多效唑拌種對(duì)油菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

余常兵　張樹(shù)杰　謝立華　等

摘要：盆栽條件下，設(shè)置0（CK）、1.5、2.0和2.5 g/kg 4個(gè)濃度的多效唑?qū)τ筒俗舆M(jìn)行拌種處理，研究其對(duì)油菜（Brassica napus L.）中雙11號(hào)不同時(shí)期生物量、氮素濃度和積累、光合作用、子粒產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀等的影響。結(jié)果表明，與CK相比，較低用量的多效唑拌種，油菜氮濃度和氮積累量顯著增加，光合作用能力增強(qiáng)，子粒產(chǎn)量增加。隨多效唑拌種濃度的增加，油菜產(chǎn)量、干物質(zhì)和氮積累量、光合能力等均呈下降的趨勢(shì)。分析表明，多效唑主要通過(guò)提高油菜光合作用能力，促進(jìn)油菜冬前營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和氮素積累，提高千粒重和主花序子粒生產(chǎn)能力以促進(jìn)油菜生長(zhǎng)和提高產(chǎn)量。試驗(yàn)條件下，用1.5 g/kg多效唑拌種效果最好。

關(guān)鍵詞：油菜（Brassica napus L.）；多效唑；氮積累；光合作用；主花序

中圖分類號(hào)：S565.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2014）22-5364-05

多效唑（Paclobutrazol）是三唑類植物生長(zhǎng)延緩劑，主要通過(guò)抑制赤霉素的生物合成影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育和生理生化過(guò)程[1-3]。多效唑不僅能抑制植物莖枝伸長(zhǎng)、促使植株矮化變壯，增強(qiáng)抗逆能力[1，3，4]，還能夠縮短節(jié)間、促進(jìn)分蘗、提高光合效率、延長(zhǎng)光合時(shí)間，延緩植物衰老等[1，3，5，6]。油菜（Brassica napus L.）是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物和冬季油料作物，在農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)及保障食用植物油供給中具有重要作用[7-10]。近年來(lái)的研究表明，油菜苗期和旺盛生長(zhǎng)期施用多效唑不僅可以促進(jìn)植株矮化、增強(qiáng)植株抗逆性，還能有效防止早薹早花，提高子粒產(chǎn)量[11，12]。過(guò)去多效唑的施用方法多以葉面噴施為主，費(fèi)工費(fèi)時(shí)、不便于農(nóng)事操作。本研究通過(guò)多效唑直接拌種，研究其對(duì)油菜生長(zhǎng)、氮素積累、光合特性及產(chǎn)量等方面的影響，為油菜多效唑的輕簡(jiǎn)化使用提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2011年9月至2012年5月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所網(wǎng)室（湖北武漢，東經(jīng)114°20′， 北緯30°37′）進(jìn)行。供試土壤為黃棕壤，采自湖北省武漢市新洲區(qū)陽(yáng)邏鎮(zhèn)（東經(jīng)114°54′， 北緯30°37′）農(nóng)田0～20 cm耕作層，土壤風(fēng)干后測(cè)定養(yǎng)分狀況，pH 6.71（土水比1∶5），全氮1.28 g/kg，速效磷36.2 mg/kg，速效鉀63.9 mg/kg。供試油菜品種為甘藍(lán)型常規(guī)油菜中雙11號(hào)，多效唑?yàn)?5%的可濕性粉劑（北京鼎國(guó)生物技術(shù)有限公司武漢分公司）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)多效唑拌種濃度，分別用多效唑0 g/kg（CK）、1.5 g/kg（Ⅰ）、2.0 g/kg（Ⅱ）和2.5 g/kg（Ⅲ）對(duì)油菜子進(jìn)行拌種。土壤過(guò)2 mm篩后混合均勻，2011年10月18日裝盆，每盆裝土8 kg，分別施入尿素0.80 g，磷酸二氫鉀1.60 g和硼砂0.08 g，用去離子水調(diào)節(jié)土壤濕度至田間最大持水量的70%。將種子按上述處理拌種后播種，設(shè)9次重復(fù)，11月8日第1次間苗，每盆留苗4株；11月14日（幼苗期）第2次間苗，每盆留苗3株，同時(shí)追施尿素0.60 g；12月31日（越冬期）每盆再追施尿素0.60 g。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.3.1 光合作用參數(shù)測(cè)定 分別在幼苗期和越冬期選擇晴朗天氣，用LI-6400型便攜式光合測(cè)定儀（USA）測(cè)定植株光合作用參數(shù)。測(cè)定時(shí)間為上午10：00～11：30，溫度22～25 ℃，大氣CO2濃度400～450 μmol/mol，空氣相對(duì)濕度70%～75%，光密度通量（PFD）1 200 μmol/（m2·s）。選取植株第5片完全展開(kāi)葉（由心葉向下）為測(cè)定對(duì)象，每個(gè)處理測(cè)定6次。測(cè)定指標(biāo)包括凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）。

1.3.2 采樣及收獲 分別在幼苗期和越冬期采樣，每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)。采樣時(shí)用流水小心沖洗，將植株完整取出，用去離子水清洗干凈，沿出土線分為根系和地上部，105 ℃殺青30 min，60 ℃烘干至恒重，測(cè)定生物量和氮濃度。2012年5月9日（收獲期）收獲，每個(gè)處理進(jìn)行3次重復(fù)，將植株地上部和根系用去離子水清洗干凈，分別裝入塑料網(wǎng)袋中，種子（分主花序和分枝花序）在陽(yáng)光下曬干，其他部位60 ℃烘干至恒重，測(cè)定各部位生物量和子粒產(chǎn)量，粉碎后采用凱氏定氮法測(cè)定氮濃度 [13]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

成熟期地上部各部位氮濃度分別測(cè)定，重量加權(quán)計(jì)算地上部平均氮濃度和總積累量。所有數(shù)據(jù)均用SPSS 16.0 軟件進(jìn)行單因素方差（ANOVA）統(tǒng)計(jì)分析，Duncan法多重比較和t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 多效唑拌種對(duì)油菜子粒產(chǎn)量及氮素積累的影響

由表1可知，與CK相比，處理Ⅰ油菜單株子粒產(chǎn)量極顯著升高18.3%，處理Ⅱ降低7.6%，而處理Ⅲ極顯著降低31.4%。其中，主花序子粒產(chǎn)量處理Ⅰ和處理Ⅱ較CK分別升高15.5%和22.4%，處理Ⅲ較CK極顯著降低25.4%；分枝花序子粒產(chǎn)量處理Ⅰ較CK極顯著升高19.5%，處理Ⅱ和處理Ⅲ較CK分別極顯著降低20.5%和34.0%。

多效唑拌種油菜子粒氮濃度較CK顯著升高，但不同拌種量間無(wú)顯著差異（表2）。油菜子粒氮累積量方面，處理Ⅰ較CK極顯著升高，處理ⅡCK略微降低，而處理Ⅲ較CK極顯著降低。

2.2 多效唑拌種對(duì)油菜農(nóng)藝性狀的影響

由表3可知，與CK相比，處理Ⅰ和Ⅱ的分枝數(shù)和角果數(shù)無(wú)顯著變化，處理Ⅲ分枝數(shù)顯著降低。處理Ⅰ和處理Ⅱ的主花序千粒重極顯著升高，處理Ⅲ的分枝花序千粒重極顯著降低。多效唑拌種對(duì)油菜株高、分枝高度、角果長(zhǎng)度和每角粒數(shù)影響不顯著（數(shù)據(jù)未列舉）。

2.3 多效唑拌種對(duì)油菜不同時(shí)期干物質(zhì)和氮素積累的影響

由表4可知，與CK相比，幼苗期處理Ⅰ和Ⅱ的地上部干重差異不顯著，處理Ⅲ顯著降低，而根系干重隨多效唑拌種量增加均顯著降低。與CK相比，越冬期處理Ⅰ地上部干重顯著升高，處理Ⅱ差異不顯著，處理Ⅲ則顯著降低；而根系干重隨多效唑拌種量的增加呈降低趨勢(shì)，且處理Ⅲ差異達(dá)極顯著水平。收獲期，多效唑拌種各處理油菜地上部干重均較CK顯著降低，但不同多效唑拌種量間無(wú)顯著差異，處理Ⅰ和Ⅱ的根系干重雖較CK有降低趨勢(shì)，但未達(dá)到顯著性差異水平，處理Ⅲ根系干重較CK顯著降低。

由表5可知，除收獲期處理Ⅰ根系外，各處理全生育期多效唑拌種處理的地上部和根系氮濃度均顯著高于CK。不同多效唑處理間，隨著拌種量增加，幼苗期地上部氮濃度雖有升高趨勢(shì)，但差異不顯著，而根系氮濃度卻顯著升高，越冬期和收獲期地上部和根系氮濃度不同多效唑處理后的處理間無(wú)顯著變化。

由表6可知，與CK相比，幼苗期處理Ⅰ地上部氮累積量顯著升高，處理Ⅱ差異不顯著，處理Ⅲ顯著降低；根系氮累積量與CK相比，處理Ⅰ和處理Ⅱ差異不顯著，處理Ⅲ顯著降低。與CK相比，越冬期地上部氮累積量與幼苗期地上部氮累積量相似，根系氮累積量處理Ⅰ和處理Ⅱ顯著升高，處理Ⅲ顯著降低，存在隨多效唑拌種量的增加而先升高后降低的趨勢(shì)。收獲期所有多效唑拌種處理地上部氮累積量較CK均顯著降低，其中處理Ⅰ和處理Ⅱ無(wú)顯著差異，但均顯著高于處理Ⅲ，處理Ⅰ和處理Ⅱ根系氮累積量較CK顯著升高，而處理Ⅲ與CK無(wú)顯著差異。

2.4 多效唑拌種對(duì)油菜不同時(shí)期光合作用的影響

由表7可知，與CK相比，在油菜前期生長(zhǎng)階段，葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）的變化均存在隨多效唑拌種量增加而先升高后降低的趨勢(shì)。與CK相比，所有多效唑拌種處理幼苗期葉片胞間CO2濃度（Ci）均顯著升高，越冬期顯著降低，多效唑拌種各處理間差異不顯著。

3 小結(jié)與討論

大量研究表明，外源施用多效唑能夠顯著提高作物抗逆能力、增加作物收獲產(chǎn)量，這種作用與其促使植株矮化變壯、提高光合效率、延長(zhǎng)光合時(shí)間、增加分蘗數(shù)量等有關(guān)[1，3，5，6]。呂雙慶等[14]研究報(bào)道，苗期葉面噴施150 mg/L多效唑可顯著增加旱地小麥的分蘗數(shù)和子粒產(chǎn)量。Singh等[15]試驗(yàn)表明，土壤澆灌低濃度多效唑溶液可以顯著提高芒果（Mangifera indica L.）產(chǎn)量。曾旭等[16]研究發(fā)現(xiàn)，拔節(jié)期葉面噴施200 mg/L的多效唑可有效延緩小麥旗葉葉綠素含量和凈光合速率的下降，顯著提高產(chǎn)量，葉面噴施400 mg/L的多效唑雖也能延緩葉綠素含量和凈光合速率的下降，卻使產(chǎn)量顯著降低。胡正元等[11]研究發(fā)現(xiàn)，油菜3至5葉期葉面噴施100～150 mg/L多效唑，子粒產(chǎn)量增加29.9%。陳曉光等[6]研究發(fā)現(xiàn)，起身期噴施100 mg/L多效唑，可明顯降低小麥株高和基部節(jié)間長(zhǎng)度，提高單位面積成穗數(shù)和產(chǎn)量。趙婧等[2]研究發(fā)現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段葉面噴施1.2 kg/hm2多效唑可有效提高大豆葉片葉綠素含量和凈光合速率，進(jìn)而提高產(chǎn)量。本試驗(yàn)中，油菜子用多效唑按1.5 g/kg拌種，其產(chǎn)量較對(duì)照（CK）顯著提高，而按2.0g/kg或2.5g/kg拌種，油菜子粒產(chǎn)量卻分別較對(duì)照略微或顯著降低（表1）。處理Ⅰ的主花序和分枝花序子粒產(chǎn)量均較CK顯著增加，單株產(chǎn)量較CK顯著增加（表1）。在產(chǎn)量構(gòu)成因素中，角果數(shù)和千粒重是決定油菜子粒產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[7，8，17-21]。本試驗(yàn)的主花序產(chǎn)量構(gòu)成中，處理Ⅰ和處理Ⅱ主花序角果數(shù)與CK無(wú)顯著差異，而千粒重顯著高于CK（表3）。以上結(jié)果表明，提高千粒重（特別是主花序千粒重）是低濃度多效唑拌種提高油菜子粒產(chǎn)量（特別是主花序子粒產(chǎn)量）的主要原因。Zhang等[21]研究認(rèn)為，在田間種植條件下，油菜子粒產(chǎn)量中主花序的貢獻(xiàn)率隨單位面積主花序數(shù)量（即種植密度）的增加而顯著增加。因此，在油菜生產(chǎn)中，提高單位面積主花序數(shù)量，充分發(fā)揮主花序生產(chǎn)能力是提高油菜產(chǎn)量的有效途徑[7-10，21]。低濃度多效唑拌種能顯著提高主花序產(chǎn)量（表1），所以在提高油菜生產(chǎn)能力中具有很高的應(yīng)用潛力。

研究表明，增加油菜冬前生長(zhǎng)速率和氮素累積有利于提高單株角果數(shù)，增加子粒產(chǎn)量[7，22-26]。本試驗(yàn)中，處理Ⅰ和處理Ⅱ油菜冬前地上部干重雖然與CK沒(méi)有顯著差異，但由于植株體內(nèi)氮濃度顯著高于CK，因而單株體內(nèi)氮素累積量也顯著高于CK（表6）。另一方面，油菜營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段體內(nèi)累積的氮素會(huì)在生殖生長(zhǎng)階段被轉(zhuǎn)運(yùn)到角果和子粒中去[22-26]。Rossato等[23]研究發(fā)現(xiàn)，在角果成熟過(guò)程中，進(jìn)入角果的氮有48%來(lái)自于營(yíng)養(yǎng)器官的儲(chǔ)存。本試驗(yàn)中，收獲期處理Ⅰ和處理Ⅱ的地上部氮累積量顯著低于CK，而根系氮累積量顯著高于CK（表6）。因此，促進(jìn)油菜冬前營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，提高植株體內(nèi)氮素累積量，是多效唑拌種提高油菜子粒產(chǎn)量的重要作用機(jī)理之一。

光合作用是決定綠色植物生長(zhǎng)及產(chǎn)量形成的重要因素，本試驗(yàn)油菜前期營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，處理Ⅰ和處理Ⅱ油菜葉片的凈光合速率（Pn）一直顯著高于CK，而葉片氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）在幼苗期顯著高于CK、越冬期與CK無(wú)顯著差異（表7）。這一結(jié)果說(shuō)明多效唑拌種可以促進(jìn)油菜光合作用，但與前人的研究結(jié)果并不完全一致。如Jaleel等[5]研究發(fā)現(xiàn)，低濃度（5～20 mg/L）多效唑處理可以顯著提高長(zhǎng)春花（Catharanthus roseus L.）凈光合速率（Pn）和胞間CO2濃度（Ci），但卻降低了蒸騰速率（Tr）。Navarro等[27]研究發(fā)現(xiàn)，多效唑澆灌土壤引起康乃馨（Arbutus unedo L.）幼苗葉片氣孔關(guān)閉、蒸騰速率降低，但卻可以提高其水分利用效率，這些差異是否與作物種類、多效唑施用方式、施用時(shí)間等相關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

多效唑拌種能夠提高油菜前期光合作用能力，促進(jìn)油菜冬前營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和體內(nèi)氮素積累，增加千粒重和主花序子粒生產(chǎn)能力，從而促進(jìn)油菜生長(zhǎng)，提高子粒產(chǎn)量。試驗(yàn)條件下，油菜子用1.5 g/kg多效唑拌種效果最好。

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（責(zé)任編輯 韓 雪）

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（責(zé)任編輯 韓 雪）