烯效唑对晋中冬小麦生长发育及产量的影响
2017-07-24梁笃
梁笃
(山西省农业科学院高粱研究所,山西晋中030600)
烯效唑对晋中冬小麦生长发育及产量的影响
梁笃
(山西省农业科学院高粱研究所,山西晋中030600)
以山西农业大学培育的冬小麦031165为试验材料,采用完全随机设计,研究不同烯效唑浸种处理(烯效唑浸种处理分别设15,30,60,120 mg/kg,同时以清水浸种为对照)对小麦生长发育、产量构成的影响。结果表明,烯效唑浸种使得小麦分蘖增加、叶色加深、叶片变短且宽度增加,通过增加茎秆粗度抵抗倒伏,其中,30 mg/kg烯效唑处理时小麦地上部长势最佳;烯效唑浸种小麦的次生根数及根系活力均极显著高于对照,以30 mg/kg烯效唑浸种处理最为明显,用量过高则不利于小麦根系活力和次生根数的增加;烯效唑浸种可促进下层根系的发展,从而能够延缓小麦根系后期的衰老;烯效唑浸种可以明显增加小麦的产量。从整体上看,30 mg/kg烯效唑处理对小麦生长发育及产量的综合效应最佳。
小麦;烯效唑;根系;产量
烯效唑(C15H18ClN3O)属于三唑类调节剂,是新型的植物生长调节剂,其最初被作为一种延缓植物生长的物质合成,且具有除草和杀菌的作用[1]。烯效唑浸种之后的种子感染病菌的几率大大减少,从而可提高出苗率[2]。关华等[3-4]研究表明,烯效唑可以通过控制苗期的苗高来壮苗,且在三叶期矮化效果较为明显。烯效唑有利于植株形成健壮发达的根系,使麦苗的地上部分粗壮、分蘖旺盛且成穗率较高,从而使有效穗数增多、穗粒数及千粒质量加大,提高籽粒产量[5-7]。
本研究以晋中冬小麦031165为研究对象,探索不同浓度烯效唑处理对晋中冬小麦地上部分生长、根系活力、抗氧化酶系及产量的影响,以期为晋中小麦的合理种植提供一定的理论依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
试验用小麦品种为山西农业大学培育的冬小麦031165。烯效唑S3307为江苏盐城提供的5%可湿性粉剂。
1.2 试验设计
试验在山西农业大学农学院黄土高原作物生态研究所内进行。盆栽试验用25 cm×20 cm的塑料盆,每盆装土4 kg。根管土柱栽培选用直径为10 cm、长100 cm的聚乙烯塑料管,每管装土12 kg。供试土壤为碳酸盐褐土,其养分含量为:有机质15.7 g/kg,全氮0.98 g/kg,速效磷9.6 mg/kg,速效钾137 mg/kg。试验采用完全随机设计,烯效唑浸种处理分别为15,30,60,120 mg/kg,同时以清水浸种为对照。浸种时间为12 h。施肥标准为每千克土壤施N 0.3 g,P2O50.1 g,K2O 0.3 g,所用肥料分别为尿素、过磷酸钙和氯化钾,肥料全部基施。根管土柱栽培试验各处理重复9次,主要用于小麦生育后期根系项目的调查。盆栽试验各处理重复15次,主要用于测产及前期根系与地上部生理指标的测定。最终保留5次重复,用于考种和产量分析比较。9月18日播种,每盆留苗10株,其他管理与当地大田管理相同。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 作物根长和根数其采用直接计数法、水盘网格法、数码像机照相电脑分析法和交叉测量法测定。
1.3.2 根质量及地上部干质量其采用105℃杀青,65℃烘干,称重法测定。
1.3.3 根系活力其采用TTC法测定。
1.3.4 根系总吸收面积、活跃吸收面积及比表面积其采用吸附甲烯蓝法测定。
1.3.5 叶绿素含量其采用丙酮乙醇混合液提取法测定。
1.4 统计分析
利用Excel软件进行数据整理、分析与绘图,采用DPS数据分析软件进行统计分析并进行新复极差多重比较,结果用平均值±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 烯效唑浸种对小麦地上部生长的影响
烯效唑浸种处理后,麦苗最明显的直观效应是分蘖增加、叶色加深、叶片变短且宽度增加。从表1可以看出,烯效唑处理后,苗期小麦叶片的增加及分蘖的增加没能弥补叶片变短对小麦叶面积的影响,各处理的小麦叶面积均显著低于对照,且浸种用量越大,叶面积下降越明显;随着小麦生育进程的推后和出叶数的增加,较低用量的浸种表现出对中后期功能叶片具有明显的补偿前期生长不足的现象,如拔节期15,30 mg/kg烯效唑浸种处理的小麦叶面积已高于对照,而到抽穗期这种差距达到了显著水平。中后期叶面积的增加为小麦的高产奠定了基础。在增加叶面积的同时,烯效唑浸种还可以明显增加小麦叶片叶绿素的含量,且随着烯效唑浸种用量的增加叶绿素含量增加,各处理与对照间差异均达到了极显著水平。
表1 烯效唑浸种对小麦株高、茎粗、绿叶面积、地上干质量及叶绿素含量的影响
从表1还可以看出,随着处理用量的增加株高有所降低,但茎粗明显增加,茎粗的增加对增强小麦的抗倒伏能力具有重要的作用。此外,烯效唑浸种对小麦地上干质量的影响表现为:除苗期各处理略低于对照外,其他时期均高于对照。综合分析各项指标可知,从生产应用出发,以30 mg/kg烯效唑处理对小麦地上部生长的综合效应最佳,起到培育壮苗、增加生物量积累的明显效果,并为后期增产打下了基础。
2.2 烯效唑浸种对小麦根苗生长的影响
小麦根系的多少和根系活力的高低是判断小麦吸收功能好坏的重要标志。
表2 烯效唑浸种对小麦次生根数、根质量、根长及根活力的影响
从表2可以看出,烯效唑浸种可以明显增加小麦的次生根数及根系活力。不论是苗期、拔节期,还是抽穗期,烯效唑浸种处理小麦的次生根数及根系活力均极显著地高于对照,其中以30 mg/kg用量浸种处理最为理想,用量过高则不利于小麦根系活力和次生根数的增加。烯效唑浸种在增加小麦次生根数的同时也增加了根系的干质量,除苗期高用量烯效唑(120 mg/kg)浸种处理外,其他处理均使小麦根系干质量较对照极显著地提高。
烯效唑浸种处理虽然增加了小麦次生根数,但小麦的最大根长却有所降低,从表2可以看出,苗期对照小麦的最大根长极显著高于烯效唑浸种处理;但烯效唑处理对最大根长的抑制作用在拔节期得到缓解,拔节期15,30 mg/kg烯效唑浸种处理的小麦最大根长明显高于对照,并达到极显著水平。表明烯效唑具有控苗期旺长、促进形成壮苗的良好作用。虽然烯效唑浸种影响了苗期小麦的最大根长,但由于同时也增加了小麦的次生根数,所以小麦的总根长不仅没有减少,反而有显著的增加,这种增加在小麦的生育后期表现得更加明显[8-12]。
2.3 烯效唑浸种对灌浆期不同土层根系活力的影响
从表3可以看出,烯效唑浸种对增加小麦各层次根系的活性均有一定的作用,尤其是对增加下层根系活性的效果更加明显,而且随着时间的推移增加的幅度提高。其中,30 mg/kg烯效唑浸种处理,小麦下层(40~100 cm)根系活性在花后10,20,30 d分别比对照增加了34.95%,43.64%和44.74%。下层根系较高的活性对小麦充分地吸收利用下层土壤中的水分与养分、提高小麦的抗衰老以及增加小麦的产量具有重要的作用。
表3 烯效唑浸种对小麦生育后期不同土层中根系活力的影响
2.4 烯效唑浸种对小麦产量的影响
由于烯效唑浸种对小麦根系及地上部器官的数量生长节奏具有良好的调控作用,有利于形成抗逆、高产的株型结构,因而最终表现在产量与产量构成上的提高[13-15]。由表4可知,烯效唑浸种可以明显增加小麦的产量,利用烯效唑浸种的4个处理较对照增产均达到显著水平,其中,以30 mg/kg烯效唑处理增产效果最明显。分析各处理小麦的产量构成可以看出,烯效唑浸种增产的原因是前期促进了分蘖、壮大了根群,提高了分蘖成穗率,使群体成穗数增加;后期增加了根系与旗叶的生理活性,延缓了衰老,使千粒质量得到了提高。
表4 烯效唑浸种对小麦产量的影响
3 结论与讨论
本试验结果表明,烯效唑浸种处理小麦具有明显的控上促下效果,处理后小麦株高明显降低,但茎粗、根质量、次生根数及总根长均明显增加。这与许多学者的研究结果一致[16-18]。董兆勇[19]研究表明,根、叶功能的强弱是植物生长好坏的关键因素。杨文钰等[2]研究表明,烯效唑干拌种对小麦根、叶功能有良好的改善作用,烯效唑的使用用量以20 mg/kg为最佳。本试验表明,烯效唑为30 mg/kg处理时,小麦营养生长最佳。叶绿素是植物合成有机物的必需物质,其含量的高低直接反映着植物合成有机物能力的高低[8]。小麦产量形成与光合叶面积、光合速率和光合时间密切相关。
烯效唑浸种处理小麦的叶面积及最大根长均表现为控前促后的作用,其中,苗期叶面积和最大根长低于对照,但在拔节期和抽穗期反而发生逆转。烯效唑浸种处理可以显著提高各生育时期叶片叶绿素含量和根系活力,尤其对后期下层根系的活力影响明显,从而为小麦的高产奠定了基础。烯效唑浸种处理对小麦生长发育及生理活性的明显效果最终反映在产量及产量构成因素上,它显著提高小麦的成穗数及千粒质量,从而使小麦产量明显增加。本试验条件下,以30 mg/kg烯效唑浸种处理小麦,其长势最佳,产量最高。
[1]杨文钰,于振文,余松烈,等.烯效唑干拌种对小麦的增产作用[J].作物学报,2004,30(4):502-506.
[2]杨文钰,樊高琼.烯效唑干拌种对小麦根叶生理功能的影响[J].中国农业科学,2005,38(7):1339-1345.
[3]关华,韩惠芳,杨文钰.烯效唑对小麦苗期生长的调控效应(II)[J].中国农学通报,2002(4):56-58,89.
[4]杨文钰,关华.烯效唑对小麦苗期生长的调控效应[J].中国农学通报,2002(2):38-41.
[5]梁雪莲,杨文钰.不同播期下烯效唑拌种对小麦生育进程与小穗数的影响[J].四川农业大学学报,1998,12(4):398-402.
[6]杨文钰,樊高琼,董兆勇,等.烯效唑干拌种对小麦根系生长及吸收功能的影响[J].核农学报,2005,19(3):222-227.
[7]樊高琼,杨文钰,任万君,等.烯效唑在小麦上的应用研究[J].农药科学与管理,2003,24(5):15-18.
[8]刘英,李邦发,韩海波.烯效唑浸种对小麦幼苗形态及生理指标的影响[J].安徽农业科学,2007,35(23):7125-7126.
[9]周欣,杨向平,潘珉,等.烯效唑对小麦幼苗生长的影响[J].云南大学学报,2001,23(S1):96-98.
[10]ARNOLD M A,MCDONALD G L.Paclobutrazol and uniconazole applications affect production quality and subsequent landscape performance ofblue plumbago[J].Plant Growth Regulation Society ofAmerica Quarterly,2001,29(4):112-126.
[11]罗锋,杨辉.烯效唑对小麦幼苗生长发育的影响[J].安徽农业科学,2011,39(36):22267-22268,22434.
[12]李秋,李立芹.烯效唑对小麦幼苗生长的影响[J].安徽农业科学,2011,39(10):5715-5716,5719.
[13]王熹,俞美玉,陶龙兴.烯效唑的生理活性及研究初报[J].作物杂志,1993(2):33-34.
[14]王仁杯,沈志民,徐绍英.烯效唑对大麦产量及延缓衰老的影响[J].浙江农业大学学报,1998,24(2):189-193.
[15]郭强,赵久然,陈国平,等.植物生长调节剂对玉米出苗和生长发育的影响[J].北京农业科学,1999,17(3):18-21.
[16]张春初,王永锋,裴桂英,等.烯效唑在大豆上的应用效果[J].大豆科学,2002,21(2):151-153.
[17]苗果园,高志强,张云亭,等.水肥对小麦根系整体影响及其与地上部相关的研究[J].作物学报,2002,28(4):445-450.
[18]李青苗,杨文钰.烯效唑浸种对玉米壮苗的生理效应[J].玉米科学,2003,11(4):74-75,89.
[19]董兆勇.S3307对不同施氮水平下冬小麦根系生长及其与地上部关系的调控研究[D].雅安:四川农业大学,2002.
Effects of Soaking Seeds with Uniconazole Solution on Growth and Yield of Winter Wheat in Jinzhong
LIANGDu
(Institute ofSorghum,Shanxi Academy ofAgricultural Sciences,Jinzhong 030600,China)
Experiments using randomized block method were conducted by taking winter wheat 031165 as material cultivated by Shanxi Agricultural University.Compared with dealing with water,the effects ofvaried uniconazole concentration(15,30,60,120 mg/kg)on growth and yield ofwheat were studied.The results showed that seed-soaking with uniconazole enhanced wheat tillering,leaves'color, and the length of leaves became short following width increase,at the same time,more stronger stalk resisted lodging.Seed-soaking with 30 mg/kg uniconazole had the biggest effect on wheat aboveground part.The wheat treated by uniconazole was significant better than control about the number of secondary root and root activity.30 mg/kg was the most significant,while higher concentration didn't contribute to enhancing the two indexes.Seed-soaking with uniconazole could promote the development of lower root,and then delay ageing ofwheat root in later stage.Seek-soaking with uniconazole could enhance wheat yield remarkably.Overall,30 mg/kg uniconazole was the best comprehensive effect on wheat growth and development and yield.
wheat;uniconazole;root;yield
S512.1+1
:A
:1002-2481(2017)07-1103-04
10.3969/j.issn.1002-2481.2017.07.15
2017-03-07
梁笃(1981-),男,山西太谷人,助理研究员,硕士,主要从事高粱遗传育种及栽培研究工作。