植物生长调节剂拌种对扬麦13茎秆生长及籽粒产量的影响

王 慧，张明伟，雷晓伟，余明杰，顾后文，李春燕，朱新开，郭文善

(1.扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏扬州 225009； 2.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏扬州 225007)



植物生长调节剂拌种对扬麦13茎秆生长及籽粒产量的影响

王 慧1,2，张明伟1，雷晓伟1，余明杰1，顾后文1，李春燕1，朱新开1，郭文善1

(1.扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点/粮食作物现代产业技术协同创新中心，江苏扬州 225009； 2.江苏里下河地区农业科学研究所，江苏扬州 225007)

摘要：为给高产小麦合理选用生长调节剂提供科学依据，以弱筋小麦扬麦13为试验材料，研究了不同生长调节剂(矮壮素、拌种剂、种衣剂、多效唑)拌种对不同群体小麦茎秆生长及籽粒产量的调节效应。结果表明，拌种处理均能有效降低扬麦13的株高、重心高度及基部节间长度，对茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干重的调节效应因生长调节剂种类不同而存在差异，其中，低密度条件下拌种剂处理的小麦茎壁厚度增加显著，而高密度条件下多效唑处理小麦的茎壁厚度增加显著。生长调节剂拌种处理提高了扬麦13的抗倒伏能力，其作用效果表现为多效唑>种衣剂>拌种剂>矮壮素。相关分析表明，降低植株株高、基部第一节间长度，增加基部第一、二节间壁厚有利于提高植株抗倒性能。拌种处理下小麦产量均高于对照，300×104株·hm-2群体的产量高于150×104株·hm-2群体，均以种衣剂拌种处理增产最明显，平均增幅达11.68%，在倒伏年拌种处理增产效果更显著。

关键词：小麦；植物生长调节剂；茎秆性状

植物生长调节剂是人工合成或从微生物中提取的一类与植物内源激素具有相似生理和生物学效应的物质，可以通过影响作物的内源激素及激素间的平衡对作物的生长发育产生一定的影响，其种类繁多，作用机理也不尽相同[1]。拌种或喷施生长调节剂可改善植株生长状况、增强作物抗逆性，已成为很重要的管理措施在农业生产中推广应用[2-4]。随着小麦产量水平的提高，高产与倒伏的矛盾愈显突出，除气候因素外，茎秆结构与质量与植株抗倒性关系密切[5-6]。利用生长调节剂提高小麦植株的抗倒性已有许多报道，使用生长调节剂能够显著地控制小麦株高及重心高度，降低基部节间长度，使基部节间增粗，茎壁增厚，从而有效地控制倒伏[7]，但调控效果受生长调节剂浓度的影响[8]。生长调节剂拌种不但能够增强小麦的抗倒性能，还能改善源库关系，从而增加小麦产量，拌种增产的效果因生长调节剂的种类不同而存在差异[9-12]。

扬麦13是江苏省弱筋小麦主推品种，其优质栽培要求适度增加密度和基肥施用比例，但易造成群体偏大，倒伏风险增加。目前，生产中主要使用植物生长调节剂提高植株抗倒性，但由于植物生长调节剂种类较多，调节机理也不同，针对性不强。因此，本试验选用4种生长调节剂进行拌种处理，研究不同群体条件下不同生长调节剂对扬麦13茎秆生长、抗倒能力及产量的影响，以期为生产上合理选用植物生长调节剂、提高小麦抗倒性、增加产量提供理论依据。

1材料与方法

1.1试点概况与材料

试验于2011-2013年在扬州大学实验农牧场进行，试验地前茬为水稻，2011年秋播土壤含有机质18.24 g·kg-1，全氮1.058 g·kg-1，全磷0.490 g·kg-1，速效氮72.18 mg·kg-1，速效磷17.9 mg·kg-1，速效钾116 mg·kg-1。2012年秋播土壤含有机质20.54 g·kg-1，全氮1.135 g·kg-1，全磷0.561 g·kg-1，速效氮74.45 mg·kg-1，速效磷19.6 mg·kg-1，速效钾120 mg·kg-1。供试材料为弱筋小麦品种扬麦13。

1.2试验设计

采用二因素随机区组设计，以密度为主区，设150×104和300×104株·hm-2两个水平；以生长调节剂为副区，分别为15%多效唑可湿性粉剂(上海悦联化工有限公司)、50%矮壮素水剂(四川国光农化有限公司)、小麦拌种剂(扬州春泉科技有限公司)、种衣剂(江苏里下河地区农科所)。使用时每千克种子以上四种生长调节剂的用量依次为：1.5 g、2 mL、10 g、150 g。播种同一天均兑水300 mL，拌种6～8 h后阴干，以等量清水拌种作对照(CK)。施氮210 kg·hm-2，基肥∶壮蘖肥∶拔节肥=7∶1∶2，基肥于播种前一天施用，壮蘖肥于4叶期施用，拔节肥于叶龄余数2.5时施用；磷肥(P2O5)、钾肥(K2O)施用量均为126 kg·hm-2，磷钾肥50%基施，50%于叶龄余数2.5时追施。2011年11月4日播种，2012年11月2日播种，人工条播，行距30 cm，小区面积12.6 m2，3叶期进行人工定苗，重复3次。

1.3测定项目与方法

1.3.1倒伏率及倒伏系数

记录麦田发生倒伏的时间、倒伏严重程度。参照农作物品种(小麦)区域试验技术规程NY/T1301-2007[13]对小麦倒伏进行分级。

倒伏率=小区倒伏面积/总面积×100%

倒伏系数=∑倒伏点面积×倒伏级数/样区面积。

1.3.2植株性状指标测定

于小麦乳熟期，各处理选取倒伏植株和未倒伏植株样20株，测量各节间长度、株高、基部Ⅰ、Ⅱ节间茎粗(不含叶鞘)与茎壁厚度。重心高度采用平衡法测定茎秆基部至该茎(带穗、叶和鞘)平衡支点的距离。

节间单位长度干重=节间干重/节间长度。

1.3.3产量及其构成因素测定

小麦成熟期调查单位面积有效穗数、穗粒数及千粒重(水分13%)。每小区人工收割1.2 m2，自然晾晒，测定产量。重复3次。

1.4数据处理

采用Excel 2003建立数据库，用SPSS 19.0、Sigma Plot 10.0软件进行数据计算、统计分析。

2结果与分析

2.1生长调节剂拌种对小麦形态特征的影响

由表1可以看出，2011-2012和2012-2013年度两种密度处理间对照小麦的株高和重心高度差异均不显著。除2012-2013年度150×104株·hm-2下种衣剂拌种处理的小麦重心高度高于对照外，其余拌种处理的小麦株高及重心高度均低于对照，其中多效唑拌种小麦的株高在2011-2012年度150×104株·hm-2和2012-2012年度两个密度下均达显著水平。相比对照，除2011-2012年度300×104株·hm-2处理下矮壮素拌种外，生长调节剂拌种小麦的基部第Ⅰ节间长度均不同程度缩短，其中多效唑拌种效果显著；拌种处理对基部第Ⅱ节间长度调节效应不一。生长调节剂拌种处理对小麦的穗下节间长度调控效应均不显著(多效唑2011-2012年度150×104株·hm-2处理外)。总体而言，生长调节剂拌种能够降低扬麦13基部Ⅰ、Ⅱ节间长度、株高及重心高度，但调节效应因生长调节剂种类而存在差异，其中多效唑效果最好。

表1　生长调节剂对扬麦13节间长度及株高的影响

同列相同年度数据后的不同小写字母代表处理间差异在水平5%显著。表2、5同

In each growing season,different small letters in the same column mean significant difference among treatments at 0.05 level.The same as table 2 and 5

2.2生长调节剂拌种对小麦基部节间粗度、茎壁厚度的影响

表2结果表明，两年度小麦的基部Ⅰ、Ⅱ节茎粗及壁厚在不同密度间差异不显著。不同生长调节剂拌种处理对小麦的基部Ⅰ、Ⅱ节茎粗调节效应不一，种衣剂拌种小麦的基部Ⅰ、Ⅱ节茎粗均小于对照，多效唑拌种小麦基部Ⅱ节茎粗小于对照，其余拌种处理均能增加小麦基部Ⅰ、Ⅱ节茎粗，其中拌种剂效果最好，但与对照差异均不显著。相比对照，拌种处理小麦基部Ⅰ、Ⅱ节间茎壁厚度均增加。密度为150×104株·hm-2拌种剂处理小麦的Ⅰ、Ⅱ节茎壁厚显著高于对照，分别较对照增加15.47%、13.17%，其他拌种处理与对照差异不显著；密度为300×104株·hm-2多效唑处理的小麦Ⅰ、Ⅱ节茎壁厚显著高于对照，分别提高20.78%、15.76%，其他处理与对照差异不显著。总体而言，密度增加会降低小麦茎秆粗度与茎壁厚度；拌种剂拌种处理较其他生长调节剂增加小麦基部Ⅰ、Ⅱ节间茎粗的效果更好。拌种处理对小麦茎壁厚度的调节效应因密度和生长调节剂种类而存在差异，低密度处理下拌种剂处理效果显著，高密度处理下多效唑处理效果最好。

2.3生长调节剂拌种对小麦单位长度节间干重的影响

如图1所示，生长调节剂拌种处理对小麦基部第Ⅰ节间单位长度干重的调控效应表现为：两个年度150×104株·hm-2处理下，矮壮素、拌种剂拌种小麦基部第Ⅰ节间单位长度干重均显著高于对照，种衣剂、多效唑拌种影响不显著；两个年度300×104株·hm-2处理下，各拌种处理与对照差异不显著。相比对照，拌种处理均能增加茎秆基部第Ⅱ节间单位长度干重。与相应CK比较，2011-2012年度，150×104株·hm-2处理下矮壮素拌种与300×104株·hm-2处理下多效唑拌种效应显著；2012-2013年度，150×104株·hm-2处理下矮壮素、拌种剂、多效唑拌种和300×104株·hm-2处理下矮壮素、多效唑拌种效应显著，其余拌种处理与相应CK差异均不显著。

表2　生长调节剂对扬麦13基部节间茎粗和壁厚的影响

两年试验表明，低密度处理小麦基部单位节间干重高于高密度处理(除2011-2012年度低密度种衣剂处理外)。不同密度下不同生长调节剂拌种对小麦基部节间单位长度干重的调节效应存在差异，低密度下矮壮素拌种显著提高小麦基部节间单位长度干重，而高密度下选用多效唑拌种更优。

2.4生长调节剂拌种对扬麦13抗倒性的影响

图柱上不同小写字母代表处理间差异在5%水平显著

Different small letters in the columns mean significant difference among treatments at 0.05 level

图1生长调节剂对不同种植密度小麦基部Ⅰ、Ⅱ节间单位长度干重的影响

Fig.1Effect of growth regulator on the dry weight per unit length of Ⅰand Ⅱ

basal internodes in different planting densities

2011-2012年度扬麦13发生了不同程度的倒伏，2012-2013年度扬麦13未发生倒伏。由表3可以看出，高密度处理下小麦的倒伏率和倒伏系数均高于低密度处理，说明密度增加倒伏风险增大。多效唑拌种小麦的倒伏等级、倒伏率及倒伏系数均最低，且显著低于CK，低密度条件下未发生倒伏，高密度条件下仅发生2级轻微倒伏，倒伏面积为8.96%，倒伏系数为0.18。两种密度条件下，小麦的倒伏系数均表现为矮壮素处理>拌种剂处理>种衣剂处理>多效唑处理>CK。说明生长调节剂拌种处理有利于提高小麦抗倒性能、减少倒伏的发生。

表3　生长调节剂拌种对倒伏率的影响(2011-2012)

同列数据后的不同小写字母代表处理间差异在水平5%显著

Different small letters in the same column mean significant difference among the treatments at 0.05 levels

2.5小麦基部节间特征与植株倒伏系数的相关分析

相关分析结果(表4)表明，小麦植株株高、基部第Ⅰ节间长度与倒伏系数呈显著正相关，基部Ⅰ、Ⅱ节间壁厚与倒伏系数呈显著负相关，节间单位长度干重与倒伏系数呈不显著负相关。生长调节剂拌种通过降低株高及基部第Ⅰ节间长度，增加基部节间壁厚，且在一定程度上增加了茎秆基部节间单位长度干重，提升了小麦的抗倒性。

2.6生长调节剂拌种对小麦产量及其构成因素的影响

整体而言，高密度处理小麦产量高于相应的低密度处理，生长调节剂拌种对小麦籽粒产量均有增产效应(表5)。2011-2012年度，低密度下，拌种处理与对照相比小麦产量增幅为8.35%～17.28%，以种衣剂拌种产量最高，达6 786.67 kg·hm-2；高密度下各拌种处理产量增幅为3.27%～19.41%，以拌种剂、种衣剂增产效果最好，产量分别达到7 793.33和7 633.33 kg·hm-2，均显著高于对照。2012-2013年度，因植株未发生倒伏，产量均高于上一年度，不同密度条件下，各拌种处理产量较对照均有所增加，但差异不显著。

相同密度条件下拌种处理均有促进小麦有效穗数的作用，低密度条件下各处理差异不显著，高密度处理下种衣剂拌种效果最显著。不同生长调节剂对小麦有效穗数、穗粒数、千粒重的效应不尽相同。

表4　扬麦13茎秆特征与倒伏系数的相关分析

*:P<0.05; **:P<0.01

表5　生长调节剂对扬麦13产量及其构成因素的影响

3讨 论

3.1生长调节剂拌种对小麦植株茎秆性状的影响

小麦高产的基础是培育高光效的群体，株型是反映高光效群体质量的综合性状指标之一，株高是一个重要的株型指标，节间长度决定株高，节间的粗度和充实度决定茎秆中干物质积累和贮藏能力以及抗倒能力。已有研究表明，小麦株高、基部节间长度与倒伏率正相关，矮秆、基部节间较短、重心较低、基部节间茎壁厚、单位节间长度干物质含量高的植株有利于抗倒伏[14-19]。 李九星等[20]研究认为，多效唑和缩节胺浸种对小麦胚芽鞘和茎秆伸长都有一定的抑制作用，有利于培育壮苗，防止倒伏。拓秀丽等[21]认为播前用250 mg·L-1多效唑浸种6 h可明显降低株高，增强小麦抗倒伏性。徐绍英[22]指出矮壮素可显著降低大部分(72.5%)小麦品种的株高，节间缩短，薄壁组织细胞层次增加，机械组织发达，茎壁加厚，从而增加了抗倒能力。本试验结果表明，各生长调节剂拌种处理能够降低扬麦13株高、重心高度及基部节间长度，以多效唑处理效果显著；对小麦茎秆粗度、茎壁厚度有一定调节效应，因生长调节剂种类的不同而存在差异；能提高小麦茎秆基部Ⅰ、Ⅱ节间壁厚，低密度条件下拌种剂处理效应显著；高密度条件下，多效唑拌种效应显著；能够提高扬麦13的抗倒伏能力，减少倒伏面积，降低倒伏程度，作用效果表现为多效唑>种衣剂>拌种剂>矮壮素，在高密度条件下使用，可显著降低倒伏发生的风险。相关分析表明，小麦株高、基部Ⅰ节间长度与倒伏系数显著正相关，基部Ⅰ、Ⅱ节间壁厚与倒伏系数显著负相关，表明株高、基部Ⅰ、Ⅱ节间长度及茎壁厚度可作为评价小麦植株抗倒性能的参考指标。

3.2生长调节剂拌种对小麦产量及其构成因素的影响

前人关于生长调节剂拌种对小麦产量及其构成因素的影响已有许多报道，生长调节剂拌种有利于促根增蘖，培育壮苗，促进足穗、大穗，并最终提高小麦产量。对小麦出苗进度影响不大[23-24]。张 睿等[25]试验证明多效唑浸种能显著增加小麦产量，增产幅度为5.1%～14.3%。多效唑对小麦的增穗、增粒作用较明显[26]。黄年生等[9]研究表明小麦种衣剂包衣处理使有效穗数增加7.4%，穗粒数增加3.4%，增产10.2%。

本研究表明，不同密度处理下，不同生长调节剂拌种处理均能提高扬麦13产量，且在小麦开花以后遇恶劣天气易发生倒伏的年份增产效果更为显著。在生产中应根据实际生产密度与需要选择合适的生长调节剂，低密度条件下宜选用种衣剂、多效唑，高密度条件下选用拌种剂、种衣剂更为有效，其中种衣剂在两个密度条件下增产性能较高，增产率均在16%以上，多效唑在两个密度条件下增产性能相近，增产9%～11%。不同生长调节剂拌种对小麦产量增加的主要原因是提高了有效穗数，亦有增粒的作用，而千粒重则大多表现出负效应，且在高密度条件下千粒重下降显著，这与徐绍英等[22]采用矮壮素试验、梁振兴等[26]多效唑试验的研究结果一致。关于生长调节剂既拌种又喷施的问题，本试验未涉及，两种措施同时应用对提高植株抗倒性和增加产量是否有利尚待进一步研究。

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Effect of Plant Growth Regulators on Stem Growth and Grain Yield of Yangmai 13

WANG Hui,ZHANG Mingwei,LEI Xiaowei,YU Mingjie,GU Houwen,LI Chunyan,ZHU Xinkai,GUO Wenshan

(1.Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology/Co-Innovation Center for Mordern Production Technology of Grain Crops,Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu 225009，China;2.Lixiahe Insitute of Agricultural Sciences of Jiangsu,Yangzhou,Jiangsu 225007,China)

Abstract:In order to select the optimal growth regulator for high-yield wheat production, a field experiment was done to investigate the effects of seed dressing with plant growth regulators chlorrmequat chloride (CCC), paclobutrazol (PP 333), seed dressing agent (SD) and seed dressing (SC) and different planting densities (150×104 and 300×104 plants·hm-2) on grain yield and stem growth using weak gluten wheat Yangmai 13.The results showed that compared to the control, the treatment with plant growth regulators reduced the length of 1st and 2nd basal internodes, plant height and height of center of gravity,but increased culm diameter and dry weight per unit length of the 1st and 2nd basal internodes. It also increased thickness of stem wall of the 1st and 2nd basal internodes.However, the effects of plant growth regulators depended on different types. SD treatment performed better on the thickness of stem wall at low-density condition, while PP 333 increased effectively at high-density condition.Plant growth regalators were beneficial to lodging resistance, especially reducing the lodging risks at high-density condition.The effects of different plant growth regulators on lodging resistance followed a decreasing order of PP 333, SC, SD and CCC.Correlation analysis showed lodging resistance was improved by reducing plant height and the length of 1st basal internode and increasing the thickness of stem wall of 1st and 2nd basal internodes.Plant growth regulators increased the grain yield, and the grain yield at 300×104 plants·hm-2was higher than that of 150×104 plants·hm-2. At different densities,seed-dressing agent treatment significantly improved grain yield by 11.68%.Plant growth regalators had even better effects on increasing grain yield in the year of lodging.

Key words:Wheat; Plant growth regulators; Culm characters

中图分类号：S512.1；S311

文献标识码：A

文章编号：1009-1041(2016)02-0206-09

通讯作者：李春燕(E-mail: licy@yzu.edu.cn); 郭文善(E-mail: guows@yzu.edu.cn)

基金项目：国家自然科学基金项目(31171480)；扬州市自然科学基金青年科技人才项目(YZ2014035)；江苏省自主创新专项(CX(14)2002)；江苏高校优势学科建设工程资助项目；扬州大学“高端人才支持计划”项目

收稿日期：2015-07-09修回日期：2015-08-20

网络出版时间：2016-01-26

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160126.1945.022.html

第一作者E-mail：758289601@qq.com