植物生长调节剂对冬小麦茎秆性状及子粒产量的调控效应

苏玉环，马永安，陈冬梅，刘庆芳，李小康，刘保华，王 伟，王雪香

（1.邯郸市农业科学院，河北 邯郸 056001；2.馆陶县农业农村局，河北 馆陶 057750）

倒伏是小麦生产中普遍存在的问题，也是限制小麦高产稳产、优质的主要因素。小麦倒伏会造成子粒瘪瘦，严重影响小麦的产量和品质，同时会加大机械收割的难度、增加收割成本。小麦孕穗期至扬花期发生倒伏造成减产30% 左右，严重时会达50%；灌浆期发生轻度倒伏造成减产10%～15%，严重时在20%以上；乳熟期倒伏一般减产10%～15%［1，2］。近年来小麦生长后期大风、降雨极端天气频发，倒伏时有发生，2013、2016、2017、2020 年河北省小麦生产上发生大面积倒伏，不仅造成减产，还加大了机械收割难度、增加收割成本。如何提高小麦的抗倒性已成为科研工作者关注的重点［3-5］。植物生长调节剂已在农业生产中得到广泛应用，并在水稻、小麦、玉米等大田作物上取得了良好效果，其可以调节作物的生长过程，进而对作物的产量和抗逆性产生一定的影响［6-12］。倒伏可以通过调控肥水、播量等技术来控制，但难度大。喷施植物生长调节剂简便易行，是提高小麦抗倒伏能力的有效措施。在小麦生产上，利用矮壮素、多效唑均能够明显降低小麦的株高，增加茎秆的粗度，增强茎秆机械强度，提高小麦抗倒伏能力［12-16］。

目前，农户习惯于拔节期前后使用多效唑、矮壮素等植物生长调节剂防止倒伏发生，但喷施调节剂也存在减产的风险。正确选择生长调节剂的种类、掌握喷施的时期对小麦生产至关重要。鉴于此，本试验以黄淮北部麦区生产上大面积推广的品种邯麦19 为供试材料，通过在起身期和拔节期叶面喷施矮壮素、多效唑，研究植物生长调节剂对小麦茎秆特性及产量的影响，以期为合理采用化控技术实现小麦稳产栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试点概况

供试品种为邯麦19。试验材料于2020—2021年在河北省邯郸市邯山区苗庄试验农场种植。试验地常年以小麦-玉米一年两熟种植模式为主，土壤为壤土，地力中等偏上，前茬作物为玉米，秸秆不还田。2020 年播种前 0～20 cm 土层基础肥力为：pH 8.31，有机质20.22 g/kg，全氮1.58 g/kg，碱解氮125.5 mg/kg，速效磷25.69 mg/kg，速效钾153.62 mg/kg。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，共7 个处理，分别为T1（起身期+多效唑）；T2（起身期+矮壮素）；T3（拔节期+多效唑）；T4（拔节期+矮壮素）；T5（起身+拔节期+多效唑）；T6（起身+拔节期+矮壮素）；T7（对照）（清水）。植物生长调节剂为多效唑15%（四川润尔科技有限公司）、矮壮素50%（四川润尔科技有限公司）。小区面积13.5 m2（9.0 m×1.5 m），3 次重复。使用剂量为说明书推荐剂量，对水后电动喷雾器喷药，喷施量为450 kg/hm2。供试品种于2020 年10 月15日造墒播种，底施复合肥750 kg/hm2（N-P-K：15-15-15），拔节期结合灌水追施尿素300 kg/hm2。全生育期浇3 水：越冬水、拔节水、扬花水。其他管理同大田常规管理。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量及其构成因素测定 小麦三叶期定点，蜡熟期调查各样点穗数；在样点内随机剪取20 个穗，统计穗粒数；成熟后全区收获，脱粒、自然风干后称重，折算成hm2产量，测定千粒重。

1.3.2 茎秆性状的测定 小麦成熟期，各小区随机抽取有代表的10 株，分出主茎，测定株高、重心高度、地上部鲜重和基部节间性状等。地上部单茎鲜重：测定带穗、叶和鞘的完整地上部单茎鲜重；重心高度：测定茎秆基部至该茎（带穗、叶和鞘）平衡支点的距离；茎秆机械强度：取剥除茎鞘后的茎秆基部第2 节间，两端放于高50 cm、间隔5 cm 的支撑木架凹槽内，在其中部挂一容器，向容器内匀速缓慢加入细沙，至基2 节间刚好折断时停止，细沙和容器自身的重量即为茎秆机械强度。用直尺和游标卡尺测定节间长度、直径、壁厚。

1.3.3 品种倒伏指数的计算 参照王勇等［17］提出的品种倒伏指数来衡量供试材料抗倒伏的相对强弱。品种的倒伏指数越小，抗倒伏能力越强。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel 2003 进行数据整理，利用DPS 统计分析软件进行显著性检验（LSD 法）。

2 结果与分析

2.1 不同时期喷施植物生长调节剂对产量及其构成因素的影响

由表1 可知，与对照相比，喷施植物生长调节剂可以增加小麦的子粒产量，增幅为0.42%～5.15%。其中，T1、T5 处理的产量显著高于对照（P＜0.05），其他处理与对照差异不显著。这表明起身期喷施多效唑、起身期+拔节期喷施多效唑增产效果显著。从产量构成因素来看，喷施植物生长调节剂可以增加有效穗数和穗粒数。其中T1、T2、T5 处理的有效穗数要显著高于对照，T1、T5 处理的有效穗数显著高于T2 处理（P＜0.05）。这表明起身期、起身期+拔节期喷施多效唑、起身期喷施矮壮素可以显著增加有效穗数；T1、T5 处理的穗粒数与对照差异显著，其余处理的穗粒数与对照处理差异不显著。这表明起身期喷施多效唑对穗粒数的增加效果显著。喷施多效唑、矮壮素对千粒重无显著影响。综合分析发现，起身期喷施多效唑为最佳处理，能够显著提高小麦的有效穗数和穗粒数，从而显著提高子粒产量。

表1 不同时期喷施植物生长调节剂对产量及产量构成因素的影响

2.2 不同时期喷施植物生长调节剂对株高的影响

由图1 可知，喷施植物生长调节剂可以降低各生育时期小麦的株高，降幅因调节剂的种类和喷施时期不同而存在差异。各时期的株高变化基本一致。从成熟期各处理的株高分析，与对照相比，多效唑、矮壮素使小麦株高分别降低6.4～12.3 cm、0.3～0.6 cm。方差分析表现为T5＜T1＜T3＜T6、T2、T4、T7，即 T5、T1、T3 处理的株高差异显著，且这 3 个处理的株高显著低于其他处理；T6、T2、T4 处理与对照差异不显著。这表明多效唑对株高的影响效果要大于矮壮素，起身期+拔节期喷施的效果最强，其次是起身期，拔节期效果最弱。

图1 不同处理对各生育时期株高的影响

2.3 不同时期喷施植物生长调节剂对倒伏指数的影响

植株的重心高度、茎秆强度、地上部鲜重与抗倒伏能力关系密切，相关分析表明，倒伏指数与植株的重心高度呈极显著正相关，与基2 节机械强度呈显著负相关。从表2 可知，与对照相比，喷施多效唑、矮壮素可显著降低植株的重心高度（P＜0.05），降低幅度为 2.83%～18.12%，各处理表现为：T5＜T1＜T3、T4＜T2、T6＜T7，说明多效唑对重心高度的影响效果要大于矮壮素，起身期+拔节期喷施效果＞起身期＞拔节期，这与对株高的影响效果一致。喷施植物生长调节剂可以显著提高成熟期基二节茎秆机械强度，增幅为 4.79%～9.53%，各处理表现为：T5、T4、T2、T1＞T3、T6＞T7。与对照相比，喷施植物生长调节剂可以显著降低倒伏指数，提高小麦的抗倒性。除T6、T4 处理与对照差异不显著外，其余处理的倒伏指数均显著小于对照，其中T5 处理的倒伏指数最小，其次为 T3 处理，再者为 T1 处理，且 T5 处理的倒伏指数显著低于 T3、T1 处理，T3、T1 处理差异不显著。T2 处理的倒伏指数显著低于T4、T6 处理及对照，T4、T6 处理与对照差异不显著。说明喷施多效唑对提高抗倒性的效果优于矮壮素，且起身期+拔节期喷施多效唑的效果优于起身期、拔节期单次喷施；喷施矮壮素在起身期喷施的效果优于拔节期。

表2 成熟期各处理倒伏指数的调查结果

2.4 不同时期喷施植物生长调节剂对茎秆特性的影响

从表3 可知，与对照相比，喷施多效唑、矮壮素可以降低基部一、二节节间长度，其中喷施多效唑基部一、二节的降幅分别为1.98～2.93 cm、0.66～1.03 cm，喷施矮壮素基部一、二节的降幅分别为1.21～2.34 cm、0.02～0.38 cm。喷施植物生长调节剂处理的基一节节间长度均显著低于对照，基二节节间长度虽低于对照，但T2、T4、T6 处理与对照差异不显著，T1、T5、T3 处理与对照差异显著。

表3 成熟期各处理基部一、二节间的调查结果

喷施植物生长调节剂可以增加基部节间直径。基一节直径除T3、T4 处理外，其余处理基一节直径均显著高于对照；其中以T5 处理的基一节节间直径最粗，与T1、T2、T6 处理差异不显著。基二节节间直径除T4 处理与差异不显著外，其余处理均显著高于对照；其中以T1 处理基二节直径最粗，且显著高于其他处理；其次为T6 处理，但与 T2、T5、T3 处理差异不显著。

喷施植物生长调节剂可以增加基部节间壁厚。基一节节间壁厚除T5 处理与对照差异不显著外，其余处理均显著高于对照；T3 处理的基一节节间壁最厚，与T1 处理差异不显著，但两者均显著高于其他处理。基二节节间壁厚表现为：T1、T3＞T4、T6、T2、T5、T7，即以T1 处理的基二节节间壁最厚，其次为T3 处理，且两者差异不显著，但显著高于对照和其他处理；T4、T6、T2、T5 处理间差异不显著，且均高于对照。

因此植物生长调节剂可以显著缩短基部节间的长度，增加直径，增加壁厚，从而提高植株的抗倒性，且多效唑的效果优于矮壮素，起身期喷施效果优于拔节期。

3 小结与讨论

倒伏是影响小麦产量的重要因素之一，而植株的茎秆强度决定着小麦的抗倒伏能力。小麦株高、基部节间长度、茎秆机械强度等与倒伏关系密切，其中株高越高、基部节间越长、基二节机械强度越弱，小麦越容易发生倒伏。植物生长调节剂对作物的生长调节首先表现在植株物理特性上［18］。本研究结果表明，喷施多效唑、矮壮素可以降低小麦的株高，但因药剂种类、喷施时期不同而存在差异。喷施多效唑可以显著降低小麦株高，其中以起身期和拔节期喷施多效唑处理的株高最低。喷施矮壮素对株高的影响不显著。同时，喷施植物生长调节剂可以降低植株的重心高度，提高基二节的茎秆机械强度，增加地上部的鲜重，降低倒伏指数，显著缩短基部节间的长度，增加直径，增加壁厚，提高茎秆质量，从而提高植株的抗倒性。

生长调节剂一方面可以降低小麦株高，提高茎秆强度，降低倒伏指数，另一方面也会影响小麦的产量。因此，在调节剂的选择和使用上既要注意控制株高又要抵御减产的风险。钮力亚等［19］研究发现，烯效唑和矮壮素可以显著提高冬小麦的穗数和子粒产量，但是对小穗数和穗粒数没有显著影响。本试验中，起身期喷施多效唑处理的产量与对照差异显著，其余处理虽较对照增加，但差异不显著。植物生长调节剂对有效穗数、穗粒数的影响差异显著，但对千粒重差异不显著，其中以起身期喷施多效唑的处理有效穗数、穗粒数最高，这也是该处理产量最高的主要原因。综合分析认为，起身期喷施多效唑为最佳处理。本试验中的药剂使用剂量为说明书推荐剂量，未对适宜药剂设置浓度试验，今后仍需作进一步研究。