植物生长调节剂对玉米生长和生理活动影响的研究进展

2018-01-10杨休成杨克军

天津农业科学 2017年12期

杨休成+杨克军

摘要：植物生长调节剂是促进植物生长和改善植株生理活动的重要物质，生产中施用植物生长调节剂对促进玉米生长和提高产量具有重要的实践意义。本文阐述了不同植物生长调节剂对玉米种子萌发和植株生长，以及光合作用、氮代谢和抗旱生理活动的影响，并总结了不同生长调节剂的功效和应用方法，为玉米栽培中合理使用植物生长调节剂提供参考。

关键词：生长调节剂；玉米；生长；生理活动

中图分类号：S513 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.12.022

Abstract： Plant growth regulator is an important material to promote plant growth and improve plant physiological activities， and its application to promote corn growth and increase yield in production was of great practical significance. This article explained the effects of plant growth regulators on seed germination and seedling growth， photosynthesis， nitrogen metabolism and drought resistance physiological activities； and summarized the efficacy and application of different growth regulators， in order to provide reference for rational use of plant growth regulators in maize cultivation.

Key words： growth regulator； maize； growth； physiological activity

植物生长调节剂是在植物生长发育过程中调节植物生长发育的一类植物生长物质，目前自然界中主要存在2种形式，一种是植物自身合成的植物激素，是植物用以调节自身生长发育的活性物质；另一种是人为合成的具有植物激素同等作用的活性物質[1]。从目前植物生产应用现状来看，生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯是应用较广泛的生长调节剂类物质，玉米生产中通过人为施用这些生理活性物质，可以达到调节植物生长、改善玉米植株生理生化特性、提高玉米产量和品质的目的[2]。

本文详细阐述了植物生长调节剂对玉米生长以及碳代谢的影响规律，以期为玉米栽培中科学合理地使用植物生长调节剂提供理论依据。

1 植物生长调节剂对玉米种子萌发和植株生长的影响

植物生长调节剂种类较多，根据其作用及其在玉米生产上的应用，主要包括生长促进剂、生长延缓剂、生长抑制剂、生长抑制剂和乙烯利类[3]。我国东北地区由于早春气温以及地温较低等原因，导致玉米种子发芽率较低并且易受冻害，故在玉米播种期常使用生长素类生长调节剂，以促进种子发芽和提高幼苗抗性。邻硝基苯酚钠是部分地区玉米生产中应用较多的一种生长调节剂，浸种后可以较好地促进玉米根系的生长，同时提高幼嫩根系数量和根系鲜质量，而油菜素内酯与邻硝基苯酚钠效果相反，由此也说明不同的植物生长调节剂应用方式不同，对植物的影响也存在差异。三十烷醇可以较好地促进玉米幼苗根系生长，其中，根系长度增加幅度显著，叶片面积可以提高6%以上[4]。细胞分裂素在玉米营养生长阶段，其对玉米营养生长具有显著促进作用，成熟期可以提高玉米产量13%[5]。

孙刚等[6]研究了PEG对玉米种子活力的影响，结果表明PEG可显著提高玉米种子活力、促进玉米种子发芽与生长，特别是生活力相对比较低的种子，这主要与PEG可以提高玉米种子内线粒体的活性有关。师素云等[7]在《壳聚糖对玉米生长的调节作用》的研究中报道，0.2%的羧甲基壳聚糖浸种可以较好地促进玉米种子萌发，提高其发芽率和发芽势，0.2%的羧甲基壳聚糖处理果穗可提高玉米未成熟籽粒的可溶性蛋白和成熟种子的贮藏蛋白含量。

多效唑是我国玉米生产中应用较多的一种生长延缓类植物生长调节剂。实践发现，多效唑处理玉米种子，可显著提高其种子发芽率和出苗率，但是玉米植株高度会显著降低，玉米茎粗和干质量均显著高于对照，对于培养壮苗、抗倒伏具有较好的作用[8]。玉米根系生长状况是培育壮苗的基础，能够促进玉米根系生长的植物生长调节剂对玉米产量提高也有一定的促进作用[9]。陈国平等[10]在对生根粉的研究中报道，玉米种子用生根粉浸种后可显著提高幼苗叶片面积，增加根系鲜质量和干质量增加量，成熟期的玉米产量可提高8.3%，千粒质量亦显著提高。

2 植物生长调节剂对玉米光合作用的影响

光合作用是生产有机物质的主要途径，玉米光合作用强弱与其产量高低直接相关。不同植物生长调节剂对玉米光合作用的影响不同。朱林波等[11]研究表明，玉米喷施多效唑后，叶片面积显著增加，叶绿素含量升高，单位时间内光合产物提高3.4%，最终玉米产量显著提高。植物细胞分裂素是一种混合型植物生长调节剂，其主要作用是促进植物生长季节的细胞分裂，李小艳等[5]研究表明，植物细胞分裂素可以促进玉米叶片内叶绿素的合成，提高其光合能力的，进而提高成熟期玉米产量，其产量提高5%以上，效果显著。植物生长调节剂与微量元素混合使用后，对玉米生长和光合作用提高也有较好的促进作用，高育锋等[12]研究发现，植物生长调节剂结合微量元素喷施于玉米叶片，可增加玉米叶片面积，提高幼苗生长势和叶绿素含量，单位时间内光合产物数量可提高8.3%，增加玉米穗粒数和千粒质量，同时降低了成熟期玉米穗秃尖长度，最终玉米产量可提高7.6%以上，增产效果显著。矮壮素是玉米生产中常用的生长调节剂之一，在我国北方玉米产区有比较广泛的应用，李汉忠等[13]研究表明，矮壮素有助于降低玉米植株高度，增加玉米叶片面积，以利于玉米有机物质的积累，提高玉米产量。endprint

3 植物生长调节剂对玉米氮代谢生理的影响

玉米籽粒中含有一定比例的蛋白质，蛋白质合成与其氮代谢能力高低直接相关。荣湘民等[14]研究表明，植物生长调节剂可以影响玉米的氮代谢进程，一定程度上也会影响玉米籽粒中蛋白质的合成过程。师素云等[15]研究发现，羧甲基壳聚糖在玉米的灌浆期处理玉米植株后，玉米籽粒内蛋白质含量提高了17.98%左右，说明羧甲基壳聚糖对玉米的氮代谢有较好的促进作用，其中以提高玉米籽粒内醇溶蛋白和谷蛋白效果最显著，但对水溶蛋白的促进效果不显著。玉米生长过程中吸收的氮元素类型以硝酸盐为主，而硝酸盐也可以显著提高玉米籽粒内氨基酸数量，故玉米生长中通过植物生长调节剂配合硝酸盐喷施在玉米叶片上后，成熟期玉米籽粒内氨基酸含量提高了2.8%，效果显著，其中以赖氨酸含量提高显著，谷氨酸含量提高幅度相对较小[16]。

4 植物生长调节剂对玉米抗旱生理活动的影响

由于我国北方地区在玉米生长发育期间旱灾发生频繁，因干旱造成减产成为玉米稳产高产的主要限制因素，故抗旱成为玉米种应用植物生长调节剂的主要方面[3]。玉米抗旱能力高低与其体内多种生理活性物质含量直接相关，其中电导率和丙二醛（MDA）含量高低在一定程度上可以判断玉米抗旱性的强弱[17]。宋凤斌等[18]研究表明，多胺一定程度上可以改善玉米在干旱条件下玉米植株的电导率和MDA含量。抗蒸腾剂是提高玉米在干旱季节抗旱性的重要植物生长调节剂类物质，在当前生产中已经有40年的应用历史，李森[19]在河北省的应用试验中報道，不同类型的抗蒸腾剂均可以显著改善玉米的生理状况，干旱季节降低玉米植株电导率和蒸腾作用，促进玉米生长并提高产量。其中，在大田试验中施用丙二醇甲醚醋酸酯抗蒸腾剂可使玉米产量提高15%以上，效果极显著[18]。王庆祥等[20]研究报道，玉米叶片喷施喷施宝后，其光合速率显著升高，同时可以提高叶片内过氧化物歧化酶（SOD）活性，在水分不足的情况下，可以显著提高玉米叶片的保水能力，对提高玉米抗旱性和提高产量具有显著作用。

多效唑是一种重要的植物生长调节剂，对促进玉米生长和提高抗旱能力具有显著作用，生产实践中，玉米喷施多效唑后，干旱胁迫下玉米植株内的SOD活性会显著升高，对于提高玉米抗旱性、防止细胞膜受到伤害具有重要意义[21]。乙醇胺是玉米生产中应用较多的一种植物生长调节剂，在玉米生长季节喷施，玉米叶片蒸腾速率显著降低，同时各器官细胞的持水能力显著提高，单位时间内光合作用产物提高3%左右，从而较好地促进玉米干物质积累量的增加，对产量提高具有较好的促进作用[22]。油菜素内脂对玉米作用与乙醇胺相似，但是油菜素内酯对玉米幼苗的抗旱性提高主要表现在生育早期，特别是幼苗期，油菜素内酯处理后的玉米植株内游离脯氨酸含量显著升高，对于提高幼苗持水能力以及抗旱性具有显著作用[23]。

参考文献：

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[2]柯剑鸿，李正国，杨华，等.植物生长调节剂对玉米生长特性的效应研究[J].中国农学通报，2012，28（33）：40-43.

[3]赵敏，周淑新，崔彦宏.我国玉米生产中植物生长调节剂的应用研究[J].玉米科学，2006，14（1）：127-131.

[4]禢维言，冯斗.三十烷醇浸种对超甜玉米种子萌发和幼苗生长的影响[J].福建农业科技，2000（6）：7-8.

[5]李小艳，许晅，朱同生，等.细胞分裂素对玉米产量性状的影响[J].中国农学通报，2013，29（36）：219-223.

[6]孙刚，曹敏建，张弘，等.赤霉素、PEG对玉米种子活力的影响[J].玉米科学，2013（6）：73-75.

[7]师素云，薛启汉，刘蔼民，等. 壳聚糖对玉米生长的调节作用[J]. 天然产物研究与开发， 1999（2）： 32-36.

[8]王娟.多效唑处理对玉米农艺性状的影响[J].吉林农业，2014（8）：19-19.

[9]漆栋良，胡田田，吴雪，等.适宜灌水施氮方式利于玉米根系生长提高产量[J].农业工程学报，2015（11）：144-149.

[10]陈国平，高质，孙政才，等.生根粉对玉米生长发育、产量的影响及应用技术的研究[J].玉米科学，1995（1）：39-46.

[11]朱林波，李敬伟，李明锐，等.施用多效唑对玉米幼苗生长、重金属含量与累积量的影响[J].贵州农业科学，2014 （1）：29-32.