矮壮素对小麦幼苗生长和光合生理特性的影响

张军，高浪浪，张梅娟

（商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西商洛 726000）

小麦是世界第一大口粮作物，全球约40%的人口以小麦为主要粮食[1]。伴随着人们生活水平的提高，对小麦的消费逐渐向多元化发展，有色小麦具有较高的营养和保健价值，可开发成不含人工色素的纯天然保健食品，日益受到人们重视[2]。苗期是小麦重要的生长阶段，培育壮苗是小麦安全越冬和高产优质的基础[3]。通过施肥、中耕除草和镇压等措施可达到一定地促控目的，但由于费时、费力已很少使用[4]。受全球气候影响，近些年“暖冬”呈增加趋势[5]，造成小麦冬前徒长，引发冻害、倒伏、脱肥和严重病虫害等不良后果[6]。为解决这一难题需探究新的技术途径。

目前已有多种植物生长调节剂用于作物化学调控。矮壮素为低毒植物生长调节剂，是增强植物抗逆性能的理想生长调节剂[7]。前人研究表明，矮壮素通过抑制茎的伸长，使植株变矮、茎秆变矮，防治作物倒伏，在玉米[8]、大豆[9]、花生[10]、水稻等[11]作物应用上十分广泛。而有关矮壮素对小麦处理效应多集中在萌发特性[4,12]和中后期抗倒伏和对产量影响[7,13]方面，有关喷施矮壮素对小麦幼苗期生长发育的研究还鲜见报道。为此，本试验选取在商洛麦区有应用前景的2 种不同类型小麦，探究喷施矮壮素对其生长和光合生理特性的影响，以期为矮壮素在小麦幼苗生长及培育壮苗中的应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料和试剂

试验于2018 年在商洛学院生物学院实验室进行。选用商麦1619 和兰黑粒小麦为材料。商麦1619 为商洛麦区主栽旱地品种，兰黑粒小麦为商洛学院选育、在陕南地区有推广种植前景的小麦新品系。种子均由商洛学院秦岭植物良种繁育中心提供。矮壮素为安阳全丰生物科技有限公司生产的质量分数为80%的粉剂。

1.2 试验设计

挑选大小基本一致，籽粒饱满的小麦种子用10%次氯酸钠消毒10 min，自来水冲洗干净，蒸馏水室温浸种12 h 后置于有Hoagland 营养液的水培篮中培养。待小麦幼苗生长至二叶一心时，用 0（CK）、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的矮壮素叶面喷施矮壮素，CK 为等量蒸馏水，7 d 后进行指标测定。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 生长指标

刻度尺测量苗高、根长、叶长、叶宽（叶片最宽处的距离），参照李浩然等[14]计算叶面积。分析天平称量整株鲜重。每个处理3 次重复。

1.3.2 光合指标

光合指标采用Li-6400 便携式光合仪（美国）测定。测定指标为净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci）。光源设定为 300 μmol·m-2·s-1，开放式气路，CO2浓度约为 350 μmol·L-1左右。每个处理 3 次重复。

1.4 统计分析

Excel 2003 进行数据处理，SPSS18 进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 喷施矮壮素对小麦幼苗生长指标的影响

2.1.1 喷施矮壮素对小麦幼苗株高、根长和鲜重的影响

由表1 可得，喷施矮壮素后小麦幼苗株高、根长和鲜重表现出不同的变化规律。喷施矮壮素后降低了小麦的株高。和对照相比，商麦1619株高降低幅度为5.1%～39.8%，兰黑粒降幅为6.9%～22.8%。2 个供试小麦品种均在2.0%浓度的矮壮素处理下矮化程度最大。喷施矮壮素后小麦根长和鲜重则呈增加趋势。以根长为研究对象，喷施矮壮素后，商麦1619 根长较对照增加10.7%～61.9%，兰黑粒增加30.2%～130.2%。2%的矮壮素对小麦根长增加最明显，而1.5%的矮壮素则对鲜重的促进最大。

表1 喷施矮壮素对小麦株高、根长和鲜重的影响

2.1.2 喷施矮壮素对小麦幼苗叶长、叶宽和叶面积的影响

由表2 可得，小麦叶长、叶宽和叶面积随着喷施矮壮素浓度的增加表现出“先增后减”的变化趋势。以叶长为研究对象，喷施矮壮素浓度为0.5%、1%、1.5%时，商麦1619 叶长较对照增加70.28%、80.15%和89.89%；兰黑粒小麦增加6.50%、7.46%和26.38%。喷施矮壮素浓度增加至2%、2.5%时，小麦叶长下降。其中，商麦1619 叶长较对照增加86.19%和60.42%；兰黑粒小麦增加17.88%和7.46%。浓度为1.5%时叶长、叶宽和叶面积均为最大，就叶片性状来看，1.5%是增加小麦叶面积的最佳浓度。

表2 喷施矮壮素对小麦叶长、叶宽和叶面积的影响

2.2 喷施矮壮素对小麦幼苗光合生理特性的影响

由表3 可得，喷施矮壮素后小麦幼苗光合特性变化趋势因指标而异。净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）不同程度地高于对照。以净光合速率（Pn）为研究对象，喷施矮壮素浓度为 0.5%、1%、1.5%、2%时，商麦 1619 显著高于对照14.9%、21.6%、29.6%、34.8%和 33.3%，兰黑粒小麦增幅依次为17.6%、31.1%、44.4%、49.8%和45.9%。胞间CO2浓度（Ci）则随着矮壮素浓度地增加显著性下降。

表3 喷施矮壮素对小麦幼苗光合生理特性的影响

2.3 喷施矮壮素对小麦幼苗叶绿素含量的影响

由图1 可得，喷施矮壮素后小麦叶中叶绿素含量有不同程度地增加。0.5%、1%矮壮素浓度下，商麦 1619 较对照分别增加6.2%和17.7%，兰黑粒小麦增加14.9%和21.5%。1.5%浓度下叶绿素含量达到最大，商麦1619 和兰黑粒小麦显著高于对照184.4%和88.3%。2%、2.5%浓度下其值有所下降。

图1 喷施矮壮素对小麦幼苗叶绿素含量的影响

3 讨论和结论

苗期是小麦生长发育的重要时期，其长势直接影响最终的产量和品质，因此小麦苗期小麦生长情况为众多农艺学家关注。株高、根长、鲜重、叶片大小是植物生长发育状况的综合体现，能较好地反映植物在幼苗期对环境的适应情况[16]。本试验中，喷施矮壮素后2 个供试小麦品种株高均有不同程度地下降。矮壮素控制植株生长，使植株节间缩短，最终表现为株高降低[4]。根长、鲜重、叶长、叶宽和叶面积表现出随着矮壮素浓度增加而增加，这可能与一定浓度的矮壮素促进根系生长，根系的生长促进了地上部叶片的生长所致[17]。当矮壮素浓度2%时，根长、鲜重和叶面积出现下降，高浓度的矮壮素对小麦生长产生了毒害作用。此外，商麦1619 在1.5%浓度下矮化率最大，兰黑粒则为2%浓度下矮化率最大，可见矮壮素降低株高的效应存在品种间差异。

光合作用是植物生长的生理基础，反映植株的生长势和抗逆性。本试验中，净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和叶绿素含量在喷施矮壮素后均有不同程度地增加。这和钟瑞春[10]等研究结果基本一致。究其原因，适宜浓度矮壮素提高了小麦叶面积和叶绿素含量，这为光合速率的增加提供了形态基础和物质保证。综合所测指标，2%矮壮素浓度处理效果较好，可促进小麦幼苗干物质积累，有利于培育壮苗。