矮壮素对藜麦抗倒伏的影响

郭建芳，武小平，丁 健，韩云丽，王世荣，贾新宇

（山西农业大学玉米研究所，山西忻州034000）

藜麦是我国杂粮作物之一，具有营养价值高、营养全面、抗旱耐脊、饲草并用等特征。在人们生活质量提高时，对餐桌种类和膳食结构也提出了更高的要求，杂粮越来越受人们的欢迎，而藜麦更受人们的青睐[1-2]。藜麦倒伏现象每年不同程度均有发生，严重影响藜麦的产量和品质，给藜麦生产带来负面影响。降低倒伏是种植藜麦的重要目标之一。多数研究结果表明，植株较矮，重心高度低，基部节间粗短，茎壁厚，单位节间长度干物质含量高有利于抗倒[3-7]。研究还认为，喷施植物生长调节剂可以使株高降低，茎秆增粗，单位面积倒伏植株数下降，达到增产增收[8-9]。

笔者在系统查阅相关资料的基础上，研究了喷施不同浓度矮壮素对藜麦节间、株高、茎秆抗折力、产量的影响，旨在为藜麦生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2019 年在山西省忻州市静乐县娑婆乡娑婆村进行。试验地位于38°20′～38°30′N，112°09′～112°24′E，海拔1 500 m，属于北温带高原季风气候，年降雨量300～450 mm，昼夜温差大。土壤为褐壤土，肥力中等，地力均匀，前茬作物为玉米。

1.2 试验材料

供试藜麦为静藜1 号，平均株高220 cm，为易倒伏藜麦品种之一。

供试药剂为国光抑灵矮壮素（有效成分含量50%，水剂），购买于市场。

1.3 试验方法

试验共设5 个矮壮素浓度处理，分别为0.25%（A1）、0.50%（A2）、0.75%（A3）、1.00%（A4）、1.25%（A5）。采用随机区组设计，小区面积为40 m2，3 次重复。藜麦于2019 年5 月19 日播种，机播。根据当地生产习惯确定留苗密度，基本苗为8.25 万～9.00 万株/hm2。矮壮素于2019 年7 月12 日开始不同浓度喷施，在早上或下午每隔5～7 d 喷一次（有利于植株对药剂的有效吸收），进行4～5 次的叶面喷施。使用推拉力计在不同生育时期进行茎杆抗折力测量，在各时期进行节间长度和株高测量，并对倒伏株数进行统计。

1.4 数据分析

采用Excel 和DPS 对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦植株茎秆形态特征的影响

由表1 可知，随着矮壮素喷施浓度增加，藜麦株高显著降低，在A4、A5 处理下，株高降低显著，且基部（1＋2）节间占节间总长度的比例分别为26.3%和27.1%。

表1 不同处理下藜麦株高和节间长度变化

2.2 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦群体倒伏时期的影响

从表2 可以看出，同一处理不同生育时期倒伏程度不同，随着群体生育时期的变化，倒伏程度呈加重趋势，表明藜麦植株的抗倒伏能力随着生育期而下降，成熟期倒伏比例达到最大，这可能是由于生育后期植株自然衰老，茎秆半纤维素和结构性碳水化合物含量均降低，活力下降，导致抗倒能力减弱，田间倒伏风险上升。

表2 不同处理下藜麦群体倒伏动态变化

2.3 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦茎秆抗折力和抗倒伏指数的影响

从表3 可以看出，不同生育时期，茎秆基部折受力不同，但基部折受力都是从花序期开始，在欲熟期达到最大，但到了成熟期，茎秆折受力又显著下降。不同浓度的矮壮素喷洒藜麦植株后，各生育期茎秆折受力提高显著，尤其在欲熟期，抗折力增加2.42～4.88 倍，表明矮壮素能够增强茎秆机械强度，且在A4、A5 处理下作用效果更明显。

表3 不同处理下藜麦不同生育时期茎秆抗折力和茎秆抗倒伏指数变化

抗倒伏指数是节间抗折力、植株重心高度、果穗鲜质量、机械组织厚度、株高等的综合表现，抗倒伏指数越高，说明作物茎秆抵御外界能力越强，抗倒能力随之增强，反之，抗倒指数越低，作物茎秆抵御外界能力减弱，抗倒能力削减，这可作为衡量和评价作物倒伏的一个重要指标[10-12]。由表3 还可知，茎秆抗倒伏指数均在成熟期最小，说明藜麦倒伏最容易发生在成熟期。随着矮壮素浓度的增加，成熟期抗倒伏指数逐渐增大，从而发生的倒伏概率明显下降，倒伏程度也相应减弱。喷洒矮壮素可以增强植株茎秆韧性，提高植株的抗倒伏能力。

2.4 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦倒伏表现率和产量的影响

从表4 可以看出，随着矮壮素浓度的增加，倒伏表现率逐渐降低。处理A4 和A5 降低显著，比处理A1、A2 和A3 分别减少14%～19%和9%～15%。表明喷施较高浓度的矮壮素可以有效降低倒伏株数，提高有效鲜穗数，从而达到增产。

表4 不同处理下藜麦倒伏表现率和产量变化

2.5 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦茎秆直径和根冠直径的影响

从表5 可以看出，不同处理群体茎秆直径和根冠直径存在一定差异。随着矮壮素浓度的增加，茎秆直径和根冠直径呈增强趋势，处理A4、A5 较高。这表明喷施高浓度的矮壮素，在植物生长过程中，药剂可抑制其生理生长，茎秆相对增粗，而且植株吸收光合作用及外界养料后，又输送到了根部，有效增加了根冠的数量和体积，从而增加了根冠的“抓地”能力。在植株茎秆的机械强度大于外界拉力时，有抗倒性。喷施矮壮素，可以使植株茎秆和根冠相对增粗，韧性相对增大，抗倒能力增强，倒伏风险减小。

表5 不同处理下藜麦茎秆直径和根冠直径变化 cm

3 结论与讨论

研究表明，生物体高度影响茎秆抗折力，抗折力影响倒伏，降低株高可以提高植株的抗倒性[13-15]。有资料显示，株高、重心高度、茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干质量、叶鞘干质量、单位节间干质量、节间基部至穗顶的长度和鲜质量及弯曲力矩也都可以影响抗倒性[16-19]。本研究表明，不同浓度的矮壮素处理下，藜麦株高为190.5～218.4 cm，发生倒伏概率较大。而且株高越高，倒伏概率越大，适当降低株高，重心高度也会相应降低，有利于增强抗倒性。生育后期，植株衰老，根系活性下降，水分和养分吸收困难，叶片活性下降，光合能力降低，穗质量增加至最大，茎秆物质分解，水分丧失，茎秆强度下降，倒伏风险加大。本研究也表明，A4 和A5 处理喷施效果较好，可以缓解倒伏症状，降低生产风险。是否可以再增加浓度，有待进一步试验研究。

郭玉明等[20]将抗倒指数定为作物抗倒伏能力的综合形态指标，其是抗折力与茎秆机械强度和重心高度之比。杨长明等[21]也将抗倒伏指数定为水稻茎秆倒伏性能的评价指标，其是重心高度和地上部鲜质量与茎秆抗折力之比。研究表明，反映茎秆特征的重要指标之一是茎秆抗折力[22]。采用推拉力计测量，其值大于20 N 时，茎秆机械强，韧性高，抗倒伏指数与茎秆抗折力成正比，因此，可将其作为藜麦茎秆抗倒伏性的重要评价指标。本研究表明，在藜麦生产实践中，生长初期保水，生长后期排水，土肥结合，喷洒浓度为1.00%～1.25%以上矮壮素，是实现壮秆、矮株，抗倒高产的技术前提。

资料显示，作物生育后期和生理成熟后的倒伏问题受基因型、环境和措施的共同作用，是一个复杂的过程[23]。藜麦的相关研究较为薄弱，国内外关注不够，制约了藜麦产业的推广和发展。今后需要加强倒伏问题相关理论基础研究，通过品种创制、栽培调控及因地种植改善生育后期藜麦的抗倒伏能力[24-25]，并组织开展系统攻关，为种质资源收集、创制、栽培提供理论依据。