水稻倒伏化学调控技术研究进展

苏兰少

(广西壮族自治区南宁市邕宁区中和镇农林水利综合服务中心，广西 南宁 530209)

中国是世界稻米产量和消费量最大的国家，全国水稻稳产增产对于保障我国粮食安全意义重大。早在半个多世纪前，水稻倒伏问题就已经在农业科研中得到重视[1]。然而，水稻倒伏问题错综复杂，时至今日，仍然严重制约着水稻生产。倒伏受气候、生态、栽培和植物内在遗传等4个因素的共同制约，其中风、雨等气候因素常常是造成作物大面积倒伏的直接诱因，土壤、肥料、密度、病虫害防治以及品种特性等多种因素都对倒伏有影响[2]。对于如何控制水稻倒伏，国内外已经开展了大量研究，其中化学调控被认为是目前除了遗传育种和栽培管理之外最直接、有效的方法。

1 多效唑

一般认为，株高越高越容易倒伏。因此，降低株高可以提高水稻植株的抗倒伏能力。多效唑作为一种人工合成的植物生长调节剂，适时适量使用，能增强茎秆过氧化物酶活性和稻株苯丙氨酶活性，使水稻茎部节间长度和上部三叶的长度缩短，茎稍非结构性碳水化合物含量提高，植株中下部透光率明显增强，水稻生长期株叶形态得到良好调节，植株成熟期高度得到有效控制，有利于防止水稻倒伏[3]。截至2021年4月5日，据中国农药信息网登记，适用于水稻的植物生长调节剂产品有184个，其中农药名称为多效唑的为35个，占19%。

对于最适用药时期和剂量，龚超热[3]认为应于大田禾苗拔节前期使用，以15%多效唑1.5～2.25kg/hm2进行防控。而吴同斌等[4]则认为，抽穗期喷施100mg/kg15%多效唑对水稻株高抑制效果最好，平均株高比清水对照矮14.9%；吴海洋等[5]认为，在分蘖前使用多效唑1.65kg/hm2最为适宜，因为这个时期施用能使水稻植株株高和重心高度显著降低，基部第1、第2、第3节间长度缩短，基部第1、第2、第3节间粗度增大，从而使得茎秆抗折力提高，水稻品种的抗倒伏能力明显增强。

对于水稻产量，翟孝勋[6]认为，多效唑的群体质量后效应明显，可使增加有效分蘗，增加干物质积累，株型更为矮壮合理，最终实现增产的目的。徐富贤等[7]则认为，多效唑对产量影响因不同密肥处理而异：低施氮量条件下因多效唑时水稻幼穗分化期的颖花形成具有一定的抑制作用，施用多效唑处理的穗粒数减少而减产；高施氮量条件下因施用多效唑处理植株未倒伏、籽粒灌浆结实正常，结实率和千粒重对照倒伏植株高，进而增产；中施氮量下产量差异不显著。

2 烯效唑

与多效唑一样,烯效唑也是一种植物生长抑制剂，但烯效唑的生理活性更高，且易降解，对环境和后茬作物更安全，被认为是多效唑的替代品[8]。据中国农药信息网登记，截至2021年4月5日适用于水稻的植物生长调节剂产品有184个，其中农药名称为烯效唑的为10个，另有2个产品名称中含有烯效唑。烯效唑处理可显著缩短水稻基部节间长度，降低株高和重心高度，且显著增加植株基部节间茎粗、茎壁厚及茎鞘充实度，使水稻植株的抗倒伏能力得到了显著提高[9]。综合考虑施用成本、效果以及高浓度烯效唑对水稻生长潜在的抑制作用，张巫军等人[9]认为以40mg/L的烯效唑浓度在水稻拔节初期进行叶面喷施的效果较为理想[9]。

主要成分含有烯效唑的复配剂也表现出类似较好的防止水稻植株倒伏效果。张倩等人[10]以30%矮壮素·烯效唑微乳剂进行了两年的田间试验和全国多点药效试验的结果表明，在拔节初期进行该微乳剂药液喷雾处理能使水稻节间的赤霉素含量降低，水稻基部节间长度缩短,节间粗度增加，节间单位长度干物质重提高，水稻抗倒伏能力增强，且穗粒数和结实率增加，最终能增加2.0%～5.3%的水稻产量。类似的，张水金等人[11]用600～900mL/hm2的稻挺(有效成分为30%烯效唑·矮壮素)对杂交水稻宜优673在拔节前7～10d进行喷施处理,研究结果表明稻挺处理后宜优673的株高降低，节间缩短，节间直径增加，水稻的抗倒伏能力得到了提高，且穗粒数和结实率提高，产量显著增加。王宝玉[12]在水稻分蘖期喷施以细胞分裂素·烯效唑为有效成分加工出的乳油制剂处理结果也表明，烯效唑乳油能够有效提高水稻体内保护酶活性，对于水稻体内同化物含量提高也效果显著，可显著增强水稻植株的表皮穿刺力，从而提高了水稻的抗倒伏能力。

3 调环酸钙

调环酸钙也是一种植物生长延缓剂。在水稻分蘖期使用25%调环酸钙悬浮剂180～225g/hm2兑水225L/hm2喷雾,能缩短基部节间长度，提高水稻抗倒伏能力,提高水稻产量[13]。郑先福等[13]的研究表明，25%调环酸钙悬浮剂对水稻株高降低效果不显著，但是可以缩短倒三节、倒四节这两个水稻最易倒伏部位的长度，从而使水稻抗倒伏能力得到显著提高。需要注意的是，调环酸钙不仅不同剂型其适宜使用剂量不一样，而且同一剂型不同地区不同水稻品种其适宜使用剂量也不同。

立丰灵是一种以调环酸钙为主要成分的植物生长延缓剂。在水稻拔节期前后施用立丰灵能缩短基部节间长度,增加基部节间粗度和秆壁厚度,增强基部节间的抗折力,降低倒伏指数[14-16]，提高超级稻的茎秆抗倒伏能力[17,18]，且对粳稻品种稻花香2号的稻米品质没有不良影响[19]。萧长亮等人[20]以易倒伏水稻品种垦稻12为试验材料,对寒地水稻进行研究的结果也得出相似的结果，即在水稻8叶期进行600g/hm2立丰灵可湿性粉剂茎叶喷雾处理可有效降低了水稻倒伏的发生几率。以Y两优1号[21-23]、武运粳8号[24]为材料进行的研究表明立丰灵对提高直播稻抗倒伏能力也有着较好的效果。立丰灵在大面积推广示范区也具有较好的防止水稻倒伏的效果，没有出现水稻倒伏现象[25]。祝执行等人[26]则认为，立丰灵能使水稻下部节间明显变短、增粗,对提高超级稻的抗倒伏能力具有较好的效果；但处理后上部节间明显伸长，在特高密度和特高氮肥水平下立丰灵的抗倒伏作用效果有限[26]。

不同剂型的立丰灵对产量构成因子可能有着不同的影响,具体表现为施用立丰灵粉剂的穗粒数降低，结实率和千粒重增加，而施用泡腾片的处理则是穗粒数较大，结实率和千粒重较小[15]。但萧长亮等人[20]的研究结果显示，施用立丰灵粉剂处理显著降低了垦稻12的千粒重，但对穗粒数和结实率影响不大。

4 其他

抗倒酯属环己烷羧酸类植物生长调节剂。有研究表明，拔节初期叶面喷施抗倒酯处理增强了再生稻头季茎秆的抗倒伏能力，具体表现为倒2节间长缩短,株高降低,茎粗和茎壁厚度增加,茎部抗折力增强,倒伏指数降低[27]。矮壮丰主要成分含抗倒酯和具有生化活性的腐植酸钾等。有研究试验表明,水稻拔节前使用矮壮丰能显著缩短第1、2节间长度但株高无明显降低，且有一定增产作用[28]。

劲丰是利用抗倒酸酯和B族维生素、微量元素为主要成分复配而成的植物生长调节剂[29]。在水稻拔节期[30]和始穗期[31]喷施劲丰能缩短穗颈节和倒2节间长度[29]，植株重心下移，提高基部1、2节间的抗折力，降低倒伏指数，增加水稻结实率、实粒数和千粒重[32]，植株后期根系活力提高[31]，达到增强抗倒能力和增产的目的。

蛋氨酸是一种重要的氨基酸。有研究表明，杂交水稻拔节初期和齐穗期各喷施1次100mg/L浓度[33]的蛋氨酸能缩短水稻基部3个节间长度，提高抗倒性，且结实率提高，千粒重增加，增产效果明显[34]。蛋氨酸处理在降低基部节间长度的同时也控制了无效分蘖的增长[35]，可能是蛋氨酸能使大穗型杂交稻稳定增产的原因。

乙烯利作为一种常用植物生长调节剂，一般会首先想到它对果实的催熟作用。其实，乙烯利在植物体内逐渐释放出乙烯,乙烯能抑制内源生长素合成，延缓植物生长。有研究表明，以乙烯利为主体与葡萄糖酸钙及营养物质复配等物质复配的抗倒剂[36]应用在粳稻上能显著降低株高[37]，并对水稻茎节、抗折力、根系活力、功能叶、穗部性状、千粒重、产量等均有影响，认为在始穗期以500mg/L浓度处理的抗倒增产效果最好[36]，可使千粒重增加[38]。

抗倒胺是日本研制生产的一种植物生长延缓剂。水稻苗期施用可以提高秧苗素质；大田期施用可以降低株高，提高水稻抗倒伏能力，但用量过大会降低穗粒数[39]。

扬州大学等单位以壮秆剂A(含壮秧剂、速效硅、生物炭等)和壮秆剂B(含水稻生长调节剂等)两种剂型研究不同用量对钵苗机插水稻的影响[40-41]，两年试验结果表明，两种壮秆剂都能增加水稻抗折力，增强抗倒伏能力，其中壮秆剂A对水稻产量及抗倒伏能力的影响要优于壮秆剂B[41]；壮秆剂A处理减少了垩白，提高了稻米的外观品质,而壮秆剂B处理降低了外观品质[40]。

近年来，随着人们生活水平的提高，消费者对稻米品质的要求也随之水涨船高，优质稻品种成为当前水稻生产上的主推品种。但优质稻品种尤其是高档优质稻米品种的耐肥抗倒力通常相对较弱，更容易受外界环境影响而发生大面积倒伏现象[19]。水稻倒伏后，不仅带来收割、脱粒困难，影响产量，而且容易出现穗上发芽等情况，极大地降低了稻米品质，因此，解决倒伏问题对于水稻生产而言有着极大的产业价值。利用植物生长调节剂来防止水稻倒伏目前已经开展了大量研究，并在生产上也得到了大面积的应用，产生了巨大的经济效益和社会效益，但在实际生产应用中仍有一些问题需要注意。

水稻倒伏的化学调控手段主要通过降低株高，尤其是茎基部节间长度，使水稻重心降低来实现提高水稻抗倒伏能力的目的。这种调控措施一般在水稻生长前期进行，但如前所述，有的药剂也容易影响水稻的穗部发育，进而影响水稻的最终产量。如果所设对照倒伏，自然是带来增产的良好效果，但是如果所设对照没有发生倒伏，则化学调控处理区的产量还不如对照区的产量。另外，在生产实际操作中，还会因为操作失误等发生这样那样的问题。如多效唑等浓度过大会造成水稻抽穗困难，导致水稻减产。调环酸钙中还存在不同水稻品种对不同剂型不同剂量的反应不同的问题，其他调节剂是否也存在类似问题值得进一步研究探明。毕竟现有植物生长调节剂作用机理虽各有不同，有的增强茎秆过氧化物酶活性和稻株苯丙氨酶活性，提高茎部非结构性碳水化合物含量，有的抑制内源生长素的合成，有的提高水稻植株保护酶活性和同化物含量，有的降低赤霉素含量，但它们对水稻倒伏问题的解决路径都具有一定的相似性，大多通过降低基部节间长度来降低水稻植株的重心高度，从而使水稻倒伏指数降低，抗倒伏能力提高。所以从良种良法配套的角度出发，应探明不同水稻品种对不同药剂不同剂型以及剂量的反应敏感度，从而实现最佳的生产应用效果。此外，为了顺应水稻生产轻简高效的发展方向，使用仅需在水稻秧田施用的调节剂应该比需在大田期施用的更能节省人力物力，如果仅仅需要药剂浸种就能达到相应效果则是一种更理想的应用方式。虽然水稻倒伏的化学调控技术在生产应用中还存在一些问题，但这些问题都在逐步完善和解决，我们有理由相信，更高效、安全、完善的水稻化学调控体系一定可以更好地服务于水稻生产，为我国粮食安全生产发挥更大的科技支撑作用。