苗期不同浓度多效唑对南方晚粳稻秧苗素质、茎蘖动态及产量的影响

成臣 雷凯 程慧煌 王盛亮 朱博 卢占军 高冰可 王斌强 石庆华 曾勇军, *

苗期不同浓度多效唑对南方晚粳稻秧苗素质、茎蘖动态及产量的影响

成臣1, 2, #雷凯1, 3, #程慧煌1, 4王盛亮1, 5朱博2卢占军2高冰可3王斌强3石庆华1曾勇军1, *

(1作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省作物生理生态与遗传育种重点实验室/江西农业大学双季稻现代化生产协同创新中心/南方粮油作物协同创新中心，南昌 330045；2赣南师范大学 生命与环境科学学院/国家脐橙工程技术研究中心, 江西 赣州 341000；3九江农业科学院，江西 九江 332101；4江西省棉花研究所，江西 九江 332105；5江西省高安市农业农村局，江西 宜春 330800；#共同第一作者;*通信联系人，E-mail: zengyj2002@163.com)

【】通过喷施多效唑来达到高产所需的足穗，解决南方晚粳稻有效穗数不足的问题。设计以品种为主区、多效唑浓度为副区的裂区试验。以镇稻11和甬优2640为晚粳稻材料，以晚籼稻H优518为对照；多效唑浓度(以有效成分计)分别设A1(0 mg/L)、A2(84 mg/L)、A3(120 mg/L)、A4(156 mg/L)和A5(192 mg/L)共5种施用水平。2014—2015年评估了不同浓度多效唑对南方晚粳稻秧苗素质、茎蘖动态及产量的影响。随多效唑浓度增加，2年各品种秧苗苗高均逐渐降低；H优518及甬优2640秧苗叶龄及SPAD值逐渐增加，而镇稻11却先增后降；三品种秧苗单株根长、根数、分蘖数以及有效穗数、结实率、籽粒充实度和产量均随苗期喷施多效唑浓度的增加呈现先增后降趋势，其中H优518及甬优2640两品种的上述指标均在A4时最高，镇稻11在A3表现最佳。喷施适宜浓度多效唑可显著提高水稻秧苗素质、有效穗数及产量。其中，H优518及甬优2640以A4(156 mg/L)时产量表现最好，而镇稻11却在A3(120 mg/L)时产量达到最高。

多效唑；晚粳稻；秧苗素质；茎蘖动态；产量

随着居民饮食习惯的改变及生活水平的提高，粳米的需求量也逐年增加，扩大粳稻种植面积及提高粳稻总产量可有效缓解我国粳米供不应求的现状[1]。东北三省是我国粳稻主产区，其粳稻种植比例约为93.7%；长江中下游地区如江苏、上海及浙江等单季稻发展也较好。江西、湖南等南方双季稻区是我国粮食主产区，目前粳稻种植比例不高，发展粳稻的空间及潜力可观[1]。近年来“籼改粳”工作在南方双季稻区取得重大突破，已呈现“籼退粳进”的发展趋势，并成为该稻区增产提质的重要举措[2]，其中“晚粳稻”是最主要的种植模式[3]。

为了进一步扩大南方稻区粳稻推广面积，对“籼改粳”发展的制约因素进行技术攻关尤为重要。目前晚粳稻品种选择及配套的栽培技术措施均有深入研究[1, 4-6]；然而大量研究[7, 8]表明，由于晚粳稻分蘖期气温较高、粳稻尤其是常规粳稻，水稻分蘖能力降低，分蘖持续时间短且成穗率不高，以致有效穗数不足的现象较为突出，从而在一定程度上限制了晚粳稻超高产的形成。虽然，董啸波[9]研究表明，通过提高每穴栽插苗数可以达到高产所需要的有效穗数，但增加用种量提高了种植成本。能否探索一种低成本又便捷的有效方式是发展和推广粳稻的重要目标。

多效唑是一种具有促进植物分枝、分蘖、生根、抑制茎秆伸长、提高产量和增强抗逆性等生理效应的植物生长延缓剂，同时多效唑还具有用量少及成本低等特点，在农作物及园艺作物生产上应用很广泛[10-13]。然而目前能否通过施用多效唑来解决晚粳稻有效穗数不足的问题尚未见相关报道，有关南方晚粳稻对不同多效唑浓度的响应也不清楚。因此，本研究以南方晚粳稻为对象，研究不同多效唑浓度对水稻秧苗素质、茎蘖动态及产量的影响，旨在为南方双季稻区“籼改粳”高产稳产及高效栽培提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验点概况

于2014－2015年在江西省上高县泗溪镇曾家村(115°9' E，28°31' N)晚稻季开展试验研究。试验田前茬为早籼稻，2014和2015年试验前耕层(0－20 cm)土壤全氮含量分别为2.11 g/kg和2.18 g/kg、速效氮73.5 mg/kg和75.8 mg/kg，速效磷27.4 mg/kg和28.6 mg/kg，速效钾74.3 mg/kg和75.7 mg/kg，有机碳20.8 g/kg和21.6 g/kg，土壤pH分别为5.26和5.29。

1.2 试验设计

晚粳稻供试品种为常规粳稻镇稻11与籼粳杂交稻甬优2640，以晚籼稻H优518为对照。供试多效唑(植物生长调节剂)为有效成分含量15%的可湿性粉剂(江苏苏中农药化工厂出品)。多效唑浓度(以有效成分计)分别设A1(0 mg/L)、A2(84 mg/L)、A3(120 mg/L)、A4(156 mg/L)和A5(192 mg/L)共5种施用水平。试验按照品种为主区、多效唑浓度为副区的裂区试验设计，3次重复，共45个小区。秧田期及本田期每小区面积分别为2 m2及30 m2，各小区之间筑田埂保证单独排灌，并用塑料薄膜包埂防止串水串药串肥。

两年均于6月25日播种，采用湿润育秧方式。在1叶1心期(秧苗期)喷施不同浓度的多效唑药液，用水量均为0.15 L/m2，喷施时秧田水层灌至3~5 cm、施药后持续保持有水层至移栽，中途可适度灌溉加水(中途切勿排水)，之后均常规管理。7月20日移栽(采用人工移栽方式)，栽插行株距为25 cm×15 cm，镇稻11、甬优2640及H优518每穴分别栽插5、3及2株苗。施用尿素、钙镁磷肥和氯化钾，镇稻11和甬优2640纯N施用量均为255 kg/hm2，H优518纯N施用量为195 kg/hm2，3个品种磷肥和钾肥(分别以P2O5及K2O计)施用量均一致，分别为90 kg/hm2及180 kg/hm2。其中，氮肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥=5∶2∶3施用，磷肥一次性作基肥施用，钾肥按基肥∶穗肥=7∶3施用。水分管理技术以及其他农事操作均按水稻高产优质栽培技术进行。

表1 在不同年份、品种和多效唑浓度下南方晚粳稻秧苗素质的方差分析(F值)

**表示在0.01水平上差异显著，ns表示差异不显著。

**indicates significant difference at the 0.01 level. ns, No significance.

1.3 测定内容与方法

1.3.1 秧苗素质

秧苗移栽前1 d，随机挑选各处理下株型及长势中等的秧苗30株，3次重复，分别记录其叶龄、苗高、根长、根数(0.5 cm以上的不定根)、分蘖数及其SPAD值。

1.3.2 茎蘖动态

水稻移栽至齐穗期，各小区定点10穴调查其茎蘖数；分蘖前中期每3 d调查1次，分蘖后期每6 d调查1次。

1.3.3 产量及产量构成因素

在水稻成熟期，各小区随机调查120蔸有效穗数，按照平均有效穗数法选取5蔸稻穗进行每穗粒数、结实率及千粒重等产量构成因素考查。并在各小区中心区域实收200穴，脱粒、晒干并风选后称重，测定其实际产量。

1.3.4 籽粒充实度

在成熟期，将考种稻穗经手工脱粒后，采用水漂法分离密度小于1.0(空瘪粒漂浮水面)和密度大于1.0(饱满籽粒沉入水底)的水稻籽粒，随后将沉入水底的籽粒烘干，随机数取200粒稻谷、重复5次，称重并进行标准含水量换算。依照朱庆森等[14]的计算方法：籽粒充实度(%)=(受精籽粒千粒重/密度大于1的饱满籽粒千粒重)×100%。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 22.0和Origin 9.0软件分析处理数据和制图；LSD 法进行差异显著性检验(＜0.05)。

2 结果与分析

2.1 秧苗素质

方差分析表明，各秧苗素质指标在不同品种及处理间均存在极显著差异；除单株根长及根数外，其他指标在年份间差异均达极显著水平(表1)。单株根长、根数及SPAD值在品种与处理互作上差异达极显著水平。

随多效唑浓度增加，两年各品种秧苗单株根长、根数及分蘖数均呈先增后降。其中H优518及甬优2640的上述指标均在施用156 mg/L多效唑 (A4)时最高，镇稻11在施用120 mg/L多效唑(A3)表现最佳(表2)；而各品种苗高却均呈逐渐降低趋势。各品种在秧苗叶龄及SPAD值上存在差异，H优518及甬优2640上述指标均随多效唑浓度增加而增加，但镇稻11却先增后降，并在A3处理最大。

2.2 茎蘖动态

随着多效唑施用浓度增加，在移栽至高峰苗期，H优518和甬优2640茎蘖数均逐渐增加；而高峰苗期之后茎蘖数呈先增后降，并均在A4时达到最高(图1)。镇稻11茎蘖数随多效唑浓度增加呈先增后降，其中在移栽后12 d其茎蘖数均在A3时达到最高。

从不同品种来看， H优518分蘖增长率及分蘖下降率均最高，其茎蘖数有“大起大落”之势；镇稻11分蘖增长率及分蘖下降率均最低，其茎蘖数变幅较为平缓；而甬优2640介于二者之间。此外，在达到高峰期的时间也存在差异，H优518及甬优2640在移栽后24 d达到高峰苗期，而镇稻11号茎蘖数却在移栽后27 d达到最高值。

表2 不同多效唑浓度对南方晚粳稻秧苗素质的影响

A1, A2, A3, A4, A5分别表示多效唑浓度(以有效成分计)为0、84、120、156、192 mg/L; 表中同一品种后跟相同小写字母表示不同处理同一季节和品种间差异达5%显著水平(﹤0.05)，表中数据均为平均数（=5）。

A1, A2, A3, A4, A5indicate that the concentrations of paclobutrazol are 0, 84, 120, 156 and 192 mg/L(calculated by active ingredients), respectively. Common lowercase letters in the same column indicate no significant difference in the same year for a given variety at 5%. Data are shown as mean(=5).

Fig. 1. Effect of different concentrations of paclobutrazol on tiller dynamics ofrice during late-rice cropping seasons in southern China (2014).

2.3 产量及其构成因素

方差分析表明(表3)，有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重、籽粒充实度及产量在品种间差异均呈极显著。除结实率与千粒重外，其他指标均在年份间差异达显著水平或极显著。除每穗粒数及结实率外，其他指标在处理间均达极显著水平。产量、有效穗数、结实率及籽粒充实度在品种与处理互作上均表现差异显著或极显著。

随着多效唑浓度增加，各品种产量均呈先增后降趋势(表4)。其中，H优518和甬优2640在A4时达到最高，与A4产量相比，H优518和甬优2640品种A1、A2、A3、A5处理产量分别降低10.5% ~12.1%、5.7%~8.3%、3.0%~3.2%、0.3%~0.5%和14.0%~14.5%、7.8%~8.7%、2.3%~2.6%、0.6%~0.8%；而镇稻11在A3时产量表现最好，与A3产量相比，其A1、A2、A4、A5处理产量分别降低6.6%~6.7%、3.8%~3.9%、0.8%~0.9%、3.3%~3.5%。

表3 在不同年份、品种和多效唑浓度下南方晚粳稻产量及其构成因素的方差分析(F值)

*和**分别表示在0.05和0.01水平上差异显著，ns表示差异不显著。

*and**indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 levels, respectively. ns, No significance.

表4 不同多效唑浓度对南方晚粳稻产量及其构成因素的影响

表中同列相同小写字母表示不同处理同一季节和品种间差异未达5%显著水平, 表中数据均为平均数(=5)。

Common lowercase letters in the same column indicate no significant difference in the same year for a given variety at 5%. Data are shown as mean(=5).

从产量构成因素来看，不同品种下各处理对有效穗、千粒重及籽粒充实度存在显著性差异，对每穗粒数及结实率的影响不显著(表4)。随着多效唑浓度增加，各品种有效穗数、结实率及籽粒充实度均呈先增后降趋势，其中H优518和甬优2640各指标均在A4时达到最高，而镇稻11均在A3时产量表现最好。

相关分析表明，产量与每穗粒数及结实率相关不显著，与有效穗数及充实度均呈极显著相关(表5)。与千粒重的相关性因品种而异，其中H优518及甬优2640品种产量与千粒重均呈极显著相关，而镇稻11二者相关不显著。

表5 不同品种产量与产量构成因素之间相关性分析

0.05=0.63,0.01=0.77.

3 讨论

多效唑是一种高效、低毒及价廉的植物生长延缓剂，具有调控植物生长、促进花芽分化、延长花期、提高植物抗逆性、强化抗倒伏能力及提高作物产量等作用，在农作物、花卉、蔬菜和果树等作物上均有广泛应用[15-17]。目前晚粳稻是南方稻区增产稳产的重要途径，与晚籼稻相比，晚粳稻能充分利用10月中旬至11月上旬之间的温光资源，“源”足是其获得高产的重要因素；而有效穗数少是晚粳稻进一步增产的主要限制因素，进行扩“库”特别是有效穗数的提高将尤为重要，然而目前晚粳稻有效穗数及产量对多效唑的响应还不清楚。因此，深入探究多效唑对晚粳稻生长发育的影响是南方稻区扩大粳稻推广面积的有力保障。

3.1 秧苗期喷施多效唑对晚粳稻秧苗素质及其产量的影响

培育壮秧是实现水稻高产、稳产的基础，其中秧苗期多效唑的合理使用对秧苗素质具有显著的调控作用。翟孝勋[18]研究认为，于水稻秧苗期喷施多效唑具有促进秧苗生根及分蘖的发生，提高叶龄、叶鞘重和基茎粗，推迟分蘖滞增期等作用，可优化水稻秧苗群体并提高秧苗素质，从而为实现水稻高产奠定良好基础。刘希财等[19]也发现，水稻秧苗期喷施稀释600及800倍液浓度的多效唑均可提高秧苗叶龄、茎基部宽、总根数、白根数、分蘖数及百株茎叶干重，其中以600倍液浓度的多效唑施用效果最佳；而喷施稀释400倍液浓度的多效唑对秧苗素质存在明显的抑制作用。本研究得到类似结果，1叶1心期喷施适宜浓度的多效唑可以显著提高晚粳稻秧苗单株根长、根数、分蘖数及SPAD值并显著降低苗高，若多效唑施用的浓度过高则对秧苗生长发育存在一定抑制作用。

在秧苗期喷施多效唑不仅对秧苗素质具有显著影响，还具有一定后效应。本研究表明，于秧苗期喷施适宜浓度的多效唑可显著增加晚粳稻分蘖期茎蘖数、有效穗数、千粒重及产量。翟孝勋[18]研究也认为，水稻秧苗期施用多效唑后，其后效应对本田水稻群体质量的改善效果显著，主要表现在成穗率高，单位颖花量增加，光合效率、粒叶比及干物质积累量显著提高，通过增穗、增粒及增重等措施实现水稻高产。闫凯莉等[20]也研究表明，在水稻1叶1心期喷施15%多效唑可湿性粉剂以400 mg/L的使用浓度时促分蘖效果最好，而以100～200 mg/L的使用浓度时可显著提高每穗粒数、结实率、千粒重和产量，若浓度进一步提高则可显著抑制水稻分蘖及其生长。本研究也表明，适宜多效唑浓度的施用可有效提高秧苗素质、提高分蘖能力、改善株型，从而实现增产；但多效唑施用浓度过高，则会导致分蘖期茎蘖数、有效穗数、千粒重及产量均有所降低。

综上，对适宜多效唑浓度显著提高有效穗数、千粒重及产量等结论均得到认可。究其原因，闫凯莉等[20]认为，施用多效唑后其抑制植物体内赤霉素的合成，并提高体内IAA氧化酶活性并调节IAA及ABA含量，达到抑制作物生长并促进其分支分蘖等作用，从而实现高产。王熹等[21]研究认为，多效唑通过提高水稻体内吲哚乙酸氧化酶活性，氧化降解植物内源IAA并降低内源IAA含量，有效缓解稻苗顶端生长优势，从而促进侧芽(分蘖)的发生，达到“控长促蘖”的效果。但本研究表明喷施多效唑对每穗粒数及结实率的影响不大，这与霍孝勋[18]及闫凯莉等[20]观点不同，产生的差异可能与品种特性(如生育期、株型及对多效唑的敏感性等)或栽培方式有关，但与张结刚等[22]研究报道较为一致，其也认为通过秧苗期施用多效唑可以通过增加有效穗数而显著提高机插稻产量，但对每穗粒数及结实率均无显著差异。

本研究采用湿润育秧、秧龄为20 d时进行人工移栽，喷施多效唑壮秧增产效果较好，若秧龄延长至30 d其增产效果如何还有待于研究。湿润育秧是较为传统的育秧方式，而旱育秧具有节水省工、秧苗健壮、根系发达、秧龄短弹性大、返青快等较多优势，若配合喷施多效唑是否可以进一步提高秧苗素质也需深入探究。此外，本研究还发现，不同品种对喷施多效唑的适宜浓度存在差异。本研究对不用类型品种的晚粳稻仅采用1个品种开展了研究，因此关于晚粳稻不同类型品种对多效唑适宜浓度的确定还需进一步深入研究。

3.2 各时期、多时期或多种调节剂联合施用多效唑的作用及其应用功能探究

3.2.1 施用时期对水稻秧苗素质及其产量的影响

本研究中多效唑喷施时期为秧苗1叶1心期，然而不同多效唑施用时期对晚粳稻生长发育可能存在差异，其适宜的浓度也可能不同。张建华等[23]研究认为，于返青分蘖期施用750～1125 g/hm2的多效唑水稻产量间差异不显著，但对改善株形结构、增加有效穗数及抗倒伏能力，并提高水稻稳产性能等方面具有显著作用。据龚超热[24]研究报道，于拔节期喷施多效唑进行化控，可有效提高水稻成穗率及增加植株中下部透光率，有利于高产群体的形态建成，而在幼穗分化六期(即叶枕平时)施药效果不明显。王熹等[25]研究表明，于水稻始穗期施用适宜浓度的多效唑可有效抑制单穗粒间顶端优势, 显著增加结实率和千粒重, 从而实现产量增加；而高浓度多效唑的施用存在减产作用。因此，有必要对不同多效唑施用时期下实现晚粳稻高产的适宜浓度进行明确，相关作用机理也需深入研究，以期更加全面地为南方稻区晚粳稻增产稳产提供理论依据及技术指导。

3.2.2 多时期及多种调节剂联合施用多效唑对水稻秧苗素质及其产量的影响

多效唑单一时期或单一药剂施用其调控效能均可能受到限制。姚雄等[26]研究认为，与单一时期施用相比采用100 mg/L 多效唑浸种并结合2叶1心期喷施250 mg/L多效唑其秧苗素质较好、栽插质量高，利于大田生长，最终保证高产所需基本苗。于秧苗期喷施新型植物生长调节剂多效唑钾盐[27]或喷施3.2%赤霉素·多效唑[28](俗名粒粒饱，LLB)下也均比单一使用多效唑的水稻增产效果好。因此，多时期及多种生长调节剂联合施用对晚粳稻的生长发育影响也是下一步研究的重要方向。

3.2.3 多效唑在水稻生产中多种应用功能探究

本通过施用多效唑来解决晚粳稻有效穗数不足的问题，取得较好的效果。龙瑞平等[29]通过喷施多效唑有效地解决了机插稻育秧秧龄弹性过小的关键问题，并建议与采用旱育秧及降低播种量等措施相结合的育秧方式来延长机插稻秧龄的弹性。姜龙等[30]及龚超热[24]均研究认为，喷施多效唑主要增加了水稻茎秆的粗度和壁厚，增强了其抗折力及抗倒伏能力，从而能有效解决优质稻、直播及抛秧等易倒伏的问题。王熹等[21]还研究表明，长江中下游地区晚籼稻秧苗徒长严重，应用多效唑可有效达到控长促蘖增产的目标。陈觉敏[31]为了解决早稻稻栽后容易僵苗或者早中熟品种因超秧龄而出现早穗的问题，其研究认为喷施多效唑对早稻秧苗矮化、促蘖和防止僵苗等作用明显，并可有效防止超秧龄的早穗情况。因此，还需进一步利用并深入挖掘多效唑不同作用功效，以期解决农业生产过程中更多的实际问题。

4 结论

在南方双季稻区，适量喷施多效唑浓度可显著提高秧苗单株根长、根数、分蘖数、叶龄及SPAD值，降低苗高，并同步增加分蘖期茎蘖数、有效穗数、千粒重及产量，而每穗粒数及结实率差异不显著。其中H优518及甬优2640品种以施用156 mg/L多效唑时产量表现最好，而镇稻11对多效唑表现略为敏感，在施用120 mg/L多效唑时产量达到最高。因此，在秧苗1叶1心期喷施多效唑可以解决南方晚粳稻有效穗数不足的问题，其适宜的施用浓度因品种而异。

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Effects of Different Concentrations of Paclobutrazol in Seedling Stage on Seedling Quality, Tillering Dynamics and Grain Yield ofRice During Late Cropping Season in Southern China

CHENG Chen1, 2, #, LEI Kai1, 3, #, CHENG Huihuang1, 4, WANG Shengliang1, 5, ZHU Bo2, LU Zhanjun2, GAO Bingke3, WANG Binqiang3, SHI Qinghua1, ZENG Yongjun1,*

(Key Laboratory of Crop Physiology,,,;Life and Environmental Sciences College,,,;Jiujiang Academy of Agricultural Sciences,,;Cotton Research Institute of Jiangxi Province,,;,,; These authors contribute equally to this work. Corresponding author,:)

【】Sufficient panicle number holds the key to higher yield of laterice in southern China. Our goal is to achieve sufficient panicle number by paclobutrazol treatment so as to gain higher yield. 【】The split plot was designed with variety as main area and paclobutrazol concentrations as sub-area. Zhendao 11 and Yongyou 2640 were used as laterice materials and H you 518 as control. Five concentrations of paclobutrazol (calculated by active component; A1, 0 mg/L, A2, 84 mg/L, A3, 120 mg/L, A4, 156 mg/L and A5, 192 mg/L) were used in the present field experiment. We investigated the effects of different concentrations of paclobutrazol on seedling quality, tillering dynamics and yield of laterice in southern China between 2014 and 2015.【】The seedling height gradually decreased during the two years. The leaf age of seedling and SPAD of H you 518 and Yongyou 2640 gradually increased, while those of Zhendao 11 increased first and then decreased with increasing concentrations of paclobutrazol. The seedling root length, root number, tiller number, productive panicle number, seed setting rate, grain plumpness and yield of the three cultivars increased first and then decreased along with the rising concentrations of paclobutrazol. These indexes of H you 518 and Yongyou 2640 peaked at 156 mg/L of paclobutrazol, and Zhendao 11 at 120 mg/L of paclobutrazol. 【】Rice seedling quality, panicle number and yield were significantly enhanced by applying suitable concentrations of paclobutrazol. The yield of H you 518 and Yongyou 2640 peaked at 156 mg/L of paclobutrazol, while Zhendao 11 reached the highest yield at 120 mg/L of paclobutrazol.

paclobutrazol; laterice; seedling quality; tiller dynamics; yield

S482.8;S511.01

A

1001-7216(2020)02-0150-09

10.16819/j.1001-7216.2020.9064

2019-06-06；

2019-08-04。

江西省水稻产业技术体系专项(JXARS-02-03)；江西现代农业科研协同创新专项(JXXTCX2015001-011)；中青年科技创新领军人才专项[赣科计字(2018)175号]；江西省青年科学家培养对象计划资助项目(20153BCB23015)。