噴施氯吡苯脲對苧麻纖維產量和品質的影響

勞承英，劉立軍，汪波，鄧剛，葉勝拓，陳雷宇，彭定祥

(華中農業(yè)大學植物科學技術學院，湖北武漢430070)

引言

苧麻(Boehmeria nivea L.)為蕁麻科(Urticaceae)苧麻屬(Boehmeria)宿根性多年生韌皮纖維作物［1］，起源于中國，被西方人稱為“中國草”，主要種植于中國及亞洲其它國家，如菲律賓、印度、韓國、泰國［2］。如何提高苧麻產量、品質、抗逆及抗病性是當今研究的熱點和難點，目前主要是從分子及基因組學方面來研究此類問題［3，4］，并已取得大量的成果。

20世紀50年代末，對苧麻生長發(fā)育的化學調控的研究逐漸開展，許多相關激素如赤霉素、蕓薹素內酯等生長調節(jié)物質對苧麻增產和(或)改善品質的作用相繼得到證實［5，6］。運用植物生長調節(jié)劑調控植物的生長、改變植株外觀以及改善某些缺陷已經取得巨大成就。到目前為止，在苧麻上研究和運用的植物生長調節(jié)劑主要有:赤霉素、乙烯利、縮節(jié)安、多效唑、烯效唑、蕓薹素內酯、三十烷醇、增甘膦、矮壯素、萘乙酸和調節(jié)安等［7］，主要研究外施植物生長調節(jié)劑對苧麻花器發(fā)育、開花、抗逆性、產量和品質的影響［8，9］。但在苧麻上運用氯吡苯脲 (CPPU、KT－30)的研究未見相關報道。目前，氯吡苯脲主要運用在園藝和果樹中［10－12］，主要有以下作用:促進植物根、莖、葉的生長;促進組織分化;促進作物發(fā)芽座果、抑制落花;增大果實和增加果重;誘使單性結實;具有疏果、疏花和落葉作用;促使果實早熟等。例如，Williamson等在藍莓開花后第7天，向樹冠層內果實噴灑15mg/L的CPPU，發(fā)現(xiàn)可以使其坐果率、單果重和單株產量增加［12］。汪俏梅運用20mg/L CPPU在苦瓜開花當天處理子房，其果實的生長，果長、橫徑和果重均比對照皆顯著增加［13］。Adaniya等用5.0mg/L的CPPU浸泡鳳梨落葉后的果枝，結果發(fā)現(xiàn)85%葉腋的萌芽被迫發(fā)芽，以此增加了有效分枝，在一定程度上提高鳳梨的產量［10］。

本試驗旨在研究氯吡苯脲(CPPU)對苧麻生長發(fā)育的影響，探討噴施不同濃度的CPPU對苧麻產量和品質的影響，為苧麻高產優(yōu)質的生產研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

選取2－3年壯齡麻園中的長勢一致的華苧4號為試驗材料。

試驗用試劑:CPPU(粉劑)購自上海生工生物工程有限公司。

1.2 方法

供試材料全部種植于華中農業(yè)大學實驗基地，實驗時間為2011年4月－10月。

實驗采用隨機區(qū)組排列，區(qū)組內設有6個處理，即CPPU的6個噴施濃度:0(CK)，5，10，20，40，80 mg/L。區(qū)組設重復3次，每個區(qū)組內的6次處理皆為隨機排列。每個處理面積為12m2，共18個小區(qū)，每個小區(qū)內種植5蔸苧麻，正常田間管理。分別在每季麻進入旺長期后每隔10天噴施一次，共噴施兩次。

苧麻適期收獲，每小區(qū)選取長勢較好的3蔸測定原麻產量、鮮莖出麻率和鮮皮出麻率等產量性狀，及纖維加工品質性狀中的結晶度、纖維細度、纖維斷裂強力、斷裂伸長率和原麻含膠率等質量性狀。各季麻在收獲后將鮮莖去葉片，稱取鮮莖重，經手工剝皮(韌皮)后稱取鮮皮重，然后使用刮麻機刮出原麻，自然曬干后，稱重得原麻產量。鮮莖出麻率和鮮皮出麻率分別為原麻重量占鮮莖重量和鮮皮重量的百分率。結晶度測定采用精干麻，使用廣角X－射線粉末衍射儀表征結晶度［14］。纖維素的結晶度通過比較基線以上2θ=18.5°(Iam)處的最低峰高和2θ=22.5°(I200)處的最強峰高來進行計算［15］，計算公式為:CrI%=100×(I200–Iam)/I200。

纖維細度、纖維斷裂強力(纖維伸長率)及原麻含膠率參照國家標準進行測量 (GB5884－1986、GB5886－1986和 GB5889－1986)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

將所得的數(shù)據(jù)使用SAS9.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 CPPU對苧麻原麻產量及含膠率的影響

由表1看出，頭麻噴施CPPU能增加苧麻纖維產量，綜合三季麻的情況看，5ml/L、10ml/L濃度處理皆能提高苧麻三季麻的產量，濃度10ml/L處理時產量最高，三季麻分別比對照增加3.17%、10.59%和21.05%%，總產量增加11.22%，但各季麻的原麻產量及總產量與對照相比差異均不顯著。

膠質含量高低直接影響到纖維品質、工廠脫膠成本及環(huán)保效果。頭麻和二麻CPPU處理與對照差異不顯著，三麻期間，除20mg/L處理膠質含量顯著高于對照外，其余處理與對照相比均無顯著差異。CPPU處理提高了苧麻含膠率，但與對照相比并差異不顯著。

表1 CPPU處理對苧麻產量及含膠率的影響Tab.1 Effect of 5 CPPU treatments on ramie yield and pectin content

2.2 CPPU對苧麻產量構成的影響

鮮莖出麻率和鮮皮出麻率是苧麻產量的構成因子，其大小能直接影響苧麻原麻產量。CPPU處理對苧麻鮮莖出麻率和鮮皮出麻率的影響見表2。CPPU處理對二麻和三麻的鮮莖出麻率影響不顯著，但頭麻用10mg/L和40mg/L濃度的處理能顯著增加鮮莖出麻率。從整體上看，10mg/L的CPPU處理相比其它處理在三季麻中更能提高其鮮莖出麻率，分別比對照增加15.80%、10.08%和12.78%。

對于鮮皮出麻率:頭麻和二麻的分別在40mg/L和10mg/L的濃度下可顯著增加鮮皮出麻率。與鮮莖出麻率類似，在三季麻中二麻和三麻用10mg/L的CPPU處理均呈現(xiàn)出鮮皮出麻率增加的情況，分別比對照增加9.81%和12.44%，頭麻也在該濃度處理下增加6.91%。

表2 CPPU處理對苧麻鮮莖出麻率和鮮皮出麻率的影響Tab.2 Effect of 5 CPPU treatments on the ratio of fiber to fresh stem and fresh bark

3.3 CPPU對苧麻纖維品質的影響

苧麻纖維的強度和模量很高，在天然纖維中均居首位，但伸長率低。苧麻斷裂強力是指纖維抵抗拉斷的能力大小，用厘牛頓(cN)表示，強力的大小對纖維織物的品質有重要影響。

由表3可以看出，除二麻外，CPPU有增大苧麻斷裂強力的作用。綜合三季麻發(fā)現(xiàn)，在高濃度(80mg/L)處理下時斷裂強力皆達到較大值，提高效果較好。

斷裂伸長率方面，在頭麻期間，5mg/L濃度的CPPU處理及二麻、三麻期間80 mg/L濃度的CPPU處理與對照相比斷裂伸長率顯著提高，且頭麻表現(xiàn)為隨著CPPU濃度的提高，斷裂伸長率呈現(xiàn)逐漸下降，而二麻、三麻則表現(xiàn)為上升的趨勢。

表3 CPPU處理對苧麻斷裂強力和斷裂伸長率的影響Tab.3 Effect of 5 CPPU treatments on the breaking strength and elongation rate of fiber

纖維細度是對苧麻單纖維粗細而言的，一般用公制支數(shù)表示，即纖維單位重量的長度，單位是m/g，也有用纖維截面直徑表示的，單位是m，苧麻纖維細度對纖維品質的影響最為直接，因此細度在苧麻品質指標評價中占有重要的地位。由圖1看出，CPPU處理只在三麻期間與對照存在顯著差異，并表現(xiàn)為纖維品質優(yōu)于對照;頭麻雖然相比對照無顯著差異，但從整體上可以看出在噴施CPPU濃度在10mg/L上有降低纖維細度的作用;而在二麻期間則作用相反，噴施CPPU后苧麻纖維細度增加，但未到達差異顯著水平。

纖維素結晶度是指纖維素構成的結晶區(qū)占纖維素整體的比例，通常其結晶度在30% －80%之間。纖維素從結晶區(qū)到非結晶區(qū)是逐步過渡的，無明顯界限。且表現(xiàn)為纖維結晶度越高，紡織品的刺癢感越強。由圖2看出，CPPU處理在頭麻期間，結晶度均較對照顯著降低，二麻期間5mg/L和20mg/L濃度與對照相比也顯著降低，三麻期間所有處理與對照相比均無顯著差異。

討論

品種、生態(tài)因子、栽培技術的綜合作用是作物在不同的生態(tài)因子影響下，通過作物體內的遺傳表達，生理生化過程來實現(xiàn)的［16］，苧麻的產量與質量性狀，是由內因(基因型、生理生化過程)和外因(生態(tài)環(huán)境、農藝措施)共同作用的結果［17］，而通過生長調節(jié)物質調控外因的研究和應用使作物達到高產高質，是當今廣泛采用的實用技術［18］。本文采用前人未使用CPPU，通過噴施不同濃度處理來比較苧麻在不同生長季節(jié)的產量和品質，并探索該激素對苧麻產量和品質的影響特征，為苧麻高產高質提供可利用的生產技術，可望提高苧麻纖維的產量和品質。

苧麻產量是一項重要指標，噴施CPPU是否在苧麻生產應用上具有重要的意義，農民最關注的首要的為產量。本研究發(fā)現(xiàn)苧麻在噴施各個濃度的CPPU與對照相比雖然沒有顯著差異。但是從整體上看如果采用噴施10mg/L的濃度可以較大提高原麻產量，三季麻分別比對照增加3.17%、10.59%和21.05%%，總產增產達11.22%，這在鮮莖出麻率和鮮皮出麻率指標上同樣得到證明。而之所以各個處理下的產量與對照相比整體沒有顯著差異，這可能由于試驗地含磷量偏低，而磷肥是影響華苧4號產量的最主要因素［19］。

苧麻品質性狀包括含膠率、斷裂強力、斷裂伸長率、纖維細度、結晶度等，這些品質性狀嚴重影響苧麻在纖維可紡性和織物的產品質量，如何提高苧麻纖維的質量已是當今研究的熱點之一［20］。本研究發(fā)現(xiàn)噴施CPPU對苧麻含膠率影響不大，即不會導致原麻含膠率的提高。對苧麻斷裂強力和斷裂伸長率影響為除二麻外，皆有提高苧麻斷裂強力的作用，但不同季節(jié)對其增加情況不同，大體為頭麻噴施濃度應該降低，三麻則應考慮提高噴施濃度，而二麻期間不同處理間差異較大。對于纖維細度，與苧麻斷裂強力和斷裂伸長率方面類似，在頭麻、三麻期間各個濃度均有降低纖維細度的作用，但二麻則為處理間差異較大，且有細度高于對照的趨勢。纖維結晶度則表現(xiàn)為頭麻與二麻為各個處理均優(yōu)于對照，三麻則差異不顯著。另外當噴施濃度達到80mg/L時，苧麻在各個品質指標較優(yōu)，尤其是在斷裂強力和斷裂伸長率方面優(yōu)于其它處理，但產量性狀不及低濃度處理(5－10 mg/)，故綜合來看，在實際生產中噴施CPPU有提高頭麻和三麻品質的作用，而二麻表現(xiàn)差異大，優(yōu)質效果不大，在生產中建議頭麻和三麻期間噴施CPPU具有較好的提高品質的效果，并且綜合各個品質指標和產量指標來看，噴施10mg/L的CPPU對三季麻的品質和產量效果最好，且經濟適用，建議在生產中采用。

小結

噴施各個濃度CPPU的苧麻產量與對照相比沒有顯著差異，但是噴施10mg/L的濃度相對較大提高原麻產量，三季麻分別比對照增加3.17%、10.59%和21.05%%，總產增產達11.22%。噴施CPPU不會導致原麻含膠率升高，頭麻、三麻期間均在斷裂強力、斷裂伸長率、纖維細度、結晶度具有提高品質的作用，而二麻除了在結晶度方面有提高作用外，其它方面影響不大，甚至降低品質。綜合各個品質指標和產量指標來看，噴施10mg/L的CPPU對三季麻的品質和產量效果最好。

致謝:本研究得到國家麻類產業(yè)體系CARS－19－E12及國家科技支撐計劃課題－“優(yōu)質高產多抗苧麻專用新品種選育及高效輕簡化栽培技術研究”(2010BAD02B01)資助。

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