1%谷维菌素可溶液剂对水稻生长和产量的影响

王龙　刘悦　邹子玉　常海龙　林威　李保同

摘要：谷維菌素是一种新型植物生长调节剂，可以有效调控作物的生长发育过程。为了明确1%谷维菌素可溶液剂对水稻生长及产量的影响，并且为谷维菌素的开发及其在水稻上的应用提供数据支持，以籼型三系杂交晚稻泰优631为试验材料，采用浸种处理的方法，在江西农业大学科技园进行1%谷维菌素可溶液剂在不同有效成分含量下对水稻不同时期生长性状及产量影响的试验。结果显示，相对清水浸种处理，经过1%谷维菌素可溶液剂处理的水稻根长、鲜质量和地上部干质量在直播40 d后，分别增加22.84%、27.62%、16.15%；根系干质量的影响最显著，在直播后26、33、40 d，平均增加81.25%、89.47%、49.10%；直播33、59 d后，水稻株高平均增加10.31%、10.67%；水稻分蘖数于直播后59 d、成熟期平均增加76.39%、55.32%；在最终测产时，谷维菌素对水稻穗长、有效穗数和千粒质量的影响较为明显，相比清水处理平均增加10.23%、6.39%、6.64%，理论产量增加7.66%～45.80%。由此可见，水稻经过1%谷维菌素可溶液剂浸种处理，会提高苗期的根长、鲜质量、地上部干质量和根系干质量，增加水稻株高和分蘖数，并且能够提高成熟期穗长、有效穗数和千粒质量，从而增加水稻产量，因此1%谷维菌素可溶液剂能够提高水稻不同时期的部分生长性状，具有显著的促生长作用，尤其以50～100 mg/kg浸种处理的效果最优。

关键词：谷维菌素；水稻；浸种；直播

中图分类号：S482.8文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2023）14-0083-07

我国是世界上水稻生产、贸易和消费大国，水稻种植面积约占全球总面积的23%，是世界水稻种植面积第二大国家，总产量占世界的30%以上，位居世界第一［1-3］。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，人民的消费潜力得到释放，同时促进了粮食消费需求的快速增长。虽然随着农药的开发和使用，水稻产量得到有效提高，但是由于长期使用同一类型的农药，容易造成病原产生抗药性，病虫草害的发生仍然会导致大量水稻减产［4-5］。因此，植物生长调节剂在保障粮食安全和提高产量方面越来越受到人们的关注［6］。

植物生长调节剂是人工合成的（或从微生物中提取的天然的）、具有与天然植物激素相似的生长发育调节作用的有机化合物，可在较低浓度下通过调节植物内源性激素信号和代谢来优化植物形态并增加产量［7-9］。1%谷维菌素可溶液剂是由东北农业大学研发的植物生长调节剂，可以有效调节作物、蔬菜的生长发育过程，达到稳产增产、提高品质、增强作物抗病虫害等效果，是一种高效、残留少、对生态环境损害和污染较小、有利于保护人畜安全且能有效促进植物生长的植物生长调节剂［10-11］，目前处于田间试验阶段并尚未实现产业化批量生产，并且目前国内外没有关于谷维菌素对水稻各生长性状和理论产量影响的明确报道。为了明确1%谷维菌素可溶液剂在浸种处理下对不同时期水稻生长性状的影响，本试验以籼型三系杂交晚稻泰优631为试验材料，采用浸种直播的方法，分析水稻不同时期的部分生长性状及最终产量，以期为谷维菌素的开发及其在水稻上的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试水稻品种为泰优631（江西现代种业股份有限公司）。供试药剂为1%谷维菌素可溶液剂（由东北农业大学提供）、0.000 1%羟烯腺嘌呤可湿性粉剂（产自浙江惠光生化有限公司）。

1.2 试验方法

试验于2021年7月在江西省江西农业大学科技园（115°49′53″E，28°46′8″N）进行，试验共设如表1所示的6个处理，每个处理设4次重复，每个小区的面积为30 m2。试验按随机排列区组，小区间筑田埂隔开，单排单灌。稻田土壤的理化性质如下：pH值为5.60，有机质含量为26.83 g/kg，全氮含量为1.42 g/kg，有效磷含量为10.46 mg/kg，速效钾含量为70.66 mg/kg。

将水稻放在密度为1.13 kg/m3的盐水中，选择在盐水中下沉的饱满种子进行冲洗，将其他漂浮、不存活的种子丢弃。在冲洗掉种子表面的盐水后，分别将种子在不同处理溶液中浸种48 h，完成浸种后将种子沥干，置于通气的浸湿编织袋中进行催芽，温度控制在37 ℃左右。当种子芽长至半粒谷长时，将种子置于加入丁硫克百威种子处理干粉剂的塑料袋内拌种，防止水稻稻蓟马和鸟类取食［12-13］。由经验丰富的手工劳动者进行直播播种，在作物生长期间，所有其他农艺做法都保持一致［14-15］。

1.3 测定项目及方法

水稻苗期性状的测定。于水稻3叶1心期，连续3周取样（直播26、33、40 d），随机选取10株水稻，测量各组根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量。

株高和分蘖动态的测定。从直播后26 d开始，随机选取10株水稻，每隔7 d（播后26、33、40、52、59 d和成熟期）调查水稻株高及分蘖数。

成熟期水稻理论产量的测产。待水稻成熟后，每个处理随机选10株水稻样品，计算每穗总粒数、结实率、千粒质量、穗长和有效穗数，并计算理论产量（kg/hm2），计算公式如下：

理论产量=单位面积有效穗数×每穗总粒数×结实率×千粒质量/106。

1.4 数据分析

试验数据用Excel和SPSS 20.0软件进行统计分析，用Duncans分析法检验处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 对水稻苗期生长的影响

从表2、表3可以看出，谷维菌素处理对水稻苗期各项指标都有明显的提升效果，在水稻直播后 26 d，T1、T2、T3、T4处理的水稻根长分别为14.62、16.05、17.00、18.94 cm，分别比CK2处理的 14.25 cm 增加了2.60%、12.63%、19.30%、32.91%，与CK1处理的14.78 cm相比，T2、T3、T4处理的根长分别增加了8.59%、15.02%、28.15%；T1、T2、T3、T4处理的水稻鲜质量分别为2.46、2.95、2.99、3.63 g，相比CK2处理的1.91 g分别增加了28.27%、54.45%、56.54%、90.05%，相比CK1处理的2.72 g，T2、T3、T4处理的水稻鲜质量分别增加了8.46%、9.93%、33.46%；T1、T2、T3、T4处理的水稻地上部干质量分别为0.39、0.42、0.46、0.52 g，分别比CK2清水处理的0.38 g增加了2.63%、10.53%、21.05%、36.84%，相比CK1处理的0.40 g，T2、T3、T4处理的地上部干质量分别增加了5.00%、15.00%、30.00%；经过T1、T2、T3、T4处理的水稻根系干质量分别为0.08、0.16、0.16、0.18 g，与CK2处理的0.08 g相比分别增加了0.00%、100.00%、100.00%、125.00%，与CK1处理的0.13 g相比，T2、T3、T4处理的根系干质量分别增加了23.08%、23.08%、38.46%。

直播后33 d，CK2处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为16.35 cm、5.10 g、0.69 g、0.19 g，CK1处理的相应指标分别为 18.30 cm、5.99 g、0.72 g、0.30 g，T4处理的相应指标分别为21.75 cm、7.46 g、1.01 g、0.45 g。与CK2、CK1相比，T4处理的根长分别增加了33.03%、18.85%，鲜质量分别增加了46.27%、24.54%，地上部干质量、根系干质量分别增加了46.38%、40.28%和136.84%、50.00%；T3处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为21.35 cm、6.66 g、0.92 g、0.38 g，相对于CK2、CK1处理，根长分别增加了30.58%、16.67%，鲜质量分别增加了30.59%、11.19%，地上部干质量、根系干质量分别增加了33.33%、27.78%和100.00%、26.67%；T2處理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为19.50 cm、6.10 g、0.76 g、0.35 g，相对于CK2、CK1处理，根长分别增加了19.27%、6.56%，鲜质量分别增加了19.61%、1.84%，地上部干质量、根系干质量分别增加了10.14%、5.56%和84.21%、16.67%；T1处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为16.65 cm、5.30 g、0.71 g、0.26 g，相对于CK2处理，根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别增加了1.83%、3.92%、2.90%、36.84%，但是相对于CK1处理，其效果没有CK1处理效果好。

直播后40 d，CK2、CK1处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为17.95 cm、7.44 g、1.13 g、0.28 g和19.75 cm、8.71 g、1.20 g、0.33 g，T1处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为19.30 cm、8.60 g、1.19 g、0.33 g，T2处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为21.10 cm、9.23 g、1.22 g、0.39 g，T3处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为22.55 cm、9.69 g、1.35 g、0.45 g，T4处理的根长、鲜质量、地上部干质量、根系干质量分别为25.25 cm、10.46 g、1.49 g、0.50 g。与CK2处理相比，T1～T4处理的根长增加了7.52%～40.67%，鲜质量增加了15.59%～40.59%，地上部干质量增加了5.31%～31.86%，根系干质量增加了17.86%～78.57%；与CK1处理相比，T2～T4处理的相对根长增加了6.84%～27.85%，鲜质量增加了5.97%～20.09%，地上部干质量增加了1.67%～24.17%，根系干质量增加了18.18%～51.52%，与CK1处理相比，T1处理对水稻苗期根长、鲜质量、地上部干质量和根系干质量提高的效果没有CK1处理明显。

2.2 对水稻株高、分蘖动态的影响

从表4、图1可以看出，从水稻苗期到成熟期，清水浸种处理（CK2）的平均株高从3叶1心期的42.06 cm增加到成熟期的88.70 cm，CK1处理的株高则是从43.14 cm增加到93.90 cm。T1处理的株高从直播后26 d（3叶1心期）的42.80 cm增加到90.65 cm，相对于CK2处理增加了0.14%～7.60%；T2处理的株高由43.46 cm增加到95.60 cm，相对于CK1处理增加了0.74%～5.95%，相对于CK2处理增加了3.33%～10.57%，并且在直播后33、59 d和成熟期与CK2处理间呈现显著差异；T3处理的株高从43.55 cm增长到96.60 cm，相对于CK1处理增加了0.60%～8.96%，在直播后52、59 d呈现显著差异，相对于CK2处理增加了3.54%～12.69%，并在直播后33、52、59 d和成熟期呈现显著差异；T4处理的株高从45.05 cm增长到 100.30 cm，相对于CK1处理增加了2.06%～11.73%，在52、59 d和成熟期呈显著差异，相对于CK2处理增加了7.11%～16.60%，在直播33 d后都呈现显著差异。所以相比于CK2，T1、T2、T3、T4处理对水稻株高有增加效果，而且随着施药量增加，效果越明显，4个处理的平均效果在直播后59、33 d时最高，株高平均增加了10.67%、10.31%；相对于CK1处理，T1处理的药效稍逊于CK1处理，但随着谷维菌素有效成分的增加，株高相对增加，以T4处理最优，在直播后59 d比CK1处理增加了11.73%，增加效果最好。

由表4、图2可以看出，CK2处理的平均分蘖数由直播后26 d的1.50个/株升高到收获期的4.70个/株，T4处理的平均分蘖数由直播后26 d的2.70个/株到收获期的9.60个/株，T4处理与CK2处理之间差异显著；CK1处理的平均分蘖数为1.80～5.80个/株， T4处理的分蘖数增加了28.57%～74.29%，且只有在直播后40 d的调查中两者的数据无显著差异，其余时间都存在显著差异，说明与其他处理相比，T4处理的效果最优。其次是T3处理，平均分蘖数为2.00～7.30个/株，比CK2处理增加了29.41%～83.33%，比CK1处理增加了11.11%～54.29%；接着是T2处理，平均分蘖数从3叶1心期的2个/株增加到收获期的7个/株，比CK2增加了11.76%～77.78%，比CK1增加了4.76%～20.75%；T1处理的平均分蘖数由 1.6个/株增加到5.3个/株，比CK2增加了2.94%～33.33%，与CK1相比，处理效果稍逊，但是T1与CK1处理之间没有显著差异，说明两者对水稻分蘖的药效比较接近。

2.3 对水稻产量因素的影响

对水稻进行浸种处理，到收获期进行测产。由表5可见，T4处理的水稻最终平均穗长为25.80 cm，与CK1处理的24.16 cm和CK2处理的22.59 cm相比分别增长了6.79%、14.21%；T3处理的水稻平均穗长为25.30 cm，分别比CK1、CK2处理增加了4.72%、12.00%；T2、T1处理的穗长分别为24.63、23.87 cm，与CK2处理相比分别增加了9.03%、5.67%。以上研究结果显示，T4、T3、T2处理与CK2处理之间呈显著差异，说明针对成熟期水稻的穗长，T2、T3、T4处理的增加效果明显。

T4处理的最终平均有效穗数为289.10万穗/hm2，与CK1、CK2的269.60万、262.00万穗/hm2相比分别增加了7.23%、10.34%；T3处理的有效穗数为282.50万穗/hm2，与CK1、CK2处理相比分别增加了4.78%、7.82%；T2處理有效穗数分别比CK1、CK2处理增加了2.23%、5.19%；T1处理有效穗数比CK2处理增加了2.21%。此外，T4、T3处理与CK2处理之间、T4处理与CK1处理之间表现出显著差异，说明T4处理对有效穗数的增加效果更为明显。

在T4、T3、T2、T1处理下，水稻的平均每穗总粒数分别为175.20、171.70、166.10、158.70粒/穗，分别比CK2处理的154.90粒/穗增加了13.11%、10.85%、7.23%、2.45%，T4、T3、T2处理的每穗总粒数分别比CK1处理增加了8.28%、6.12%、2.66%。但是由表4可知，T1～T4处理和CK1、CK2之间的数据两两间均呈现不显著关系。在T1、T2、T3、T4处理下，水稻的平均结实率分别为79.62%、81.33%、82.17%、83.86%，与CK2处理的78.97%相比，分别提高了0.82%、2.98%、4.05%、6.19%，T2、T3、T4处理分别比CK1处理提高了1.36%、2.42%、4.52%，且只有T4处理与CK2、T1处理间的数据呈现显著差异。在T1、T2、T3、T4处理下，水稻的平均千粒质量分别为20.31、21.00、21.66、22.04 g，相对于CK2处理的19.93 g分别提高了1.91%、5.37%、8.68%、10.59%，T2、T3、T4处理的水稻平均千粒质量分别比CK1处理的20.85 g提高了0.72%、3.88%、5.71%，并且T4处理与CK2、T1，T3、CK2处理之间的差异显著。

2.4 对理论产量的影响

从表6可以看出，在T1、T2、T3、T4、CK1、CK2处理下，水稻产量分别为6 912.06、7 818.52、 8 629.88、9 360.58、7 310.67、6 420.18 kg/hm2，其中与CK2处理相比，T1、T2、T3、T4处理的产量分别提高了7.66%、21.78%、34.42%、45.80%，与CK1处理相比，T2、T3、T4处理的产量分别增加了6.95%、18.04%、28.04%，且T2、T3、T4处理与CK2处理存在显著差异，T4处理与CK1处理也有显著差异，但是CK1处理与T1、T2处理相比，虽然两者相对CK2处理的产量都有增加效果，但是其效果与CK1处理相比没有显著差异。结合“2.3”节的内容可知，谷维菌素主要通过增加成熟期的穗长、有效穗数和千粒质量来增加产量，并且随着有效成分的增加，其增产效果更明显。

3 结论与讨论

综上所述，用1%谷维菌素可溶液剂对直播水稻进行浸种处理，会对水稻不同时期的部分生长性状及最终产量带来促进或提高效果，并且随着其有效浓度的增加，效果越明显，尤其以100 mg/kg（T4处理）浸种处理的效果最优。在水稻苗期，经过谷维菌素浸种后，水稻根长、鲜质量、地上干质量和根系干质量均有所增加，并且在直播40 d后，根长、鲜质量、地上干质量相对空白处理（CK2）平均增加了22.84%、27.62%、16.15%。但是，谷维菌素的主要作用还是在根系干质量上，与清水浸种处理（CK2）相比，直播后26、32、40 d的根系干质量分别平均增加了81.25%、89.47%、49.10%。谷维菌素对于水稻株高的影响，主要表现在直播后33、59 d和成熟期，除了T1处理，与空白处理（CK2处理）相比，T2～T4处理的株高增加了7.78%～16.60%，并且呈现出显著差异。谷维菌素对于分蘖的影响在直播后59 d和成熟期呈现出最好的平均效果，与空白处理相比，平均分蘖数分别增加了76.39%、55.32%，当谷维菌素有效浓度50.00 mg/kg时，数据呈显著差异。在产量性状方面，谷维菌素的影响主要体现在穗长、有效穗数、千粒质量上，与空白处理相比，穗长、有效穗数、千粒质量平均分别增加了10.23%、6.39%、6.64%，当谷维菌素有效浓度超过50.00 mg/kg时，数据相对空白处理表现出显著差异，从而影响理论产量，增产率为7.66%～45.80%。与0.000 1%羟烯腺嘌呤可湿性粉剂的推荐剂量处理（CK1处理）相比，谷维菌素有效浓度为30.3 mg/kg的处理（T1处理）的作用稍逊于CK1处理，当谷维菌素浓度达到50 mg/kg（CK2处理）时，增幅效果开始比CK1处理明显，随着其浓度的增加，效果开始变得相对显著，尤其以100 mg/kg（T4处理）处理最为显著，理论产量增加了28.04%。

对上述结果进行对比得出，当使用1%谷维菌素可溶液剂对水稻进行浸种处理后，可以提高水稻苗期的根长、鲜质量、地上干质量和根系干质量，增加株高和分蘖数，具有显著的促生长作用，并且能够通过增加成熟期穗长、有效穗数和千粒质量来提高水稻产量，但其作用机制和抗病虫害功能还需进一步研究。

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收稿日期：2022-10-16

基金项目：国家重点研发计划（编号：2017YFD0301604）；江西省现代农业（水稻）产业技术体系建设专项（编号：JXARS-04）。

作者简介：王 龙 （1997—），男，甘肃通渭人，硕士研究生，主要从事农药残留分析研究。E-mail：wl2283807483@163.com。

通信作者：李保同，博士，教授，主要从事农药学研究。E-mail：libt66@163.com。