叶丛期喷施烯效唑和亚精胺对甜菜生长及产量的影响

陈英花，白如霄，王娟，张新疆，崔瑜，危常州

（1.石河子大学农学院，新疆石河子 832003；2.新疆生产建设兵团第九师农业科学研究所，新疆塔城 834600）

0 引言

新疆作为我国最大的甜菜产区，近10 年甜菜糖平均产量占全国的57%[1]，含糖率却由20 世纪70 年代的17.51%下降到15.54%，近年来全区甜菜平均含糖率仅为14.19%[2]。与发达国家相比，产量不稳定、含糖率低是我国甜菜种植面临的主要问题[3]。因此，在不降低含糖率的情况下，稳定我国的甜菜产量是目前甜菜种植需解决的主要问题。

烯效唑（Uniconazole）是常用植物生长延缓剂的一种，它不仅能使植株矮化，达到防止倒伏的目的，还能提高植株的抗逆性。烯效唑在农业生产中的常规使用方法主要为拌种、叶面喷施和浸种等[4]。有研究发现非生物胁迫下烯效唑处理能够影响作物内源激素平衡、光合作用酶活性以及作物产量及其构成因素[5]。也有研究指出烯效唑浸种处理能显著控制甜叶菊的徒长，降低幼苗的株高，但能使茎粗、叶面积的增长率分别增加[6]。研究者认为，烯效唑处理可提高小麦[7]、水稻[8]、玉米[9]、烤烟[10]等作物叶片的叶绿素含量及光合速率。亚精胺（Spermidine）也是生物在其生命活动过程中产生的一类次生代谢产物，是一种常见的多胺，具有调节植物生长发育[11]、延缓植物衰老[12]、提高植物对环境胁迫抗性等作用[13]，与植物的抗逆性有着非常密切的关系[11]。研究表明，喷施不同浓度的外源亚精胺提高了盐胁迫下甜瓜幼苗的净光合速率、叶片蒸腾速率、叶片气孔导度、叶片胞间CO2浓度以及叶绿素含量，保持了较高的光合作用能力[14]；外源亚精胺提高了盐胁迫下甜菜叶绿素含量，缓解盐胁迫造成的氮磷钾养分的吸收和代谢紊乱[15]。烯效唑和亚精胺都属于生长延缓剂，烯效唑具有使植株矮化的作用，同时和亚精胺具有提高叶绿素含量及光合速率的作用，将这两种物质进行组合，主要是从降低株高及提高叶绿素含量这两方面进行试验验证。

本研究拟通过施用烯效唑和亚精胺的化控技术来调节植物的生长，以及探究其对甜菜产量和含糖率的影响，为提高该地区的甜菜产量和含糖率提供一条可行的化控技术路线。

1 材料与方法

1.1 试验设计与管理

试验地位于新疆塔城地区额敏县（46°31′N、183°37′E），供试土壤类型为灌耕灰漠土，耕层土壤（0～20 cm）的基本理化性状为：有机质19.9 g/kg，碱解氮40.25 mg/kg，有效磷14.83 g/kg，速效钾206.8 mg/kg，pH 8.06。供试作物甜菜品种为‘Beta796’，种植方式为膜下点播，播种方式为机械点播，膜宽50 cm，行距45 cm，株距19.5 cm，理论株数10.8 万株/hm2。田间管理与当地田间管理一致，施肥量N、P2O5、K2O 分别为240.0 kg/hm2、150.0 kg/hm2、90.0 kg/hm2，分7次滴灌施入，灌溉量5 700 m3/hm2，共灌水9次（包括出苗水）。

试验均为小区试验，每个处理3 个重复，重复之间随机排列，每小区长8m，宽2.85 m，面积22.8 m2，喷施量为300 L/hm2。在甜菜叶丛期（7月24日）进行喷施处理，浓度如表1所示。喷施次数为2次，时间间隔为6 d（喷施后6 h内下雨，重新喷施，喷施时间避开了中午最高温）。在第二次处理15 d后开始调查。

表1 烯效唑和亚精胺的施用浓度Table 1 Application concentration of uniconazole and spermidine

1.2 测定指标及方法

于处理15 d 后（8月8 日）取样测定植株的株高、叶片数、叶绿素含量、干物质积累和叶面积指数，收获时测定根长、根围、青头、小区产量和含糖率。

叶片数：在小区中间选取5株长势一致的植株用计数法记录绿色的叶片数。叶面积指数：采用打孔称重法测定。叶绿素含量：采用无水乙醇和丙酮（1∶1）混合液浸提法。从田间的甜菜选取叶龄相同、大小一致的叶片，用湿润纱布擦洗干净，在主脉两侧相同部位用打孔器取样，迅速称取0.2 g。将0.2 g 叶圆片剪成2～5 mm的细丝放入大试管内，准确加入20 mL混合液，震荡，使叶片细丝分散开来，加盖，在室温下浸提。待叶片细丝完全变白以后，直接取浸提液利用722型分光光度计比色测定。

干物质积累：在小区选取3株长势一致的植株，带回试验室用清水清洗干净，分为地上部和地下部分别放入纸袋中，在105 ℃杀青30 min，80 ℃下烘干至恒重进行称重。根产量：收获时选取6.67m2的面积，统计收获株数并对这一面积的块根进行称重。含糖率：采用手持式折光计进行测定。

1.3 数据处理及分析

采用Microsoft Excel 2016软件进行数据录入和处理，使用SPSS进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 烯效唑和亚精胺对甜菜叶片叶绿素含量的影响

由图1 可知，不同浓度的烯效唑和亚精胺处理之后，甜菜叶片内的叶绿素含量发生变化。叶绿素含量的具体表现为UN1>UN3>UN2>UN+SP>SP>CK，与CK 相比，各处理后的叶绿素含量均显著高于CK，且UN1处理叶绿素含量最高（2.00 mg/g），比CK 增加了0.58 mg/g。复配组合UN+SP 与UN 或SP 单一浓度处理间无显著性差异。

图1 烯效唑和亚精胺对甜菜叶片叶绿素含量的影响Fig.1 Effect of uniconazole and spermidine on chloro⁃phyll content in sugar beet leaves

2.2 烯效唑和亚精胺对甜菜株高和叶片数的影响

由图2A 可知，叶面喷施不同浓度的烯效唑和亚精胺对甜菜叶片数的影响并不明显。从图2B 可知，各处理的株高表现为UN3

图2 烯效唑和亚精胺对甜菜叶片数（A）和株高（B）的影响Fig.2 Effect of uniconazole and spermidine on leaf number(A)and plant height(B)of sugar beet

2.3 烯效唑和亚精胺对甜菜干物质、根冠比和叶面积指数的影响

由表2可看出，不同浓度的烯效唑和亚精胺处理对甜菜植株干物质的积累影响不同，主要表现在干物质积累的分布上。甜菜块根中干物质的积累是其产量形成的基础，植株地下部干物质积累与CK 相比，UN2、UN3 和UN+SP 处理明显增加了块根中干物质的积累，且差异显著，分别增加了136.82、82.78和106.86 g/株。UN2 和SP 处理较CK 显著增加了地上部干物质的积累，分别增加了64.11和50.70 g/株。UN2、UN3 和UN+SP处理较CK显著地增加了总干物质积累量，分别增加了200.90、114.87和145.65 g/株。

从表2中可以看出，UN+SP 处理的根冠比显著高于CK，说明在此阶段，光合作用的产物主要供于地下部的干物质积累。其他处理的根冠比均大于CK，具体表现为UN2>UN3>UN1>CK>SP，但差异不显著。

由表2 可知，叶面积大小的具体表现为UN+SP>UN2>CK>UN1>UN3>SP，UN+SP 和UN2 处理的叶面积指数高于CK，分别增加了1.16和0.72，但差异不显著。

表2 烯效唑和亚精胺对甜菜干物质积累、根冠比和叶面积指数的影响Table 2 Effects of uniconazole and spermidine on dry matter accumulation,root/shoot ratio and leaf area index of sugar beet

2.4 烯效唑和亚精胺对甜菜根围、根长及青头比例的影响

由表3可看出，不同浓度的烯效唑和亚精胺处理后对收获时的甜菜块根根围和根长产生了一定的影响。与CK 相比，UN2和UN+SP处理的根围均显著高于CK，分别增加了7.68%和6.05%。SP和UN+SP处理的根长显著高于CK，比CK增加了4.68%和4.04%。虽然根长之间有差异，但各处理之间青头比例无显著差异，说明烯效唑和亚精胺对甜菜的青头影响不大。

2.5 烯效唑和亚精胺对甜菜根产量、含糖率和产糖量的影响

由表4可知，与CK相比，UN1、UN2、SP、UN+SP处理根产量均显著高于CK处理，具体表现为UN+SP>UN2>UN1>SP >UN3>CK，其中UN+SP、UN2 较CK 分别增加了21.57%和19.86%。UN1 处理的含糖率最高为17.67%，但与CK 相比，差异不显著。UN+SP 处理的含糖率最低为16.78%。同根产量一样，UN1、UN2、SP、UN+SP 处理的产糖量也均显著高于CK 处理，具体表现为UN2>UN+SP>UN1>SP>UN3>CK，产糖量最高的处理为UN2，比CK增加了19.20%。

表3 烯效唑和亚精胺对收获时甜菜根围、根长和青头比例的影响Table 3 Effects of uniconazole and spermidine on rhizosphere,root length and beet top ratio of sugar beet at harvest

表4 烯效唑和亚精胺对甜菜根产量和含糖率的影响Table 4 Effect of uniconazole and spermidine on root yield and sugarcontent of sugar beet

3 讨论与结论

本研究中，发现甜菜叶丛期喷施30 mg/L烯效唑整体表现效果最优。主要表现在叶绿素含量、株高、干物质积累以及收获时的产量和产糖量。前人研究认为高的叶绿素含量能够通过影响植株光合作用，使其较早进入形态建成，为地下块根的快速增长奠定物质基础，从而最终使块根有较高的产量[16]，本文喷施烯效唑之后，与CK 相比显著提高了叶片叶绿素含量，但复配组合与单一物质相比差异不明显。喷施烯效唑处理后对甜菜叶片数无明显差异，但对甜菜的株高有影响，喷施处理低于CK。研究表明，在水稻拔节期喷施烯效唑以及用烯效唑浸泡大豆种子均降低了株高[17-18]，与本文类似。叶片是吸收光能、制造养料的地方，且叶片是光合的主要器官，所以叶面积的大小状况直接影响着个体及群体的生长发育状况。有研究表明作物产量与叶面积指数呈正相关，适宜的叶面积指数有利于叶片对光能的吸收，从而增加光合产物的积累和产量的形成[19-20]。在本试验中，UN 处理增加了其干物质积累，但叶面积指数由于浓度不同而表现出不同的趋势，且各处理间差异不显著。甜菜光合产物在块根和叶丛中的分配比例对经济产量有很大的影响。因此控制其根/冠比值动态，正是使源库结构得以合理发展，从而获得丰产的可靠保证。在收获时，发现喷施处理的块根根围和根长与对照相比有一定的差异；喷施处理的根产量和产糖量均显著高于CK，而对含糖率的影响差异不明显，复配组合虽然根产量高于其它处理，但含糖率却明显低于其他处理。

综上所述，本研究中甜菜叶丛期喷施30 mg/L 烯效唑为最佳的浓度，较对照增加了甜菜叶片叶绿素含量0.58 mg/g，同时降低叶丛高度4.28%，增加了干物质积累量200.90 g/株，增加了根冠比0.36，为收获时的根产量增加奠定了基础。收获时的根产量和产糖量较CK 分别增加了19.86%和19.17%。而复配组合烯效唑和亚精胺与单一物质相比，并没有显著促进甜菜的生长和增加甜菜的产糖量，说明在叶丛期喷施复配组合并不能达到更优的效果。