矮壮素、烯效唑和多效唑对水稻倒伏及产量的影响

2018-04-20姜龙曲金玲孙国宏白艳凤孟祥海姜宝杰孙远卓董韩骁骐

中国林副特产 2018年2期

姜龙，曲金玲，孙国宏，白艳凤，孟祥海，姜宝杰，孙远卓，董韩骁骐

(1.黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江 157041；2.牡丹江市第一高级中学)

矮壮素、烯效唑和多效唑是植物生长调节剂，关于植物生长调节剂的安全与残留问题是人们普遍关注的问题。2011年7月25日，国家农业部专家做客新华网，就植物生长调节剂的问题进行了解释说明。周普国(时任农业部种植业管理司副司长)解释说：植物生长调节剂包括从生物中提取的天然植物激素和仿天然人工合成的化合物，是对植物的生长发育具有促进和抑制等作用的一类物质。顾宝根(时任农业部农药检定所副所长)则说明了申请登记的植物生长调节剂都需进行功效试验和一系列的残留试验，严格评审，只有证明具有较好的功效、对人畜健康安全、对环境友好才能批准登记。乔雄梧(时任国际食品法典委员会高级专家、卫生部食品卫生标准专业委员会委员)表示，植物生长调节剂一般在蔬菜水果中使用，用量极低，降解又非常快，不存在残留超标的问题，经过国家批准使用的植物生长调节剂用在农产品上是安全的，人吃了不会危害健康。张真和(时任全国农业技术推广服务中心首席专家)表示：植物生长调节剂的认识和推广使用是重要的科技发现，它不仅在我国，在欧美等国家和地区也普遍使用[1]。农业部专家的解释让我们放心使用植物生长调节剂，科学用在水稻生产上，一定能发挥独特的作用。

倒伏是水稻生产上面临的一大难题,倒伏后,叶片的光合作用、茎秆的运输功能都会受阻，导致结实率下降,空瘪粒增多，品质降低，产量潜力难以发挥，并且增加收获的难度。矫江根据生产实际情况把倒伏分为茎弯倒、茎折倒和浅根倒三种类型,认为茎折倒是生产中造成损失最重的倒伏类型，一旦发生茎折倒，稻穗正常灌浆几乎停止，也没有有效的补救办法[2]。大量研究认为，茎秆倒伏与茎秆基部的特征特性有关[3-12]，本试验通过喷施不同浓度的矮壮素、烯效唑和多效唑，研究这些植物生长调节剂对水稻倒伏及产量的影响，探究其影响机制和合理的使用浓度。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2017年以水稻品系牡10-8为供试材料，在黑龙江省农业科学院牡丹江分院水田试验地进行试验。

1.2 试验方法

试验采用随机区组设计，株行距30cm×17cm，每小区面积10m2，3次重复。田间管理按大田生产。矮壮素、烯效唑、多效唑各设4个处理浓度，未用药剂处理的为对照，药剂于分蘖末期-拔节始期(7月7日)喷施，用量50mL/m2。

表1 矮壮素、烯效唑、多效唑各处理浓度 mg·L-1

1.3 测定项目及方法

1.3.1 株高、穗长、重心高度。取茎蘖数相近的植株测定株高及穗长。重心高度的测量方法是将保持新鲜的植株水平放在食指指尖上，不断调整支点位置使其保持平衡，从第一节末端至平衡时的支点位置即为重心高度。

1.3.2 基部抗折力、折节粗、壁厚。截取主茎基部10cm长的一段茎秆保留叶鞘。轻轻拉测力计，直到茎秆折断，此时测力计上的示数即为该节间的抗折力(g)。接着在弯折的茎秆中间剪断，用游标卡尺测量椭圆形中空茎秆的长短轴的内径和外径。

1.3.3 倒伏情况下宏观评价体系。以抽穗后30d为准，田间观测植株倾斜角度表示水稻的抗倒伏能力，并根据植株倾斜角度的大小将倒伏程度划分。为便于分析，对倒伏程度进行量化处理，全部与地面倾斜角为0～39°的定为4级倒伏，全部与地面倾斜角为40°～45°的定为3级，全部与地面倾斜角在46°～60°的定为2级，全部与地面倾斜角在61°～90°度的定为1级，倒伏程度未在同一级的，按照较轻的级别加上较重级别的比例计算。

1.3.4 有效穗数、穗粒数。每小区查20穴，并计算平均每穴平均穗数，以平均穗数为标准，各小区取有代表性植株5丛，测定其每穗总粒数和每穗实粒数等性状。

1.4 统计方法

数据处理参照盖钧溢主编的《试验统计方法》[13]，用Excel进行处理。2014年做预备试验，2015年正式试验，2年试验结果总体趋势相同，本文采用2015年数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 方差及相关分析

调查性状各处理的调查平均值见表1。

表2 调查性状的平均值

首先对调查性状进行方差分析发现，所有处理对所调查性状均有显著或极显著影响(详见表3)。进一步分析各性状之间的相关关系、不同处理对倒伏和产量的直接和间接影响。

对表2数据进行分析，得到各性状间的相关关系，通过计算两组性状的相关系数发现，折节粗、茎秆壁厚、抗折力、穗粒数、有效穗数都与产量极显著或显著正相关，也就是说这些性状与产量是真实直线相关的，茎秆越粗、茎秆壁越厚、抗折力越大、穗粒数和有效穗数越多，产量越高；而倒伏程度越小，穗长越长，穗粒数越多；而倒伏程度与产量显著负相关，倒伏程度越小，产量越高。倒伏程度与茎秆粗是显著负相关，茎秆越粗，不易倒伏。抗折力与茎秆粗极显著正相关，茎秆越粗，抗折力越大。

表3 调查性状的方差及调查形状间的相关系数

注：F0.05=2.15;F0.01=2.96 r0.05,11=0.553；r0.01，1,1=0.684

2.2 不同浓度的矮壮素、烯效唑、多效唑对性状表现的影响

折节粗、壁厚、抗折力、倒伏程度、穗粒数、有效穗数都与产量显著相关，为明确对这些性状的最佳处理，通过折线图进行比较分析。

图1 不同浓度矮壮素、烯效唑、多效唑对倒伏程度的影响

图2 不同浓度矮壮素、烯咬唑、多效唑对折节精的影响

图3 不同浓度矮壮素、烯效唑、多效唑对壁的影响

图4 不同浓度矮壮素、烯效唑、多效唑对抗折力的影响

图5 不同浓度矮壮素、烯效唑、多效唑对的有效穗数的影响

图6 不同浓度矮壮素、烯效唑、多效唑对的穗粒数的影响

图7 不同浓度矮壮素、烯效唑、多效唑对产量的影响

由图1可知，用任何浓度的矮壮素、烯效唑、多效唑都能减小植株的倒伏程度，效果最好的是5%烯效唑160mg/L浓度处理，而5%烯效唑40mg/L、80mg/L、320mg/L和15%多效唑160mg/L 、320mg/L抗倒伏效果也较好。

由图2可知，任何浓度的矮壮素、烯效唑、多效唑都能增强植株的折节粗，尤其以50%矮壮素1600mg/L增加折节粗效果最好。

由图3可知，而15%多效唑200mg/L和50%矮壮素1600mg/L对增加茎秆壁厚效果非常好。

由图4可知，用50%矮壮素1600mg/L处理的茎秆抗折力最大，用50%矮壮素1200mg/L处理的茎秆抗折力也明显优于其他处理。

由图5可知，5%烯效唑320mg/L 、50%矮壮素1200mg/L、和15%多效唑400mg/L对增加有效穗数效果都较好。

由图6可知，5%烯效唑80mg/L 、15%多效唑800mg/L增加穗粒数效果较好。

由图7可知，50%矮壮素1200mg/L对增产效果最好，其次是5%烯效唑320mg/L，5%烯效唑160mg/L、5%烯效唑80mg/L和50%矮壮素800mg/L效果也较好。

由图2～图6可以总结各种浓度的矮壮素、烯效唑、多效唑对单一性状的最佳处理方案，若供试材料特别需要调节某一性状，可针对这一性状选择处理方案。

但生产中一般追求最高产量，为了便于机械作业，减少风险，需要提高抗倒伏能力。由图1和图7综合分析，增产效果50%矮壮素1200mg/L对增产效果最好，倒伏程度在39°～45°，若收割机能收割这种倒伏程度的水稻，50%矮壮素1200mg/L则是可选择的处理方案；5%烯效唑160mg/L产量和倒伏程度都不是最好，但倒伏程度主要在46°～60°，机械可以收割，从综合效果分析，5%烯效唑160mg/L是最佳方案；5%烯效唑80mg/L抗倒效果最好，几乎不倒，产量也不低，收获机械需要倒伏级别较低的，5%烯效唑80mg/L是理想处理方案。

3 小结与讨论

3.1 矮壮素、烯效唑、多效唑对倒伏及植株性状的影响

抗倒伏效果5%烯效唑优于50%矮壮素和15%多效唑。而5%烯效唑 80mg/抗倒伏效果最好；用50%矮壮素1600mg/L效果最好；15%多效唑600～800mg/L抗倒伏效果最好。

若要调节茎秆的单一性状，50%矮壮素1600mg/L增加折节粗效果最好；15%多效唑200mg/L和50%矮壮素1600mg/L对增加茎秆壁厚效果非常好；用50%矮壮素1600mg/L处理的茎秆抗折力最大，用50%矮壮素1200mg/L处理的茎秆抗折力也明显优于其他处理

3.2 矮壮素、烯效唑、多效唑对产量及穗部性状的影响

分析发现，50%矮壮素1200mg/L对增产效果最好，其次是5%烯效唑320mg/L，5%烯效唑160mg/L、5%烯效唑80mg/L和50%矮壮素800mg/L效果也较好。

针对穗部性状得知，5%烯效唑320mg/L 、50%矮壮素1200mg/L、和15%多效唑400mg/L对增加有效穗数效果都较好；5%烯效唑80mg/L 、15%多效唑800mg/L增加穗粒数效果较好。

3.3 讨论

3.3.1 矮壮素、烯效唑、多效唑抗倒伏的作用机制。从本试验数据显示，用任何浓度的矮壮素、烯效唑、多效唑都能减小植株的倒伏程度。对水稻秸秆性状进行分析结果显示，矮壮素、烯效唑和多效唑没有降低植株株高，抗倒伏的作用机制主要是增加了植株的茎秆粗度和壁厚，增强了植株的抗折力，从而减小了植株的倒伏程度，这与前人的研究结果相似[14-15]。

3.3.2 矮壮素、烯效唑、多效唑增产的作用机制。矮壮素、烯效唑、多效唑处理过的植株灌浆后期茎秆的充实度强于对照，抗折力较强，能促进弱势粒灌浆，这是提高有效穗数和穗粒数的重要生理原因，而这两个性状与产量显著正相关。

其次，相对倒伏植株通风透光条件差，功能叶面积急剧衰减，营养物质运转受阻，的植株提高了抗倒能力，变相延长了有效光合时间，这也是增产的重要因素。

3.3.3 处理方案制定。生产中既要追求高产，也要适应机械化作业。选择处理方案需要综合考虑，5%烯效唑160mg/L产量和倒伏程度都不是最好，但倒伏程度主要在46°～60°，机械可以收割，从综合效果分析，5%烯效唑160mg/L是最佳方案；5%烯效唑80mg/L抗倒效果最好，几乎不倒，产量也不低，收获机械需要倒伏级别较低的，5%烯效唑80mg/L是理想处理方案；50%矮壮素1200mg/L对增产效果最好，倒伏程度在39°～45°，若收割机能收割这种倒伏程度的水稻，50%矮壮素1200mg/L则是可选择的处理方案。

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