二氫卟吩鐵對不同播期小麥產量及生長特性的影響

收稿日期：2023-11-15

基金項目：江蘇省農業(yè)科技自主創(chuàng)新項目[CX（21）1011]；江蘇省重點研發(fā)計劃項目[BE2020319]

作者簡介：胡 蕾（1993-），女，江蘇高郵人，碩士，助理研究員，主要研究方向為作物栽培學與耕作學。（E-mail）1533710521@qq.com

通訊作者：王愛民，（E-mail）wamycnky@163.com

摘要： 為了探究新型植物生長調節(jié)劑二氫卟吩鐵（ICE6）對小麥生長發(fā)育和產量的影響，本研究以揚麥25和鎮(zhèn)麥12號為試驗材料，設置4個不同播期[2020年11月3日（播期Ⅰ）、2020年11月8日（播期Ⅱ）、2020年11月13日（播期Ⅲ）、2020年11月18日（播期Ⅳ）]，以0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑拌種，并在小麥破口前7 d和抽穗揚花期用0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑5 000倍液葉面噴施，調查分析4個播期小麥生育期、田間農藝性狀、產量及其構成要素、SPAD值以及花后灌漿速率。結果表明，與對照（CK）相比，經(jīng)過0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑處理后，2個小麥品種第Ⅰ播期和第Ⅱ播期處理基本苗和越冬苗顯著增加，第Ⅰ播期處理株高顯著降低，第Ⅰ播期處理第2節(jié)間和第Ⅳ播期處理總節(jié)間長度顯著縮短；揚麥25第Ⅱ播期處理、鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ播期處理小麥抽穗期葉綠素含量顯著提高，延緩了葉片的衰老，為籽粒灌漿提供了充足的光合產物，進而提高單位面積小麥產量。

關鍵詞： 二氫卟吩鐵；小麥；生育期；產量；生長特性

中圖分類號： S482.8;S512.1"" 文獻標識碼： A"" 文章編號： 1000-4440（2024）10-1834-10

Effects of iron chlorine e6 on yield and growth characteristics of wheat at different sowing dates

HU Lei¹， SUN Yibiao¹， ZHU Jingwen¹， JI Yinghua²， ZHU Guoyong¹， WEI Lihui²， WANG Aimin¹

（1.Institute of Agricultural Sciences in the Coastal District of Jiangsu Province， Yancheng 224002， China;2.Institute of Plant Protection， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing 210014， China）

Abstract： In order to explore the effects of the new plant growth regulator iron chlorine e6 （ICE6） on the growth and yield of wheat， this study used Yangmai 25 and Zhenmai 12 as experimental materials. Four different sowing dates of November 3， 2020 （sowing date Ⅰ）， November 8， 2020 （sowing date Ⅱ）， November 13， 2020 （sowing date Ⅲ）， November 18， 2020 （sowing date Ⅳ） were set， and 0.02% iron chlorine e6 soluble powder was used for seed dressing. In the period of seven days before the break of wheat and heading and flowering stage， 5 000 times solution of 0.02% iron chlorine e6 soluble powder was sprayed on the leaves of wheat. The growth period， field agronomic traits， yield and its components， SPAD value and post-anthesis grain filling rate of wheat under four sowing date treatments were investigated and analyzed. The results showed that compared with the control （CK）， the number of basic seedlings and overwintering seedlings of the two wheat varieties increased significantly in the first and second sowing dates under the treatment of 0.02% iron chlorine e6 soluble powder， the plant height in the first sowing date treatment decreased significantly， and the length of the second internode in the first sowing date treatment and the total internode length in the fourth sowing date treatment were significantly shortened. The chlorophyll content of Yangmai 25 at heading stage under the second sowing date treatment and Zhenmai 12 at heading stage under the first sowing date treatment was significantly increased， which delayed the senescence of leaves and provided sufficient photosynthetic products for grain filling， thereby increasing the yield of wheat per unit area.

Key words： iron chlorine e6;wheat;growth period;yield;growth characteristics

小麥是中國重要的糧食作物之一，種植面積和總產量均居中國糧食作物第2位，維持小麥種植規(guī)模和產量穩(wěn)定對保障中國糧食安全有著重要作用^[1]。近年來，小麥種植面積不斷減少，而市場對小麥的需求量卻在不斷上升^[2]?？v觀全球小麥生產情況也不容樂觀，據(jù)估計，未來全球小麥產量必須以每年1%的速度增長才能滿足氣候變化等一系列風險挑戰(zhàn)^[3]，因此提高小麥產量刻不容緩。江蘇省淮河以北麥區(qū)以玉米-小麥或水稻-小麥等輪作制度為主，小麥播種期可從每年的10月上旬持續(xù)到12月上旬，主要集中在11月份。目前，大田生產上水稻晚收導致小麥晚播，小麥播期晚則冬前生長期短，前期積溫不足，導致小麥有效分蘗降低，成穗率與穗粒數(shù)均減少、千粒重下降^[4]，由此可見，產量與播期密切相關。

植物生長調節(jié)劑的應用作為現(xiàn)代農業(yè)生產中重要的栽培管理措施之一，在改善作物生長特性、增加作物產量方面有著顯著效果^[5]。二氫卟吩鐵可溶性粉劑是一種新型植物生長調節(jié)劑，具有增強作物抗逆性、提高發(fā)芽率、促進根系生長等作用^[6]。二氫卟吩鐵主要通過抑制葉綠素酶活性從而延緩葉綠素的降解以及提高光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學效率，從而提高植物的光合作用效率；還可以通過促進根細胞內一氧化氮的生成，降低吲哚乙酸氧化酶的活性來促進根系生長和養(yǎng)分吸收，提高作物產量^[7]。同時，二氫卟吩鐵能激發(fā)植物的基礎免疫反應，誘導多條抗病信號傳導途徑，增強作物對生物及非生物脅迫的耐受性。例如，二氫卟吩鐵能夠促進水稻種子發(fā)芽以及幼苗生長^[8]，增強小麥對漬水脅迫的耐受性^[9]，提高小麥苗期的耐寒性^[10]，延長葡萄采摘后的保鮮期^[11]等。二氫卟吩鐵主要有拌種和噴霧兩種處理方式，適宜處理時間和劑量則因作物的種類和生長階段而定。如花生可分別在種植過程中和采摘后進行處理^[12]，水稻、小麥、油菜等可在不同生長階段進行處理^[13-15]。水稻、油菜的登記使用劑量為0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑稀釋10 000～20 000倍；小麥、大豆、棉花、葡萄的登記使用劑量為0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑稀釋5 000～10 000倍。前人對二氫卟吩鐵的研究大多在逆境條件下其對作物的影響，或在正常生長周期、正常溫光條件下對作物產量和品質的影響。本研究則是根據(jù)生產實踐中因氣候、耕作栽培措施等導致上茬作物收獲日期不定的現(xiàn)實問題，設置4個不同的小麥播期，探究二氫卟吩鐵對不同播期小麥生長狀況的影響，為生產實踐中二氫卟吩鐵的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗田塊

本試驗于2020年11月至2021年6月在江蘇沿海地區(qū)農業(yè)科學研究所南洋試驗場（120°29′E，33°15′N）進行，土壤類型為沙壤土。

1.2 供試品種、試劑材料及使用方法

供試品種為揚麥25和鎮(zhèn)麥12號；試劑材料為0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑，由南京百特生物工程有限公司提供；使用方法見表1。

1.3 試驗設計

本試驗設置對照組（CK）和處理組（T），設4個播種期，分別為2020年11月3日（播期Ⅰ）、2020年11月8日（播期Ⅱ）、2020年11月13日（播期Ⅲ）和2020年 11月18日（播期Ⅳ）。采用小區(qū)條播方式，播種前用劃行器標記行距，行距設定為25.0 cm，開溝深度為4.0 cm，墑溝寬 50.0 cm。揚麥25對照組播種 31 行，4個播期每個播期分別播種31行；鎮(zhèn)麥12號對照組播種31行，4個播期每個播期分別播種31行。試驗設置 3個重復。田間水肥等管理按小麥高產栽培技術進行。

1.4 指標測定

在每個小區(qū)選擇一個固定區(qū)域，用于定點調查小麥莖蘗動態(tài)、株高、SPAD值及灌漿程度等指標。

1.4.1 田間農藝性狀調查 觀察記錄小麥關鍵生育期，包括播種期、越冬期、拔節(jié)期、抽穗期和成熟期；數(shù)取每個小區(qū)定點區(qū)域內的莖蘗數(shù)量。小麥成熟期在每個小區(qū)定點區(qū)域用直尺隨機測量10株小麥株高、節(jié)間長度及穗長，用游標卡尺測量每株每個節(jié)間的莖稈直徑。

1.4.2 產量測定 2個小麥品種4個播期分別在成熟后適時收獲，并稱量實際產量。

1.4.3 SPAD值測定 從小麥孕穗期開始到成熟期結束，每隔7～10 d，在定點區(qū)域選取葉片完好、株型相似的10株小麥，用SPAD儀（型號為SPAD502）夾取距劍葉葉尖1/3處，測量葉片SPAD值并計算平均值。

1.4.4 千粒重及灌漿速率計算 小麥揚花后7 d開始每隔7～10 d每個小區(qū)隨機取10個穗頭，105 ℃殺青30 min，60～80 ℃烘干至恒重，測量籽粒烘干后干重，計算灌漿速率^[16]。

2 結果與分析

2.1 二氫卟吩鐵對不同播期小麥生育期的影響

由表2可見，隨著播期推遲2個小麥品種生育期呈逐漸縮短趨勢。施用二氫卟吩鐵后，2個小麥品種4個播期的生育期與CK相比均有縮短。與不施用二氫卟吩鐵對照相比，施用二氫卟吩鐵后，揚麥25在播期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ處理生育期分別縮短了1 d、2 d、2 d、1 d，其中播期Ⅰ處理播種期-拔節(jié)期、拔節(jié)期-抽穗期都縮短了1 d，播期Ⅱ處理拔節(jié)期-抽穗期、抽穗期-成熟期都縮短了1 d，播期Ⅲ處理播種期-拔節(jié)期、抽穗期-成熟期都縮短了1 d，播期Ⅳ處理播種期-拔節(jié)期縮短了1 d；與不施用二氫卟吩鐵對照相比，施用二氫卟吩鐵后，鎮(zhèn)麥12號的播期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ處理生育期都縮短了1 d，播期Ⅳ處理生育期縮短了3 d，其中播期Ⅰ處理拔節(jié)期-抽穗期縮短2 d，播期Ⅱ處理播種期-拔節(jié)期、拔節(jié)期-抽穗期都縮短1 d，播期Ⅲ處理播種期-拔節(jié)期縮短1 d，播期Ⅳ處理播種期-拔節(jié)期、抽穗期-成熟期分別縮短1 d和2 d。

2.2 二氫卟吩鐵對不同播期小麥產量及構成要素的影響

從表3可知，2個小麥品種4個播期處理中經(jīng)二氫卟吩鐵處理后產量與不施用二氫卟吩鐵對照相比均有提升。其中，揚麥25播期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ處理中施用二氫卟吩鐵處理的產量分別與不施用二氫卟吩鐵對照相比提高了1.77%、2.38%、2.08%、3.77%，且播期Ⅱ、Ⅳ處理中施用二氫卟吩鐵處理和對照差異顯著；播期Ⅳ處理中施用二氫卟吩鐵處理的有效穗數(shù)與CK相比顯著增加；4個播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的千粒重與對照相比均增加，且播期Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ處理中施用二氫卟吩鐵處理的千粒重比對照增加顯著。鎮(zhèn)麥12號播期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ處理中施用二氫卟吩鐵處理的產量與CK相比分別提高了2.54%、1.42%、2.21%和3.06%；播期Ⅰ處理中施用二氫卟吩鐵處理的穗粒數(shù)以及4個播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的千粒重與對照相比均顯著增加。

2.3 二氫卟吩鐵對不同播期小麥莖蘗動態(tài)的影響

由表4可知，揚麥25第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期處理中和鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ、Ⅲ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的基本苗顯著高于CK；揚麥25第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期處理中和鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的越冬苗顯著高于CK；揚麥25第Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的有效穗數(shù)顯著高于CK。

2.4 二氫卟吩鐵對不同播期小麥株高、節(jié)間長度及穗長的影響

由表5可知，揚麥25第Ⅰ、第Ⅳ播期以及鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的株高與CK相比降低顯著。揚麥25第Ⅰ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的第1節(jié)間和鎮(zhèn)麥12號第Ⅱ、第Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的第1節(jié)間長度與CK相比降低顯著，揚麥25第Ⅰ、第Ⅱ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的第2節(jié)間和鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的第2節(jié)間長度均顯著短于CK。揚麥25第Ⅰ、第Ⅳ播期處理中和鎮(zhèn)麥12號第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期處理中施用經(jīng)二氫卟吩鐵處理的總節(jié)間長均顯著短于CK。

2.5 二氫卟吩鐵對不同播期小麥莖粗的影響

由表6可知，揚麥25第Ⅱ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的第1節(jié)間，第Ⅰ播期和第Ⅲ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的第2節(jié)間，第Ⅱ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的穗下節(jié)間莖稈直徑與CK相比差異顯著，分別較CK增加了6.9%、6.9%、5.9%和7.4%；鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的穗下節(jié)間莖稈直徑比CK顯著增加了16.0%。

2.6 二氫卟吩鐵對不同播期小麥SPAD值的影響

2021年4月26日檢測結果（表7）顯示，揚麥25第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期處理中和鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥SPAD值與CK相比差異顯著；5月6日檢測結果顯示，鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥SPAD值與CK相比差異顯著；5月13日檢測結果顯示，揚麥25第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ播期處理中和鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ、第Ⅲ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥SPAD值與CK相比差異顯著；5月19日檢測結果顯示，揚麥25第Ⅱ播期處理中和鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ、第Ⅱ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥SPAD值與CK相比差異顯著；5月24日檢測結果顯示，鎮(zhèn)麥12號第Ⅱ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥SPAD值與CK相比差異顯著。

2.7 二氫卟吩鐵對不同播期小麥千粒重的影響

揚麥25第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的花后7～22 d千粒重均顯著高于CK；鎮(zhèn)麥12號第Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的花后7～22 d千粒重顯著高于CK。施用二氫卟吩鐵處理后，揚麥25和鎮(zhèn)麥12號4個播期處理中花后27～42 d千粒重均顯著高于CK（表8）。

2.8 二氫卟吩鐵對不同播期小麥籽粒灌漿速率的影響

2個小麥品種4個播期花后不同日期檢測得到的灌漿速率結果（表9）顯示，揚麥25第Ⅳ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥花后12 d、第Ⅲ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥花后17 d以及鎮(zhèn)麥12號第Ⅱ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥花后12 d，第Ⅱ、第Ⅲ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥花后17 d，第Ⅰ、第Ⅲ播期處理中施用二氫卟吩鐵處理的小麥花后27 d灌漿速率顯著高于CK。

3 討論

3.1 二氫卟吩鐵對小麥生育期及產量的影響

播期推遲會影響小麥生育進程，導致生育期推遲，整個生長周期縮短，生物量積累不夠，籽粒灌漿速率改變，從而影響小麥產量^[17-18]。本研究結果表明，隨著播期推遲小麥生育期縮短。施用二氫卟吩鐵后，2個小麥品種4個播期的生育期與CK相比均縮短1～3 d不等，特別是播種至拔節(jié)階段，揚麥25和鎮(zhèn)麥12號均有3個播期處理縮短。同時，2個品種第Ⅰ播期和第Ⅱ播期處理的拔節(jié)期-抽穗期均縮短?？赡苁且驗槭┯枚溥卜澡F后提高光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學效率，從而提高了小麥的光合作用效率，加快了前期的生育進程。值得關注的是，二氫卟吩鐵可將鎮(zhèn)麥12號第Ⅳ播期處理的生育期縮短3 d，在2個品種所有處理中生育期最短，其抽穗期-成熟期縮短明顯，由此可知抽穗期-成熟期是整個生育期變化的關鍵。二氫卟吩鐵縮短揚麥25第Ⅱ、第Ⅲ播期處理和鎮(zhèn)麥12號第Ⅳ播期處理抽穗期-成熟期的天數(shù)，可能與其調控葉綠素的降解有關，具體原因有待進一步探究。

二氫卟吩鐵是新型植物生長調節(jié)劑，能夠調節(jié)作物生長，對作物增產有一定效果^[19]。本研究結果表明，除揚麥25第Ⅰ播期外，兩品種其他播期小麥經(jīng)二氫卟吩鐵處理后，產量構成因素中千粒重與CK相比均有增加。金彥剛等^[20]研究結果表明，隨著播期延遲，小麥生育前期莖蘗數(shù)會逐漸減少，與本研究結果一致。施用二氫卟吩鐵后，小麥的基本苗和越冬苗增加，保證了后期足夠的穗數(shù)，在此基礎上，結合千粒重和穗粒數(shù)的增加，產量三要素更加協(xié)調^[21]。這也是施用二氫卟吩鐵后小麥增產的主要原因。

3.2 二氫卟吩鐵對小麥株高及節(jié)間生長的影響

莖稈是小麥植株承受外力的主要部位，也是抗倒伏的主要器官。導致小麥倒伏有外部因素、栽培管理措施和莖稈形態(tài)結構3個主要因素。莖稈的形態(tài)結構主要與植株高度、莖基部第2節(jié)間長度、莖稈壁厚度、莖稈節(jié)間的充實度以及莖稈內物質的含量密切相關^[22]。朱新開等^[23]研究結果表明，小麥株高、基部節(jié)間長度、穗下節(jié)間長度與倒伏呈正相關關系，株高較矮且基部節(jié)間較短的植株有利于抗倒伏。余澤高等^[24]認為，小麥莖稈越粗，特別是中下部莖稈越粗越不容易倒伏。

植物生長調節(jié)劑對小麥莖稈生長有著重要作用^[25-26]。宋佳敏等^[27]用二氫卟吩鐵噴施花生后發(fā)現(xiàn)，盛花期噴施不同濃度二氫卟吩鐵可以顯著降低花生倒18節(jié)的節(jié)間長，降低株高，基部節(jié)間增粗，單位面積產量顯著提高。本研究結果表明，施用0.02％二氫卟吩鐵可溶性粉劑的2個小麥品種與對照相比，第Ⅰ、第Ⅳ播期處理的株高顯著降低，第Ⅰ播期處理的第2節(jié)間和第Ⅳ播期處理的總節(jié)間長度顯著縮短。同時，測量不同節(jié)間莖稈直徑發(fā)現(xiàn)，揚麥25第Ⅰ、第Ⅲ播期處理的第2節(jié)間莖稈直徑顯著增加。結合前人研究結果可知，施用二氫卟吩鐵處理可使小麥株高降低，莖基部增粗，對提高小麥抗倒伏能力有一定作用。

3.3 二氫卟吩鐵對小麥SPAD值及花后灌漿速率的影響

眾多研究結果表明，葉片SPAD值與葉綠素含量之間呈正相關關系^[28] ，因此可以用葉片的SPAD值反映葉綠素的含量水平。目前，測量植株葉綠素含量的方法主要有分光光度法和SPAD法。應用SPAD葉綠素儀測量葉綠素含量方便快捷，不需要將葉片從植株上分離下來^[29]。SPAD值的大小也會受不同因素的影響，不同品種與基因型、葉片的測量位置以及外界的環(huán)境因素都能造成SPAD值的波動^[30]。前人研究結果表明，SPAD值的高低與產量密切相關^[31]。張蓓蓓等^[32]探究8個不同基因型小麥的葉綠素SPAD值、產量以及生物量等7個指標的差異性與相關性，結果發(fā)現(xiàn)不同基因型之間小麥的SPAD值差異顯著；葛君等^[33]研究發(fā)現(xiàn)，不同氮素用量對小麥光合特性、SPAD值、碳氮代謝相關酶活性、籽粒產量和蛋白質含量影響顯著。小麥籽粒的形成不僅受基因型的影響，還受到多重因素的綜合影響。本試驗在二氫卟吩鐵拌種以及破口前7 d以及抽穗揚花期葉面噴施二氫卟吩鐵后發(fā)現(xiàn)，與對照相比，揚麥25在第Ⅱ播期處理中6個日期（2021年4月7日、4月13日、4月20日、4月26日、5月13日、5月19日）測得的SPAD值顯著增加；鎮(zhèn)麥12號在第Ⅰ播種處理中6個日期（2021年4月13日、4月20日、4月26、5月6日、5月13日、5月19日）測得的SPAD值顯著增加。保證了小麥抽穗灌漿期有充足的葉綠素進行光合作用，提高了籽粒的灌漿速率，有效提高了千粒重，從而增加了小麥單位面積產量。

4 結論

用0.02％二氫卟吩鐵可溶性粉劑對揚麥25和鎮(zhèn)麥12號4個不同播期處理的小麥進行拌種以及破口前7 d以及抽穗揚花期葉面噴施處理，與對照相比，處理后的2個小麥品種生育期縮短，第Ⅰ播期和第Ⅱ播期處理基本苗和越冬苗顯著增加，第Ⅰ播期處理株高顯著降低，第Ⅰ播期處理第2節(jié)間和第Ⅳ播期處理總節(jié)間長度顯著縮短；揚麥25第Ⅱ播期處理6個日期（2021年4月7日、4月13日、4月20日、4月26日、5月13日、5月19日）測得的SPAD值顯著增加；鎮(zhèn)麥12號第Ⅰ播種處理6個日期（2021年4月13日、4月20日、4月26、5月6日、5月13日、5月19日）測得的SPAD值顯著增加；施用二氫卟吩鐵花后27 d、32 d、42 d 2個品種千粒重均顯著增加。本研究結果為植物生長調節(jié)劑二氫卟吩鐵在小麥生長發(fā)育中的應用提供了理論基礎。

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（責任編輯：黃克玲）