多效唑施用方式对水稻抗倒伏能力及产量的影响

邵玺文,牟金猛，杨志鑫，刘伟洋，耿艳秋，郭丽颖

（吉林农业大学农学院，长春 130000）

近年来由于我国自然灾害频繁发生，致使水稻大面积倒伏，最终造成水稻减产[1]。如2020年8月底的台风“巴威”和9月初的台风“海神”对吉林省水稻造成了巨大的产量损失[2]。因此，提高水稻的抗倒伏能力是提高水稻产量的关键。长期以来，解决水稻倒伏问题一直是众多学者重点研究的内容之一。倒伏可以分为茎倒伏和根倒伏[3]，对于移栽稻而言主要以茎倒伏为主。大量研究表明，降低株高、重心高、基部节间长度，提高节间粗度和壁厚可以显著的提高水稻的抗倒伏能力[4-5]。同时，影响水稻倒伏的主要因素除了水稻品种遗传特性[6-7],外界的通风透光等气候因素以及耕作措施外[8-10]，还包括植物生长调节剂[11-12]。多效唑就是一种植物生长抑制剂，也是中国农业生产过程中应用面积最广的植物生长延缓剂之一，可以矮化植株，增加水稻茎秆机械强度，促进水稻分蘖[13-15]。RANI 等[16]研究指出，在直播稻幼穗分化期喷施多效唑能缩短节间和茎杆长度，提高抗折力。成臣等[17]研究认为，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。施用多效唑主要有3 种主流施用方法：叶片喷施、种子处理、土施法。有研究认为利用多效唑浸种或者拔节期叶面喷施均能够抑制水稻和小麦的生长，增加分蘖，提高茎粗及物质积累[18]。

目前多效唑对作物抗倒伏能力的研究多集中在多效唑喷施浓度及单一的施用方式上，对多效唑复合施用方式对水稻抗倒伏能力的影响缺乏系统性研究。为此，本试验以“五优稻4 号”和“吉粳525”为试验材料，设置多效唑不同施用方式和不同施用时期，探究多效唑不同施用方式对水稻抗倒伏能力及产量的调控作用，旨在明确多效唑在生产中的最佳施用方式，为吉林省水稻抗倒伏栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点与供试品种

试验于2021 年在吉林农业大学教学科研基地进行。该区域春季干旱多风，夏季温暖短促，秋季晴朗温差大，无霜期138 d，年平均气温6.8 ℃，年平均降水量600.8 mm。耕层土壤有机质含量为3.92 g·kg-1，土壤全氮含量为0.3 g·kg-1，pH值为6.73。

供试材料选择“五优稻4号”和“吉粳525”，均属中晚熟粳型水稻品种。其中“五优稻4号”属于不抗倒伏品种，“吉粳525”属于抗倒伏型品种。

1.2 试验设计

采用裂区试验设计，以浸种和不浸种处理为主区，喷施时期为副区。首先播种前用次氯酸钠溶液(3%)对种子进行表面消毒8 min，然后用蒸馏水冲洗几次。其中浸种处理为在100 mg·L-1(S1)多效唑浸种24 h 后催芽播种。不浸种处理为在蒸馏水（S0）中浸种24 h 后催芽播种。同时设置4 个不同的多效唑喷施时期，分别为倒五叶时期喷施(F3)、倒四叶时期喷施(F2)、倒三叶时期喷施(F1)、不喷施(F0)。多效唑喷施浓度为300 mg·L-1，用量750 L·hm-2，并且喷施时间在17∶00-18∶00，晴朗无风。各处理均含有0.5%（v/v）Tween20作为展开剂，以使溶液粘附在叶片上。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 主要农艺性状的测定 分别在齐穗期、齐穗后30 d，每个小区共取15 个单茎，放在水桶里(连根取，桶内放水，保持植株不失水)。分别测定其株高、重心高度、基部第一至第四节间长度、节间粗度、节间壁厚和节间鲜重，节间抗折力与倒伏指数。其中节间抗折力用YYD-1茎秆强度测量仪进行测定。

1.3.2 干物质积累 分别于齐穗期、成熟期按平均茎蘖数取长势一致的水稻植株9 穴，分为茎鞘、叶、穗(抽穗后)3部分。105 ℃杀青30 min，80 ℃烘干至恒重，干燥冷却至室温称重。

1.3.3 产量及产量构成因素 选取3 m2区域实割计产，测定实际产量。另外取9 穴用于室内考种，测定穗长、穗重、每穴穗数、千粒重、每穗粒数、结实率等。

1.4 试验数据处理与分析

试验结果取3次重复的平均值。使用Excel 2016和Origin 2021软件进行数据处理及作图，使用SPSS 26软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 多效唑不同施用方式对水稻物理性状的影响

2.1.1 多效唑不同施用方式对水稻株高、节间长度、穗长的影响 由方差分析可知，F 处理对物理性状的影响均达到显著水平;C 处理显著影响水稻株高、各节间长度，对穗长影响不显著；S 与F×S 和F×S×C 的互作效应均未达到显著水平。

由图1 可知，在浸种条件下各处理株高、各节间长度、穗长比不浸种下各处理要低，其中“五优稻4 号”和“吉粳525”在S1 条件下各处理的第一节间长度分别比S0 平均缩短16.13%和25.95%，差异显著；在S1 和S0 条件下，均以F3 喷施多效唑水稻的各物理性状最低，其中S1F3 处理的株高和第一节间相比S0F0 平均缩短9.58%、10.23%和24.74%、31.72%，差异显著。无论是否浸种，不同叶龄时期喷施多效唑均表现为随喷施时期的延后，对株高，节间长度和穗长的调控作用呈降低的趋势。说明以倒五叶(F3)喷施多效唑水稻的株高最低，水稻第一至第四节间和穗长长度降低的调控作用最好。

图1 多效唑施用方式对水稻株高、节间长度、穗长的影响Figure 1 Effects of paclobutrazol application methods on plant height, internode length and spike length of rice

2.1.2 多效唑不同施用方式对水稻重心高的影响 由方差分析可知，F和C 对重心高的影响均达到显著水平；S与F×S和F×S×C的互作效应均未达到显著水平。

由图2 可知，各处理齐穂期至齐穗后30 d，均随着生育期的变化重心高呈上升趋势。无论是否浸种，不同叶龄时期喷施多效唑均表现为随喷施时期的延后，对重心高的调控作用呈降低的趋势。无论是否浸种，均以倒五叶喷施多效唑对重心高降低的效果最好。其中S1F3 处理比S0F0 两个时期重心高平均降低14.05%和11.38%，差异显著。

图2 多效唑施用方式对水稻重心高的影响Figure 2 Effects of paclobutrazol application methods on center of gravity height of rice

2.1.3 多效唑不同施用方式对节间粗度的影响 由方差分析可知，F和C 对节间粗度的影响均达到显著水平；S与F×S、F×S×C的互作效应均未达到显著水平。

由表1可知，各处理齐穂期均随着生育期的变化节间粗度呈下降趋势。浸种(S1)条件下各处理的四个节间粗度比不浸种(S0)各处理要高。但未达到显著水平。无论是否浸种，以倒五叶喷施(F3)多效唑对水稻第一至第四节间粗度降低的调控作用最好，其中S1F3和S0F3处理的一至四节间粗度相比S0F0显著增加。且S1F3处理的第一至第四节间粗度大于S0F3处理。

表1 多效唑施用方式对节间粗度的影响Table 1 Effect of paclobutrazol application on internode coarseness

2.1.4 多效唑不同施用方式对壁厚的影响 由方差分析可知，F 和C 对壁厚的影响均达到显著水平；S、F×S 和F×S×C的互作效应均未达到显著水平。

由表2可知，各处理齐穗期均随着生育期的变化节间壁厚呈下降趋势。无论是否浸种，不同叶龄时期喷施多效唑均表现为随喷施时期的延后，对节间壁厚的调控作用呈降低的趋势。S1条件下各处理的四节间壁厚都比S0各处理要高，但未达到显著水平。无论是否浸种，均以F3处理对水稻第一至第四节间壁厚降低的调控作用最好，S1F3 和S0F3 处理相比S0F0 一至四节间壁厚显著增加；且S1F3 处理第一至第四节间壁厚大于S0F3 处理第一至第四节间壁厚。

表2 多效唑施用方式对水稻壁厚的影响Table 2 Effect of paclobutrazol treatment on wall thickness of rice

2.2 多效唑不同施用方式对水稻抗倒伏能力的影响

由方差分析可知，F和C对水稻抗倒伏指标均达到显著水平；S、F×S和F×S×C的互作效应均未达到显著水平。

由表3可知，各处理齐穗期至齐穗后30 d，均随着生育期的变化第二节间抗折力、弯曲力矩呈降低趋势，倒伏指数呈上升趋势。无论是否浸种，不同叶龄时期喷施多效唑均表现为随喷施时期的延后，对抗倒伏能力的调控作用呈降低的趋势。无论是否浸种，均以倒五叶(F3)喷施多效唑对水稻基部第二节间的抗折力和弯曲力矩增加的效果最好，并能降低倒伏指数，S1F3 处理对比S0F0 两个时期基部第二节间抗折力平均增加32.85%和28.96%；弯曲力矩平均增加22.92%和20.46%；倒伏指数平均降低7.48%和6.39%。浸种配以倒五叶喷施更利于增加水稻第二节间抗折力和弯曲力矩，降低倒伏指数，增强水稻抗倒伏能力。

表3 多效唑施用方式对水稻基部第二节间抗倒伏能力的影响Table 3 Effects of paclobutrazol application methods on lodging resistance of the second basal internode of rice

2.3 多效唑不同施用方式对水稻干物质积累的影响

由方差分析可知，C各时期对干物质积累均达到显著水平；F对成熟期干物质积累量影响显著，对齐穗期干物质积累影响不显著。S、F×S和F×S×C的互作效应对干物质积累影响不显著。

由表4 可知，各处理齐穗期至成熟期，均随着生育期的变化干物质积累量呈升高趋势。无论是否浸种，不同叶龄时期喷施多效唑对齐穗期干物质积累量的影响均表现为随喷施时期的延后，干物质积累量增多的趋势。各S1处理对比S0处理干物质积累量要高，但差异不显著。无论是否浸种，以F3处理喷施多效唑对水稻成熟期干物质积累量增加的效果最好。S1F3处理比对照S0F0干物质积累量提升15.90%和7.04%，差异显著；且S1F3处理干物质积累量大于S0F3处理。

表4 多效唑施用方式对水稻干物质积累的影响Table 4 Effects of paclobutrazol application methods on dry matter accumulation in rice

2.4 多效唑不同施用方式对水稻产量和产量构成因素的影响

由方差分析可知，F只对穗粒数无显著影响；C对产量及产量构成要素有显著影响；S、F×S和F×S×C的互作效应影响不显著。

由表5 可知，S1 各处理的产量比S0 处理高。无论是否浸种，不同叶龄时期喷施多效唑均表现为随喷施时期的延后，产量呈递减趋势。在浸种条件下，在倒五叶喷施多效唑产量最高，相比S0F0 产量增加15.45%和13.16%，差异显著；在不浸种条件下，倒五叶喷施多效唑产量最高，相比对照产量增加12.65%和11.98%，差异显著。不同处理产量构成因素表现为，与不浸种处理相比，浸种处理穗数、穗粒数、千粒重、结实率有所增加。无论是否浸种，穗数、穗粒数、结实率随多效唑喷施时期的延后而降低；千粒重随着多效唑喷施时期的延后而升高。在倒五叶喷施，多效唑显著的提升了水稻的穗数、结实率，显著的降低了千粒重。

3 讨论与结论

3.1 多效唑不同施用方式对水稻倒伏特性的影响

株高、节间长度、茎粗、茎壁厚度是水稻茎秆的主要形态特征，倒伏指数、抗折力也是评价水稻茎秆抗倒伏性能的指标[19-21]，一般认为株高和重心高越高，倒伏指数越大，抗倒伏能力越差；节间越短，越粗抗倒伏能力越强[22-23]。研究表明，适宜的多效唑浸种浓度可以改善水稻形态特征，从而增强水稻的抗倒伏能力[24]。吴海洋等[25]的研究认为，喷施多效唑可以改善水稻物理特性，提升水稻的抗折力和弯曲力矩，降低水稻的倒伏指数。本研究中，相比不浸种，多效唑浸种对水稻物理性状有影响，但影响并不显著。这与前人研究有所不同，可能原因是水稻品种的差异。不同品种水稻的抗倒伏性状差异显著，可以认为品种的遗传特性和多效唑前期浸种对水稻抗倒伏性状均有一定影响。在施用方式处理中，倒五叶期喷施多效唑效果均最好，其次是倒四叶，在倒三叶期喷施效果最小。水稻在倒五叶叶龄喷施多效唑降低水稻的株高、重心高、节间长度、穗长，倒伏指数，显著增加水稻各个节间粗度和壁厚以及水稻茎秆抗折力，弯曲力矩。因此在浸种条件下倒五叶喷施多效唑会有效的降低倒伏现象的发生。

3.2 多效唑不同施用方式对干物质积累的影响

施用植物生长调节剂可以调节优化植株的群体结构，促进光合能力的增强，从而促进干物质的转运和积累[26-28]。史婵等[29]研究指出，适宜的多效唑浓度可以提高植株的干物质积累量，过高的浓度反而会抑制植株的干物质积累。多效唑浸种与喷施对水稻干物质积累的影响不同，喷施对于水稻物质转运的提升效果优于浸种，浸种后再喷施对水稻物质转运的提升优于只喷施的处理，这说明两种施用手段并用可以最大的提升水稻的物质转运能力，进一步提升成熟期的干物质积累。本研究结果表明，无论是否在浸种条件下，在齐穂期干物质积累低于对照，浸种后处理齐穂期的干物质积累均低于不浸种的处理，这是因为多效唑有缩短株高，节间长度和穂长效果，减少了光合面积，从而降低了干物质积累量。但是在成熟期，多效唑浸种加倒五叶喷施处理干物质积累高于对照，这说明多效唑能提高水稻在灌浆后期的物质转运和灌浆效率，增加了成熟期干物质的积累量。

3.3 多效唑不同施用方式对水稻产量及产量构成因素的影响

范业赓等[30]研究指出，多效唑浸种可以通过提高甘蔗的分蘖从而提高甘蔗的产量。张心玲[31]研究指出，多效唑在小麦拔节期喷施，会显著提高产量，随着多效唑浓度的提升，产量呈先增加再降低的趋势。前人认为多效唑喷施主要通过增加穗数从而提高水稻产量[32-33]。本研究结果表明，通过施用多效唑可以提高水稻的产量，但是不同施用方式和在不同时期施用多效唑对产量的影响是不同的，多效唑两种施用方式都会提高水稻的产量，这与前人研究结果一致。由方差分析可知，多效唑的喷施效应对产量的影响是优于多效唑浸种的。但也有研究指出多效唑浸种会降低产量，如李增红等[34]研究表明，多效唑浸种对直播稻产量降低的直接原因是降低了水稻的分蘖率和成穗率。造成的原因可能是因为水稻的种植方式和多效唑施用方式不同，本试验采用移栽的种植方式并有多效唑喷施的施用方式。本研究结果表明，多效唑浸种加倒五叶喷施处理相比对照，有效穗数和结实率显著提高，对穗粒数影响不显著，千粒重相比对照显著降低。这说明适宜浓度多效唑浸种加喷施处理虽然降低了水稻的千粒重，但是通过提高水稻的有效穗数和结实率来提高水稻产量。

多效唑喷施处理下水稻株高、重心高、穗长均有所降低，各节间粗度和壁厚均有所提高；同时提高了水稻基部第二节间的抗折力和弯曲力矩，从而降低了水稻基部第二节间倒伏指数；进而提高了成熟期水稻穗的干物质积累量，提高了穗数、穗粒数、结实率，使得最终S1F3 处理下的水稻产量相比对照S0F0 分别显著增加15.45%和13.16%。无论是否浸种，不同叶龄时期喷施多效唑均表现为随喷施时期的延后，调控作用呈降低的趋势。以浸种条件下倒五叶喷施处理最优。