雜交中稻生育后期劍葉早衰及6BA合劑應(yīng)用探析

摘 要：高溫強(qiáng)光脅迫已成為水稻生產(chǎn)的主要災(zāi)害性氣候因素。水稻生育后期的高溫?zé)岷?dǎo)致水稻大面積減產(chǎn)，這給水稻生產(chǎn)和糧食安全造成很大的沖擊。該文研究探討的內(nèi)容是：采用土壤調(diào)理劑，以養(yǎng)根保葉的措施，恢復(fù)根系活力，促進(jìn)對養(yǎng)分、水分吸收，加快內(nèi)循環(huán)，促使水稻在生育后期仍保持代謝旺盛，而地上部分則采用6BA葉面噴施劑，增強(qiáng)水稻的抗逆性能，誘導(dǎo)植物體內(nèi)抗氧化酶活性提高，抑制活性氧的增加，減少活性氧對植物細(xì)胞的傷害，延緩水稻葉片衰老過程中葉綠體的降解速度，延長葉片的功能期，使超級稻的強(qiáng)勢粒和弱勢粒都能整齊充實(shí)，進(jìn)一步提升產(chǎn)量和改善稻米的外觀質(zhì)量及稻米的品質(zhì)。該文還介紹了6BA合劑的組成及其生理功能，以及田間施用時(shí)間、方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：雜交中稻；高溫強(qiáng)光脅迫；劍葉早衰；6BA與土壤調(diào)理劑；應(yīng)用效果

中圖分類號 S511 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）15-39-02

植物葉片的衰老是一個(gè)受遺傳和外界環(huán)境因素影響的高度有序化過程。水稻葉片的壽命因品種特性和栽培技術(shù)不同而異，最先的3片葉的壽命約有10d，而最后的1片劍葉的壽命可達(dá)50～60d。劍葉的早衰有兩方面的原因：一是水稻進(jìn)入生育后期，根系逐漸衰老；另一原因是外界環(huán)境因素即高溫強(qiáng)光脅迫也易引起劍葉早衰。葉綠體是葉蛋白的主要貯存器官，葉綠體光系統(tǒng)Ⅱ的D1蛋白是逆境損傷主要靶位，有人研究證實(shí)，從衰老葉片中輸出的N，90%是來自葉綠體蛋白的降解，可能就在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的[1-2]。葉片衰老的最明顯特征是葉片黃化，葉綠體結(jié)構(gòu)紊亂，光合功能衰退，呼吸活動(dòng)增強(qiáng)，光合產(chǎn)物生產(chǎn)逐漸減少。葉片衰老的機(jī)理大多數(shù)人認(rèn)為是衰老的活性自由基理論：衰老過程是活性氧代謝失調(diào)，自由基累積到一定量時(shí)，自由基對細(xì)胞的有害進(jìn)攻，膜脂氧化反應(yīng)發(fā)生，造成膜系統(tǒng)受損或瓦解。正常的植物生長過程中自由基的產(chǎn)生和消除保持平衡，抗氧化酶（SOD、POD等）的作用機(jī)理就是通過產(chǎn)生歧化反應(yīng)消除多余的自由基，達(dá)到新的平衡，6BA就是自由基消除劑。

國內(nèi)應(yīng)用6BA是在1975年，由上海農(nóng)科院和沈陽化工研究院合作完成，用20mg/kg6BA藥液于水稻始穗后10d噴施到長勢不同的水稻植株上，發(fā)現(xiàn)6BA能使葉片抗衰老，經(jīng)6BA處理的劍葉葉綠素比對照增加10%～40%，結(jié)實(shí)率提高2%～4%，千粒重提高0.5～2g，增產(chǎn)3.1%～19.1%，其中易早衰的品種增幅較大。在理論研究方面，中國植物生理研究所和北京農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)表的論文較多[3-9]。一般認(rèn)為植物體內(nèi)CTKS含量下降是葉片衰老的主要原因。CTKS具有定向誘導(dǎo)物質(zhì)運(yùn)輸；穩(wěn)定葉綠體結(jié)構(gòu)，促進(jìn)氣孔開放，穩(wěn)定呼吸；維持ATP有效供應(yīng)；促進(jìn)蛋白質(zhì)合成等生理功能。外用6BA處理劍葉延緩葉片衰老的確切機(jī)理，尚不清楚，可能是外用6BA首先影響植物體內(nèi)內(nèi)源激素的變化，尤其是CTKS水平在劍葉內(nèi)顯著增加，根系合成的CTKS及向地上部分運(yùn)輸?shù)腃TKS也有所增加，補(bǔ)償劍葉中后期CTKS的不足，促進(jìn)根系合成CTKS和CTKS運(yùn)輸能力，可能是延緩劍葉衰老的重要原因。

隨著雜交水稻普及推廣應(yīng)用，人們對雜交水稻的認(rèn)識也在加深。雜交水稻有很多優(yōu)勢，根系優(yōu)勢、分蘗優(yōu)勢、穗粒優(yōu)勢和抗逆優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是一個(gè)整體，相互促進(jìn)，相互制約。根系優(yōu)勢是基礎(chǔ)，分蘗優(yōu)勢是關(guān)鍵，穗粒優(yōu)勢是目標(biāo)，最終形成增產(chǎn)優(yōu)勢。但雜交水稻耐熱性差，對高溫環(huán)境因素反應(yīng)敏感，雜交水稻存在強(qiáng)勢粒與弱勢粒灌漿充實(shí)整齊差，結(jié)實(shí)率低，且不穩(wěn)定，即同一個(gè)品種在不同年份和地區(qū)間，結(jié)實(shí)率有很大的差別。雜交水稻在品種審定標(biāo)準(zhǔn)上又缺少耐熱性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，給雜交水稻生產(chǎn)與推廣應(yīng)用留下隱患[10-12]。針對雜交水稻生育后期劍葉早衰的問題，國內(nèi)不少研究單位進(jìn)行過應(yīng)用方面的研究，湖南雜交水稻研究中心等科研單位采用補(bǔ)施N肥措施，對防早衰有一定的效果。雜交水稻在灌漿期間對N素的需要量很大，一方面是因?yàn)樽蚜９酀{中，C、N要按一定的比例轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒中去，同時(shí)葉片又要保存一定數(shù)量的N素防止葉片早衰。本研究是采用土壤調(diào)理劑，從根系入手，提高根系活力，強(qiáng)化水稻對養(yǎng)分、水分的吸收，加快內(nèi)循環(huán)，促進(jìn)代謝仍保持旺盛，達(dá)到根強(qiáng)葉茂的效果；而地上部分則采用6BA葉面噴施，增強(qiáng)水稻的抗逆性能，以減緩?fù)獠凯h(huán)境因素高溫強(qiáng)光對雜交水稻產(chǎn)生的危害。

1 6BA合劑的組成及其生理功能

6BA合劑是地上部分采用6BA為主要成分的葉面噴施劑及地下部分應(yīng)用的土壤調(diào)理劑兩部分組合而成。6BA的生理功能前面已敘述，下面著重介紹土壤調(diào)理劑的主要功能：土壤調(diào)理劑是以甲殼胺為主要材料加工而成，甲殼胺是天然生物制劑，無毒無害無殘留，是現(xiàn)代無公害的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上理想的土壤調(diào)理劑、土壤改良劑、植物生長助劑。它的生理功能有以下幾點(diǎn)：

（1）活化土壤，促進(jìn)土壤中有益的微生物種群數(shù)迅速增加，抑制有害的微生物及線蟲的危害，通過微生物的分解作用，解鉀、解磷，有利于水稻的吸收利用和提高肥料的利用率。雜交水稻生育后期，根系活力減弱，衰退幅度較大，按傳統(tǒng)方法處理即采用根外追施一定數(shù)量的鉀肥和磷肥，確保灌漿的需要。而施用土壤調(diào)理劑后，可以有效地利用前期施用的鉀磷肥。

（2）強(qiáng)力壯根，增強(qiáng)作物的抗逆性能。施用土壤調(diào)理劑后能促進(jìn)作物的根系發(fā)達(dá)，生長健壯，長勢均衡，它的抗逆性能可能是甲殼胺能強(qiáng)化水稻對養(yǎng)分、水分的吸收，加快內(nèi)循環(huán)，激發(fā)葉綠素進(jìn)行光合作用，積累大量的有機(jī)物，很快恢復(fù)受損的器官。

（3）增強(qiáng)光合作用，能促進(jìn)葉片面積增大、增厚、葉色濃綠，葉綠素含量增加，土壤調(diào)理劑與6BA都有促使葉片增綠的效果，混合使用之后能產(chǎn)生加合作用，延長葉片功能期達(dá)22～28d，增產(chǎn)效果十分明顯。

（4）甲殼胺是帶正電荷的纖維狀物質(zhì)，能與帶負(fù)電荷的有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸發(fā)生吸附作用。另外甲殼胺分子還可以與金屬離子形成螯合物，如亞鐵離子隨著酸性增強(qiáng)，螯合的數(shù)量增多。土壤環(huán)境對根系活力影響較大，水稻生育后期，根系從葉片中獲得氧氣的輸導(dǎo)距離增加，而上部莖節(jié)通氣組織，不如前期發(fā)達(dá)，因而易造成根系缺氧。土壤中亞鐵離子是強(qiáng)還原性物質(zhì)，能活化根系中少量的氧氣，產(chǎn)生氧氣自由基，導(dǎo)致根系腐爛變質(zhì)，而甲胺能與亞鐵離子產(chǎn)生螯合作用，使亞鐵離子的活性降低，從而保護(hù)了根系的活力。

（5）能誘導(dǎo)作物木質(zhì)素形成，增強(qiáng)小麥作物抗倒伏性能。木質(zhì)素形成，又是植物抗病的防衛(wèi)因子。

通過土壤調(diào)理劑的使用，使雜交水稻生育后期根系活力差、根系衰退幅度較大的弱勢能得到有效的控制，具體表現(xiàn)在葉片葉綠素增加，光合作用增強(qiáng)，光合功能期延長，最終促進(jìn)雜交水稻增產(chǎn)的效果明顯。

2 田間施用時(shí)間與方法及注意事項(xiàng)

雜交水稻抽穗后，水稻開花受精，籽粒開始灌漿，爭取粒重，防止葉衰、根衰，是這個(gè)時(shí)期的關(guān)鍵措施，土壤調(diào)理劑的使用就選定在這個(gè)時(shí)期。雜交水稻原來的生產(chǎn)栽培技術(shù)及田間管理不變，只是在抽穗開始到齊穗期間，用土壤調(diào)理劑250mL稀釋400倍，即每667m2使用藥液量100L，噴施時(shí)以噴根為主，要求均勻噴施。噴施前先把稻田的水排干，噴藥后第二天，根據(jù)用水情況再復(fù)水到位。由于光合作用功能期延長，每667m2稻田要補(bǔ)施4～5kg N肥，保證雜交水稻灌漿的需要。6BA的葉面噴施時(shí)間選定在齊穗后7～10d，每667m2使用藥量100mL，稀釋500倍，即每667m2使用藥液量50L。

3 小結(jié)與討論

以甲殼胺為主要成分的土壤調(diào)理劑能清除土壤環(huán)境中影響根系活力不利的因素，特別是土壤中的強(qiáng)還原物質(zhì)亞鐵離子，通過甲殼胺的螯合作用，消除害源，根系活力得到恢復(fù)，對養(yǎng)分、水分的吸收得到加強(qiáng)，內(nèi)循環(huán)加快，使雜交水稻生育后期仍保持代謝旺盛，防止了根衰葉敗，達(dá)到了根強(qiáng)葉茂的目的。以6BA為主要成分的葉面噴施劑，能預(yù)防大氣環(huán)境的高溫、強(qiáng)光逆境對劍葉造成危害，延緩了衰老過程中葉綠體的降解速度；由于6BA和甲殼胺都有促進(jìn)葉保素增加的作用，葉片功能期增保效果可達(dá)到22～28d，因而就有充足的時(shí)間使雜交中稻的強(qiáng)勢粒和弱勢粒都能整齊充實(shí)灌漿，增產(chǎn)效果達(dá)20%～25%。土壤調(diào)理劑和6BA葉面噴施劑綜合應(yīng)用，能延緩雜交中稻生育后期劍葉的衰老，為進(jìn)一步發(fā)揮超級稻增產(chǎn)潛力找出了一條新措施。

雜交中稻培育再生稻是一項(xiàng)省力省錢，高效的增產(chǎn)途徑，對于一些種植一季稻有余，而種植雙季稻生育季節(jié)又不足的地區(qū)，發(fā)展再生稻，充分利用當(dāng)?shù)氐臏亍⒐?、土地資源，以達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。但目前再生稻生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)值得商榷，單一使用GA3這種傳統(tǒng)方法雖有一定效果，但不是最好的效果。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知施用GA3+6BA復(fù)合制劑對促進(jìn)再生芽的萌發(fā)，達(dá)到發(fā)苗數(shù)及充實(shí)灌漿，增加粒重，都好于單用“九二0”的效果。

另外，再生稻是宿根連發(fā)的耕作技術(shù)，根系老化活力差，其再生植株生長勢更差，植株矮小，有效穗小，葉片數(shù)少，葉片短、窄、差，表根吸收水分、養(yǎng)分能力差，產(chǎn)量一直在低水平徘徊不前。筆者認(rèn)為再生稻的關(guān)鍵技術(shù)是恢復(fù)老根的活力，如何使用土壤調(diào)理劑和6BA葉面噴施劑提高再生稻的產(chǎn)量，有望尋求合作開發(fā)。

有資料報(bào)道，小麥灌漿期噴灑赤霉素、細(xì)胞分裂素和乙烯利可提高小麥蛋白質(zhì)和面筋合量；據(jù)重慶報(bào)道，噴施赤霉素使再生稻米的支鏈淀粉及蛋白含量分別比對照高0.35及17個(gè)百分點(diǎn)。蛋白質(zhì)含量是糧食作物重要的營養(yǎng)指標(biāo)，通過GA3+6BA的應(yīng)用有可能改善大米的品質(zhì)，有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究。

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