多效唑?qū)μ鸶吡簧L(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控效應(yīng)研究

董 揚(yáng)

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

甜高粱又叫甜稈、蘆粟等，是普通粒用高粱的一個(gè)變種[1]，具有抗逆性強(qiáng)、生物產(chǎn)量高及適應(yīng)性廣等優(yōu)良特性，具有“高能作物”之稱(chēng)[2-3]。 近些年來(lái)，甜高粱作為能源作物的利用價(jià)值被逐步發(fā)掘出來(lái)， 越來(lái)越受到國(guó)家及科研機(jī)構(gòu)的關(guān)注[4]。 由于甜高粱普遍株高偏高，生長(zhǎng)中后期極易發(fā)生倒伏，在一定程度上限制了甜高粱產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 化學(xué)調(diào)控是指通過(guò)應(yīng)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)影響植物內(nèi)源激素系統(tǒng)， 從而調(diào)節(jié)其生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，具有成本低、見(jiàn)效快、用量小等優(yōu)點(diǎn)[5]。 多效唑?qū)儆谝环N生長(zhǎng)延緩劑，其作用原理是通過(guò)抑制植物體內(nèi)赤霉素的形成延緩植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)[6-7]，目前已被廣泛應(yīng)用于水稻[8]、小麥[9]、玉米[10]等多種農(nóng)作物大田生產(chǎn)。 相關(guān)研究表明[11-12]，對(duì)甜高粱施用延緩性植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，可有效降低株高，提高抗倒伏能力。 甜高粱對(duì)噴施多效唑后的生理響應(yīng)方面的報(bào)道較少。 為此，本研究探討了不同生長(zhǎng)時(shí)期葉面噴施不同濃度多效唑?qū)μ鸶吡磺o稈特征特性及理化指標(biāo)的影響， 從形態(tài)和生理兩方面闡述甜高粱對(duì)多效唑的響應(yīng)機(jī)制，從而確定最佳噴施時(shí)期及噴施劑量，以期為甜高粱的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 參試材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2021 年在黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院齊齊哈分院科研試驗(yàn)基地進(jìn)行，以“吉甜2 號(hào)”為材料。 多效唑購(gòu)自四川潤(rùn)爾科技有限公司，為可濕性粉劑，有效成分含量為15%。 試驗(yàn)采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，噴施時(shí)期為主處理，施藥劑量為副處理，噴施分別設(shè)定在3 個(gè)時(shí)期:S1（拔節(jié)初期）、S2（拔節(jié)中期）和 S3（拔節(jié)后期）。 多效唑設(shè) 300 mg/L、600 mg/L、900 mg/L 3 個(gè)濃度梯度，以清水為對(duì)照。 采用水溶液葉面噴施的方法，每個(gè)小區(qū)每次噴施1 L 多效唑溶液。 每個(gè)小區(qū)為4 行區(qū)，行長(zhǎng)4 m，3 次重復(fù)。

1.2 測(cè)定內(nèi)容及方法

1.2.1 農(nóng)藝性狀的測(cè)定 在甜高粱開(kāi)花期每處理中間2 行中隨機(jī)選取10 株，測(cè)定莖粗（基部第2 節(jié)間的粗度）、株高、節(jié)數(shù)。

1.2.3 光合指標(biāo)的測(cè)定 在甜高粱抽穗期每處理中間2 行隨機(jī)選取10 株， 使用CI-340 型光合作用測(cè)定儀測(cè)定頂部倒二葉中間部位的凈光合速率、 氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率。

1.2.4 生理指標(biāo)的測(cè)定 在甜高粱抽穗期每處理中間2 行隨機(jī)選取10 株，測(cè)定頂部倒二葉的生理指標(biāo)。可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定， 可溶性蛋白質(zhì)含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定。 各項(xiàng)生理指標(biāo)的測(cè)定均是參考《植物生理實(shí)驗(yàn)技術(shù)》中相關(guān)的方法進(jìn)行[13]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2010 進(jìn)行基本數(shù)據(jù)處理， 使用 DPS 7.05 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)甜高粱莖稈特征的影響

由附表可知，S1 處理時(shí)期3 個(gè)多效唑濃度的株高與CK 差異不顯著，而在S2 和S3 處理時(shí)期時(shí)，3 個(gè)多效唑濃度處理甜高粱株高均比CK 顯著降低，S2時(shí)期3 個(gè)多效唑濃度處理株高分別較CK 下降13.8%、19.6%、20.5%，S3 時(shí)期 3 個(gè)多效唑濃度處理株高分別較CK 下降10.2%、13.9%、15.5%。 綜合來(lái)看，具體噴施效果表現(xiàn)為隨著施藥時(shí)期的推移，株高的降低幅度呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，在S2 時(shí)期施藥整體效果最好； 在相同的噴施時(shí)期內(nèi)隨著施藥濃度的增加，株高的降低幅度越大。

附表 不同處理對(duì)甜高粱莖稈特征的影響

在不同時(shí)期噴施多效唑?qū)μ鸶吡磺o粗有一定的調(diào)控作用。 3 個(gè)時(shí)期葉面噴施多效唑后，所有處理中除了 S1 時(shí)期噴施300 mg/L、600 mg/L 的莖粗與 CK差異不顯著， 其余處理均顯著高于CK， 在S2 和S3時(shí)期處理時(shí)，3 個(gè)多效唑濃度處理甜高粱莖粗均比CK 顯著增加。 綜合來(lái)看，具體噴施效果表現(xiàn)為隨著施藥時(shí)期的推移， 莖粗的增加幅度呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，在S2 時(shí)期噴施900 mg/L 的多效唑效果最好，比CK 增加了36.4%；在相同的噴施時(shí)期內(nèi)隨著施藥濃度的增加，莖粗的增大幅度越大。

由附表可知， 不同的噴施時(shí)期及不同濃度多效唑處理下， 各處理節(jié)數(shù)與CK 之間并沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明噴施時(shí)期及多效唑濃度多甜高粱節(jié)數(shù)沒(méi)有顯著影響。 通過(guò)不同處理對(duì)株高的影響可以看出，降低甜高粱株高主要是通過(guò)縮短節(jié)間長(zhǎng)度完成的。

2.2 不同處理對(duì)甜高粱光合作用的影響

由圖1 可知，S1 處理時(shí)期3 個(gè)多效唑濃度的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度與CK 差異不顯著，而在S2 和S3 處理時(shí)期，除了低濃度（300 mg/L）處理下的凈光合速率與對(duì)照差異不顯著外， 其余處理下各光合指標(biāo)均顯著高于CK。 在S2 時(shí)期噴施900 mg/L多效唑時(shí)甜高粱葉片的凈光合速率、 蒸騰速率達(dá)到最高，噴施600 mg/L 多效唑時(shí)氣孔導(dǎo)度達(dá)到最高。同一處理時(shí)期內(nèi)隨著多效唑濃度的增加， 甜高粱葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度呈逐漸升高的變化趨勢(shì)。 在同一噴施濃度下，S2 和S3 處理時(shí)期對(duì)光合指標(biāo)提升效果優(yōu)于S1 處理時(shí)期，但是S2 和S3 處理時(shí)期之間差異并不明顯。

圖1 不同噴施處理對(duì)甜高粱光合指標(biāo)的影響

2.3 不同處理對(duì)甜高粱生理特性的影響

由圖2 可知，S1 處理時(shí)期下3 個(gè)多效唑濃度的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量與CK 差異不顯著，而在S2 和S3 時(shí)期處理時(shí)，3 個(gè)多效唑濃度處理下可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均顯著高于CK。 隨著施藥時(shí)期的推移，可溶性糖含量、可溶性蛋白含量呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，整體來(lái)看，在S2 時(shí)期施藥整體效果最好。 在S2 處理時(shí)期下，可溶性糖含量呈隨著多效唑濃度增加呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，可溶性蛋白呈逐漸升高的變化趨勢(shì)。 在S3 處理時(shí)期下，可溶性糖含量、可溶性蛋白隨著多效唑濃度增加均呈逐漸升高的變化趨勢(shì)。 在S2 時(shí)期噴施600 mg/L多效唑時(shí)可溶性糖含量達(dá)到最高（21.6 mg/g），比CK升高37.6%，在S2 時(shí)期噴施900 mg/L 多效唑時(shí)可溶性蛋白含量達(dá)到最高（0.19 μg/g），比 CK 升高 46.2%。

圖2 不同噴施處理對(duì)甜高粱葉片中滲透性調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

目前，多效唑作為一種常用的低毒、高效生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑已被廣泛應(yīng)用于作物生產(chǎn)中， 起到抗倒伏、增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的作用。 相關(guān)研究結(jié)果表明，多效唑能夠抑制植物生長(zhǎng)、增加莖粗，降低株高，提高植物抗倒伏能性和抗逆性[14]。 本研究結(jié)果表明，在3 個(gè)時(shí)期噴施不同濃度的多效唑均可以不同程度降低甜高粱株高、增加莖粗，提高植株抗倒伏能力，但是S1 時(shí)期噴施效果與CK 相比差異不顯著，這可能是由甜高粱在不同生育時(shí)期內(nèi)對(duì)外源激素的敏感性不同造成的。綜合來(lái)看，S2 時(shí)期進(jìn)行多效唑處理效果最好。在相同的處理時(shí)期內(nèi)，隨著多效唑濃度增加，甜高粱植株矮化、莖粗增粗、抗倒伏效果越明顯，這與魏世林等[15]的研究結(jié)果一致。 本研究還發(fā)現(xiàn)，不同多效唑處理下，甜高粱植株節(jié)數(shù)與CK 相比沒(méi)有顯著差異，說(shuō)明多效唑降低甜高粱株高主要是通過(guò)縮短節(jié)間長(zhǎng)度完成的，這與禤維言等[16]的研究結(jié)果一致。

相關(guān)研究表明[17-18]，作物經(jīng)多效唑噴施處理后克顯著提高葉綠素含量并且葉片光合作用得到增強(qiáng)，曾佳師[19]認(rèn)為，這可能是由于多效唑能增加單位葉面積的保衛(wèi)細(xì)胞數(shù)及其葉綠素粒子造成的。 本研究結(jié)果表明，除S1 時(shí)期外，在S2、S3 時(shí)期進(jìn)行多效唑處理均可以顯著提高甜高粱葉片凈光合速率、 蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度，這可能是由于噴施多效唑后甜高粱株高降低，群體通風(fēng)得到改善，從而使葉片葉綠素含量增加，提高了植株的光合作用。 就生理指標(biāo)而言，在適宜的生育時(shí)期內(nèi)（S2、S3）噴施多效唑，可顯著提高甜高粱葉片可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量，從而促進(jìn)甜高粱的生理代謝，這與禤維言等[20]的研究結(jié)果具有一定的相似性。 本研究只針對(duì)甜高粱莖稈特征中的一些農(nóng)藝性狀進(jìn)行了分析研究， 今后可以進(jìn)一步分析甜高粱抗倒伏能力與其莖稈各有關(guān)成分的關(guān)系，從而更科學(xué)、 全面地為解析多效唑提高甜高粱抗倒伏機(jī)理提供理論依據(jù)。

3.2 結(jié)論

在甜高粱拔節(jié)中后期葉面噴施多效唑后， 甜高粱植株的生長(zhǎng)受到明顯的抑制。 在同一噴施時(shí)期內(nèi)隨著噴施濃度的增加，甜高粱株高逐漸降低，莖粗逐漸增加； 甜高粱葉片光合指標(biāo)及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)隨噴施濃度增大呈逐漸升高的變化趨勢(shì)。 試驗(yàn)結(jié)果表明，在甜高粱拔節(jié)中期噴施900 mg/L 的多效唑可以顯著提高甜高粱植株抗倒伏性，增強(qiáng)葉片光合作用，提高細(xì)胞內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量，有利于穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，是較適宜的化控防倒栽培措施。