不同生育时期喷施多效唑对谷子光合特性及产量的影响

鱼冰星，王宏富，杨 净，张伟莉，孙清华

（山西农业大学农学院，山西太谷030801）

随着功能农业的发展，人们对杂粮的关注度越来越高。山西作为杂粮大省，素来有着“小杂粮王国”的称谓，其得天独厚的生态气候条件造就了山西省丰富多样的作物种类，尤其小杂粮的种类和质量居于全国的前列。在诸多的杂粮中，以谷子为首，不仅种植面积大、产量高，而且以品质优良著称[1]。谷子作为传统优势作物，不仅群体密度大、品质好，还具备抗旱、耐贫瘠、水分利用效率高和适应性强等优点，在旱作农业中占有举足轻重的地位，成为我国北方干旱、半干旱地区发展持续农业的支柱作物，对山西农业的可持续发展起着至关重要的作用[2]。众所周知，谷子品种与密度是制约产量的关键因素，而密度的增加易使谷子茎秆脆弱和倒伏，出现倒伏时，会严重减产。因此，在选用高产品种和增加种植密度的前提下防止谷子倒伏，是提高谷子产量亟待解决的一个重要课题[3-4]。

多效唑是20世纪80年代研制成功的新型三唑类植物生长延缓剂，是内源赤霉素合成的抑制剂，对植株生长发育具有调控效应，可以延缓植株生长、抑制茎秆徒长、缩短节间、增强植物抗逆性能、提高植物叶片叶绿素含量、增加作物的穗质量、千粒质量，从而使作物增产[5]。聂萌恩[6]通过叶面喷施多效唑发现，其可显著提高谷子叶片叶绿素含量，使其光合作用增强；史关燕等[7]研究多效唑喷施浓度及时期对谷子性状及品质的影响，结果表明，喷施多效唑能显著抑制茎秆伸长，降低株高，增强作物的抗逆性能，增加谷子的穗粗、穗质量、穗粒质量和产量。由于植物生长调节剂的效果受喷施时期、浓度、作物种类及其他因素的影响，多效唑在谷子上施用效果的报道并不一致。

本试验主要研究张杂谷10号在拔节期前、拔节期和孕穗期喷施不同浓度多效唑处理下对其光合特性及产量的影响规律，从而确定谷子的最佳喷施浓度和时期，旨在为谷子的高产和稳产调控提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试谷子品种为张杂谷10号，由山西农业大学谷子课题组提供。药剂为四川国光农化股份有限公司生产的15%多效唑粉剂。供试土壤为重壤土。

1.2 试验设计

试验于2017年5—10月在山西农业大学申奉试验站进行。试验大田位于山西省的中部，地形为盆地，为暖温带大陆性气候，因地形和环境因素的影响，年平均降水量为453.7 mm[8-9]。试验采用随机区组设计，3个施药水平，多效唑质量浓度分别为150（A1），300（A2），450 mg/L（A3），分别于拔节期前（T1）、拔节期（T2）以及孕穗期（T3）这 3个时期进行喷施，以清水为对照（CK），设3次重复，小区面积4 m×4 m＝16 m2，留苗密度 218 460 株 /hm2。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 光合指标测定 从各个小区选取10株具有代表性的植株，在晴朗无风的 9：00—11：00，用CI-340便携式光合仪测定田间各小区谷子倒2叶的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）、胞间 CO2浓度（Ci）等光合参数，每项指标重复测量3次，结果取平均值。

1.3.2 叶绿素含量测定 从各个小区选取10株具有代表性的植株，使用SPAD-502叶绿素测定仪，测定其倒2叶中间部分的叶绿素含量，每株重复3次，结果取平均值。

1.3.3 产量测定 谷子成熟后收获前，从各个小区中取3个具有代表性的1 m2调查产量，通过统计1 m2的谷子产量，将其转化为公顷产量，结果取平均值。

随后从每个小区中随机取10株，进行室内考种，测定穗长、穗质量、千粒质量、穗粒质量等，每个处理重复3次，结果取平均值[10]。

1.4 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2010进行数据整理和SPSS软件对数据统计分析，并用Duncan新复极差法进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施多效唑对谷子叶片净光合速率的影响

由图1可知，在T1时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理的叶片净光合速率较CK分别增加29.23%，48.05%，16.76%；在T2时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加23.75%，35.35%，11.12%；在T3时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加19.22%，30.26%，1.03%。除T3A3处理外，其他处理与对照相比均有显著性差异。各时期均随喷施多效唑浓度的增加，谷子叶片净光合速率呈现先增高后降低的趋势，表现为A2＞A1＞A3＞CK。从不同时期喷施相同浓度来看，T1时期喷施多效唑相比其他时期效果更好。

2.2 叶面喷施多效唑对谷子叶片蒸腾速率的影响

由图2可知，在T1时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理的叶片蒸腾速率分别比CK增加18.34%，40.48%，8.65%；在 T2时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加15.57%，28.72%，8.30%；在T3时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加12.80%，25.26%，5.19%。除T3A3处理外，其他处理与对照相比均达到显著差异。各时期均随喷施多效唑浓度的增加，谷子叶片蒸腾速率呈现先增高后降低的趋势，表现为A2＞A1＞A3＞CK。在3个时期喷施多效唑均会促进谷子叶片蒸腾速率的增加，其中在T1时期喷施效果要优于其他2个时期，对谷子叶片蒸腾速率增加效果更好。

2.3 叶面喷施多效唑对谷子叶片气孔导度的影响

从图3可以看出，在T1时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理的叶片气孔导度分别比CK增加8.75%，17.24%，6.75%；在 T2时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加7.20%，14.27%，1.31%；在T3时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加6.77%，9.60%，0.14%。除T3A3处理外，其他处理与对照相比均达到显著差异。各时期均随喷施多效唑浓度的增加，谷子叶片气孔导度呈现先增高后降低的趋势，表现为A2＞A1＞A3＞CK。在3个时期喷施多效唑均会促进叶片气孔导度的增加，其中在T1时期喷施效果要优于其他2个时期，对谷子叶片气孔导度增加效果更好。

2.4 叶面喷施多效唑对谷子叶片胞间CO2浓度的影响

从图4可以看出，除T3A3处理外，各处理的谷子叶片胞间CO2浓度均显著低于CK；在同一浓度下，T1时期喷施多效唑处理的谷子叶片胞间CO2浓度均低于其他时期；在同一时期内，喷施不同浓度多效唑，胞间CO2浓度随着浓度增加呈先降低后增高的趋势，其中在A2浓度处理下谷子的胞间CO2浓度达到最小值，T1，T2，T3时期分别比对照降低28.70%，25.33%，24.91%。

2.5 叶面喷施多效唑对谷子叶片叶绿素含量的影响

叶绿素的相对含量是经测定叶片在蓝光和红光2种波长的吸收率来明确的，即由2种波长范围内的透光系数来确定叶片此时叶绿素的相对数值，无纲量、无单位，能较好地表达叶绿素含量[11-12]。从图5可以看出，在T1时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理的叶片叶绿素含量分别比CK增加8.26%，17.80%，7.01%；在 T2时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加7.18%，12.99%，3.28%；在T3时期喷施多效唑，A1，A2，A3处理较CK分别增加6.16%，10.94%，0.07%。除T3A3处理外，其他处理与对照相比均达到显著差异。各时期均随喷施多效唑浓度的增加，谷子叶片叶绿素含量呈现先增高后降低的趋势，表现为A2＞A1＞A3＞CK。在3个时期喷施多效唑均会促进叶片叶绿素含量的增加，其中T1时期喷施效果要优于其他2个时期。

2.6 叶面喷施多效唑对谷子产量及产量构成因素的影响

从表2可以看出，在不同的喷施处理下，各处理的产量构成因素呈现出一定的规律性。总体来看，除穗长外，多效唑各处理下的穗质量、穗粒质量、千粒质量均显著高于空白对照。3个喷施时期均在A2浓度时对谷子穗质量、穗粒质量、千粒质量影响最大。其中，T1时期在A2浓度下谷子穗质量、穗粒质量、千粒质量分别比对照增加29.17%，30.77%，23.82%，且与对照间差异达到显著水平；T2时期在A2浓度下谷子穗质量、穗粒质量、千粒质量分别比对照增加24.10%，23.41%，20.06%；T3时期在 A2浓度下谷子穗质量、穗粒质量、千粒质量分别比对照增加15.93%，18.20%，15.05%。

表2 多效唑对谷子产量及产量构成因素的影响

在实际的农业生产过程中，最终产量是大家最为重视的指标[13-14]，在T1，T2和T3时期对谷子的叶面喷施不同浓度的多效唑处理，结果表明，适宜浓度的处理可以显著提高谷子的产量。从表2可以看出，T1时期喷施A2浓度时谷子的产量最高，较对照增加了30.77%；T2时期喷施A2浓度时谷子比对照增产最多，比对照增加了23.41%；T3时期喷施A2浓度时的产量最高，比对照增加了18.21%。结果说明，如果想要提高谷子的产量，可以在谷子的生育期喷施适宜浓度的多效唑。

3 结论与讨论

3.1 不同喷施浓度对谷子光合参数及产量的影响

在谷子叶面喷施一定浓度的多效唑，随着喷施浓度的增加，谷子的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及相对叶绿素含量随之增加，产量也会提高，但是如果喷施浓度过高增加效果则会减弱[15-17]。本研究结果与徐世宏等[18]、聂萌恩[6]、史关燕等[7]关于喷施多效唑可以使植株矮化，增强茎秆的强度，增强其抗倒伏性，群体通风较好，从而使叶片叶绿素含量增加，有效提高植株的净光合速率，使之同化物质的能力增强，干物质积累增多，增加谷子的穗质量、穗粒质量、千粒质量，最终提高产量的结论相一致。本研究表明，300 mg/L多效唑处理的谷子净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、相对叶绿素含量及产量构成指标均达到最大，产量最高。

3.2 不同喷施时期对谷子光合参数及产量的影响

不同时期在谷子叶面喷施300 mg/L多效唑对谷子产量的影响表现为拔节期前的效果最好，其次是拔节期，孕穗期的喷施效果不如其他2个时期。这可能是由于施用多效唑在一定程度上能显著抑制谷子前期茎秆伸长，降低株高，使之同化物质的能力增强[19-20]。从试验结果可以得出，在谷子的拔节期前喷施300 mg/L的多效唑可以提高张杂谷10号的光合作用，增加穗质量、千粒质量和穗粒质量，为谷子的增产作出一定的贡献。