多效唑噴施時(shí)期的推移，第2節(jié)間倒伏指數(shù)、重心高度和莖鮮重逐漸增大，莖稈彎折力逐漸減小，抗倒伏能力逐漸減弱，與張喜娟等[31]研究結(jié)果一致。

3.2 多效唑?qū)γ幼庸夂现笜?biāo)的影響

賀笑等[33]、宮慶濤等[34]和董志新[35]研究表明，在作物葉面噴施多效唑，作物的SPAD值、Pn及Tr隨噴施濃度的增加而增加，但如果噴施濃度過高，增加效果則會減弱。徐世宏等[36]和史關(guān)燕等[37]研究表明，噴施多效唑可以使植株矮化，群體通風(fēng)較好，從而使葉片葉綠素含量增加，提高植株的Pn，使干物質(zhì)積累增多。魚冰星等[38]在谷子拔節(jié)期前、拔節(jié)期和孕穗期葉面噴施多效唑，結(jié)果表明，與對照相比，在谷子生育時(shí)期噴施適宜濃度的多效唑能夠促進(jìn)谷子的光合生理，且隨著多效唑質(zhì)量濃度的增加Pn、Tr和SPAD值呈先增加后降低的變化趨勢；在拔節(jié)期前噴施多效唑，谷子的Pn、Tr和SPAD值優(yōu)于其他2個(gè)時(shí)期，與本研究結(jié)果基本一致，只是最佳噴施時(shí)期略有不同。

3.3 多效唑?qū)γ幼赢a(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

葉面噴施多效唑可使植株矮化，增強(qiáng)植物抗倒伏能力，促進(jìn)分蘗，防止落花落果，促進(jìn)植物葉片光合作用，增加植株抗逆性能，為后期穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。魚冰星等[38]在谷子拔節(jié)期前噴施多效唑效果優(yōu)于拔節(jié)期和孕穗期，但在濃度過高時(shí)會降低增產(chǎn)效果。本研究結(jié)果表明，在各個(gè)時(shí)期，隨著噴施濃度增大，糜子的主穗重和主穗粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素呈先升高后降低的變化趨勢。這與魚冰星等[38]對谷子的研究結(jié)果較為一致。

糜子在不同生育時(shí)期葉面噴施多效唑，對產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為分蘗期效果最好，拔節(jié)期次之，孕穗期最差，這可能是由于施用多效唑可以在一定程度上抑制糜子生長前期莖稈伸長，降低株高，使之同化物質(zhì)的能力增強(qiáng)。郭瑞鋒等[39]研究多效唑拌種對糜子抗倒性及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明不同濃度多效唑拌種處理后，產(chǎn)量均高于對照。雖然本研究與前者對化控劑的施用方式不同，但研究結(jié)果具有較高的一致性，產(chǎn)量均隨著濃度的增加呈先升后降的變化趨勢。

4 結(jié)論

葉面噴施多效唑后，糜子植株的生長受到明顯抑制，噴施時(shí)期越早，表現(xiàn)出的抑制效果越顯著，在同一噴施時(shí)期，隨噴施濃度的增加，糜子主莖高逐漸降低，節(jié)間增粗，抗倒伏力逐漸增強(qiáng)。噴施適宜劑量的多效唑能夠提高糜子的Pn、Tr及SPAD值，且均隨著多效唑濃度的增加呈先升高后降低的變化趨勢。噴施時(shí)期不同對光合指標(biāo)產(chǎn)生的影響也不同，分蘗期噴施多效唑的效果要好于拔節(jié)期和孕穗期。噴施多效唑可顯著提高糜子主穗重及主穗粒重，使糜子顯著增產(chǎn)，但濃度過高時(shí)會降低增產(chǎn)效果。綜合分析，在本試驗(yàn)條件下，分蘗期噴施300mg/L多效唑在增產(chǎn)的同時(shí)可以有效增強(qiáng)糜子的抗倒伏能力及光合指標(biāo)，是糜子較適宜的防倒增產(chǎn)栽培措施。