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生根粉在大田作物上的应用效果

2014-01-23屠乃美

作物研究 2014年4期
关键词:烟株生根烟叶

周 乾,王 可,樊 芬,屠乃美

(湖南农业大学农学院,长沙410128)

生根粉作为外源性生长调节剂,其有效成分根据种类不同大致分为萘乙酸型和吲哚丁酸型,在许多作物上都得到广泛应用[1~2]。它具有促进植物体内内源激素合成与补充外源激素的双重功效,通过调控重要酶的活性,促使不定根原基萌发,达到提高育苗愈合率、成活率和增强抗性的目的[3]。生根粉能促进幼根生长[4]及提高幼苗根系活力[5],保持作物生育后期叶片较高的叶绿素含量,改善叶片生理功能,延缓叶片衰老[6],提高作物产量和质量。同时,生根粉对作物生育后期根系活力及叶片光合能力的维持,增加干物质积累和果实充实饱满具有重要作用[7]。在生产上,生根粉的使用一般有速蘸法、浸泡法、粉剂处理法和叶面喷施法 4种方法[8~11]。

1 生根粉对大田作物生长发育的影响

生根粉能促进大田作物生长发育,缩短缓苗期或出苗时间,提高出苗率。在生产上,为提高幼苗成活率和愈合率,缩短成活时间以便规模化生产,常采用生根粉进行浸种处理。据相关研究,生根粉不仅能提高大田作物成活率,还能减轻或避免逆境对作物造成的伤害。经浸根处理的水稻幼苗根数增加,根系增长,茎基增粗,秧苗的鲜重和干重增加,单株分蘖数多,穗数多,千粒重高,空壳率低[12]。ABT4号生根粉处理玉米种子,可使出苗期提早2~3 d,出苗速度加快,出苗率高16% ~19.4%[13];其浸种处理的早稻秧苗要比对照发芽率高2.2%,出苗率高4.87%,成秧率高6.35%,缺孔率低1.38%,秧苗素质也有很大的提高[14]。生根粉还能促进大田作物根系的生长,从而增加根量、根体积及根干物质重,对大田作物生长发育有一定影响。

就烤烟而言,生根粉能增强其幼苗的抗性,促进生根,起到壮苗早发的作用。在移栽前5~7 d喷施15 ppm的生根粉能使烟株根系发达,侧根数量剧增,根系干、鲜重明显增加[15];在移栽前5~10 d用生根粉处理,能有效抑制烟叶徒长,增加新根数量[16],达到炼苗的目的。生根粉能促进烟株对不利环境的适应性,缩短烟草的大田生育期。喷施生根粉能缩短缓苗期2 d,团棵、打顶时期提前3 d,成熟期缩短4~6 d[17],从而能促进烟株早熟。生根粉处理的烟苗在还苗阶段能迅速对环境胁迫产生积极反应,在移栽后4 d左右,侧根增加,萎蔫现象逐渐消失,所有烟苗在4~7 d内还苗。在田间长势方面,施用生根粉较对照株高平均增加5.2~7.3 cm,茎粗增加0.07~0.1 cm,叶面积指数增大0.38~0.57,须根干重增加 3.17 ~6.37 g/株[18]。生根粉能提高烟草的抗逆性,烟株整体较敦实,开片舒展,茎叶夹角较大,生长势强,抗病性强,还能抑制烟草早花,促进烟叶的营养生长。

2 生根粉对大田作物生理生化的影响

大田作物生理生化变化是其新陈代谢的体现,新陈代谢越旺盛,生理生化指标变化越大。据研究,使用浓度分别为10、20、40 ppmABT生根粉浸种处理花生,在播后23 d测量其根系活力较对照高55.6%、38.9% 和 -12.2%[19]。以 10 ppm 生根粉浸种处理大麦种子,其α-萘胺的生物氧化量、POD和α-淀粉酶分别是对照的5.27倍、0.56倍和1.56倍;以30 ppm生根粉浸种处理大麦种子,其α-萘胺的生物氧化量、POD和α-淀粉酶分别是对照的4.09倍、0.57倍和1.43倍[20]。用10 ppmABT浸种处理水稻种子,测量孕穗期光合速率,比对照高出82% ~105%,移栽前3 d用10 ppm浓度喷雾处理,孕穗期光合速率是对照的1.5倍[21]。用30 ppm ABT浸种处理棉花种子,其光合速率(CO2)、气孔导度、气孔阻力、叶绿素a和叶绿素b含量分别为对照的1.1倍、1.17倍、0.95 倍、1.10 倍和 1.04 倍[22]。在水稻移栽期,经ABT生根粉处理后根尖的吲哚乙酸含量、玉米素含量、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性分别比对照高 33.6%、102.8%、38.1%和40.8%[23]。从以上可知,生根粉能促进大田作物光合作用,提高光合速率,促进新陈代谢。

同样,喷施生根粉能使烟株的ATP含量、游离氨基酸总量、叶绿素含量等有明显增加[24]。生根粉处理后较对照根系活力增加16.2%,NRA增加15.4%[25]。生根粉还能促进DNA聚合酶的活性,抑制RNA聚合酶活性。经生根粉处理的烟株,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量都有提高[15]。另有研究表明,生根粉处理的烟株根系发达,处理烟株总核酸含量减少(DNA增加,RNA含量减少),旺长期叶片的光合色素增加,有机酸含量降低(苹果酸减少,柠檬酸增加),碳水化合物含量增加(还原糖降低);烤后烟叶处理黄烟率高,青筋黄片少[26]。生根粉对烟株氮素同化也具有积极作用,这与烟叶内烟碱含量的多少有直接关联。同时,生根粉能通过缩短生育期,使烟碱向烟叶内转移和合成,对降低烟叶内烟碱含量具有工业价值。

3 生根粉对大田作物产量的影响

生根粉对提高大田作物产量有很好的作用。用ABT处理的大豆能平均增产320~360 kg/hm2,每公顷增加产值800元左右[27]。单株粒数增12.3个,百粒重增加 0.4 g,平均增产 274.5 kg/hm2[28]。用ABT4号处理春播和夏播玉米种子,其千粒重增加21.5 g和15 g,每公顷增加540 kg和544.5 kg,增产比例分别为10.1%和8.8%[29]。陈国平在全国10省市共安排140个点进行玉米生根粉对比试验,结果生根粉处理平均每公顷增产714 kg或9.9%。增产的原因也很一致,即每穗增加30.5粒,千粒重提高12.1 g[30]。用10~30 ppm浓度生根粉处理甘薯块根,每公顷增产鲜薯3 250.5~7 383 kg,增产幅度为9.14% ~20.77%[31]。在播种前用生根粉6号浸水稻芽谷1 h,其结实率、千粒重和产量分别提高 0.38% 、0.4 g 和 1 195.5 kg/hm2[32]。对春小麦进行生根粉浸种,产量比对照增加856.5 kg/hm2,增产 12.9%[33]。对大萝卜地上部分喷施ABT5号生根粉,其产量增产859 kg/hm2,增产比例达 15.37%[34]。

研究表明[26,35],使用生根粉烤烟产量可提高8% ~11%,产值提高16%左右,上中等烟比例提高6% ~7%,烘烤后的烟叶颜色橘黄,油分多,能提高烟叶品质0.5~1.5个等级,从而增加单位面积的经济效益。

4 生根粉对大田作物质量的影响

以10 ppm ABT生根粉处理的小麦籽粒蛋白质含量较对照高出0.16%,赖氨酸含量高出0.025%[36]。用ABT4号、6号、7号和8号浸种处理玉米种子,其可溶性糖含量分别增加0.23、0.13、0.9和0.75个百分点,脯氨酸含量每100 g分别降低 26、31、33 和 22 mg[37]。在对花生籽仁中氨基酸含量的影响试验中,各处理中蛋氨酸、赖氨酸、组氨酸、异亮氨酸和半胱氨酸的含量均有增加,脯氨酸的含量明显地降低。无论是浸种还是叶面喷施,花生籽仁中氨基酸的总量较对照均呈降低趋势,经浸种、初花期和结荚初期处理的每百克籽仁中氨基酸含量均有所降低[38]。这些都表明,生根粉能改善作物的营养成分,增加营养价值。

施用生根粉能降低烤烟还原糖的含量,增加淀粉、总糖的含量,提高烟叶品质[16,24]。使用生根粉的烟叶施木克值降低,糖碱比降低,氮碱比增加,氯钾比升高,蛋白质含量增高,烟叶化学成分更趋协调。

5 研究前景展望

生根粉能促进大田作物的生长和发育,特别是提高作物对环境的适应能力,缩短缓苗时间,提高出苗率,缩短生育期。又因其作为外源性激素,对作物新陈代谢起到调控作用,增强作物抗性,促进光合作用,提高光合速率,促进营养物质形成,且具有明显增产作用。由于生根粉作为外源性激素,应用于生产的浓度较低,以ppm为单位计,在生产实践中难以准确的控制其浓度:浓度过低,则对作物生长影响较小,过高则可能导致烧苗等情况发生。故对于实际生产中精确、严格地控制其浓度,对于生根粉的有效利用及作物生产质量的增加起到非常关键的作用。在以后的研究中,应加强生根粉的浓度梯度以及在不同大田作物中的最适浓度梯度探讨,以期为其在大田作物中应用提供科学的理论依据。

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