調(diào)環(huán)酸鈣對小麥群體性狀和產(chǎn)量的調(diào)控作用

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摘要：為研究調(diào)環(huán)酸鈣對小麥群體性狀和產(chǎn)量的影響，應(yīng)用不同劑量的10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑在襄陽和東明等地進(jìn)行田間試驗(yàn)。結(jié)果表明，在小麥拔節(jié)前施用調(diào)環(huán)酸鈣10%泡騰顆粒劑10～100 g/667 m²，可矮化植株高度，縮短節(jié)間長度、增加莖粗，并能增加穗長，提高千粒重和產(chǎn)量。其中，施用10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑50 g/667m²處理的產(chǎn)量最高，在襄陽和東明兩地產(chǎn)量分別達(dá)476.36kg/667 m²和570.85 kg/667 m²，比對照分別增產(chǎn)13.27%和11.80%。10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑各用量均對小麥安全，無藥害產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：調(diào)環(huán)酸鈣；生長調(diào)控；小麥；安全性

調(diào)環(huán)酸鈣是一種新型環(huán)已烷三酮類植物生長調(diào)節(jié)劑，其在植物體內(nèi)模擬2-酮戊二酸的結(jié)構(gòu)，競爭性地抑制羥化酶的活性，從而抑制活性赤霉素的合成，影響植物細(xì)胞的伸長，縮短許多植物的莖桿伸長。調(diào)環(huán)酸鈣最初由日本組合化學(xué)工業(yè)公司研發(fā)并申請專利，隨后在美國、德國等國家申請專利。調(diào)環(huán)酸鈣由于其低毒、低殘留，在環(huán)境中的光降解和生物降解迅速，被美國國家環(huán)保局（USEPA）定為低風(fēng)險(xiǎn)藥劑，并在多個國家登記，可在不同果樹上使用。

國外對調(diào)環(huán)酸鈣的應(yīng)用研究開展較早，生產(chǎn)上調(diào)環(huán)酸鈣被用來控制新枝的過量生長，增加果樹和蔬菜的產(chǎn)量以及延緩草坪草的生長，減少割草作業(yè)次數(shù)。在蘋果樹上研究表明，調(diào)環(huán)酸鈣通過調(diào)節(jié)蘋果樹體內(nèi)類黃酮的生物合成，產(chǎn)生一種具有顯著抗菌活性的新物質(zhì)，從而提高仁果類果樹對黑星病、火疫病等病害的抗性。另外，調(diào)環(huán)酸鈣還可以提高果實(shí)中糖分的積累，從而提升果實(shí)品質(zhì)。在草莓上的試驗(yàn)表明，施用調(diào)環(huán)酸鈣125～189 mg/L可以有效的抑制草霉匍匐莖的形成并顯著提高草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)。Joshua等在花生上的研究表明，施用調(diào)環(huán)酸鈣有效成分140g/hm²，可比對照增產(chǎn)310 kg/hm²。近來在番茄上的研究還發(fā)現(xiàn)，調(diào)環(huán)酸鈣通過抑制細(xì)胞內(nèi)磷酯酶D（PLD）和脂氧合酶（LOX）的活性提高細(xì)胞膜的完整性，降低細(xì)胞電解質(zhì)滲漏率（EL），從而減輕番茄低溫冷害。國內(nèi)對調(diào)環(huán)酸鈣的研究開展較晚，主要集中在其合成工藝和其在花生上的應(yīng)用研究，在小麥上的應(yīng)用鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)通過設(shè)置不同劑量的調(diào)環(huán)酸鈣對不同地區(qū)的小麥進(jìn)行研究，為明確調(diào)環(huán)酸鈣對小麥生長的調(diào)控作用及對小麥的安全性，為合理使用調(diào)環(huán)酸鈣提供依據(jù)。

1.材料與方法

1.1供試材料

小麥品種為山農(nóng)15號、鄭麥9023。10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑由安陽全豐生物科技有限公司生產(chǎn)。LI-6400XT便攜式光合作用測量系統(tǒng)由北京力高泰科技有限公司生產(chǎn)。

1.2試驗(yàn)地點(diǎn)

試驗(yàn)在兩地進(jìn)行，一地位于湖北省襄陽市黃集鎮(zhèn)香貝兒農(nóng)場，小麥品種為鄭麥9023，播種方式為人工撒播：另一地位于山東省菏澤市東明縣陸圈鎮(zhèn)小王莊姚寨村，小麥品種為山農(nóng)15號，播種方式為機(jī)播。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

分別設(shè)10%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑用量10、20、50、100 g/667 m²，并設(shè)空白對照。各處理面積667m²，3次重復(fù)。在小麥拔節(jié)前施藥，采用衛(wèi)士WS-18D型電動噴霧器，用液量為30 kg/667 m²。

1.4數(shù)據(jù)采集與分析

采用LI-6400XT便攜式光合作用測量系統(tǒng)測定光合速率。在施藥后10 d，上午10：30和14：30，每個小區(qū)取3點(diǎn)，隨機(jī)選取無病完整的旗葉的中部測定光合速率。每個小區(qū)重復(fù)3次，記錄測定數(shù)據(jù)。收獲前撒播田從1 m²內(nèi)、條播田從1 m雙行內(nèi)取30株，考察株高、節(jié)長、葉長等農(nóng)藝性狀和穗長、穗粒數(shù)和千粒重等產(chǎn)量構(gòu)成因素并記載藥害情況。分別取葉和節(jié)中間部分，使用電子游標(biāo)卡尺測量葉寬和節(jié)直徑。每小區(qū)收獲4 m²脫粒測產(chǎn)，折合成667 m²產(chǎn)量。采用Excel 2013和DIS v7.05軟件進(jìn)行作圖和數(shù)據(jù)分析，不同處理之間多重比較采用Duncan新復(fù)極差法，

2.結(jié)果與分析

2.1調(diào)環(huán)酸鈣對株高、節(jié)長的調(diào)控作用

襄陽的試驗(yàn)結(jié)果見表1。由表1可以看出，施用調(diào)環(huán)酸鈣可降低小麥株高，其對小麥伸長的抑制作用隨用量的增加而增大，50 g/667 m²處理達(dá)顯著水平。從對各節(jié)間的調(diào)控作用來看，調(diào)環(huán)酸鈣對穗莖節(jié)的伸長抑制作用最為明顯，100 g/667 m²處理的穗莖節(jié)長度為24.64 cm，比對照縮短18.92%，差異達(dá)極顯著水平，并顯著低于50 g/667 m²處理。從對各節(jié)間直徑（莖粗）的調(diào)控作用來看，調(diào)環(huán)酸鈣對莖粗的增長有促進(jìn)作用，且隨用量增加促進(jìn)作用增強(qiáng)。其中對倒3節(jié)的作用最為突出，100g/667m²處理的節(jié)間直徑為4.07 mm，顯著高于對照和其他處理。東明的試驗(yàn)結(jié)果（表2）與襄陽呈相似的趨勢。

2.2調(diào)環(huán)酸鈣對葉長與葉寬的調(diào)控作用

從表3、表4的結(jié)果可以看出，調(diào)環(huán)酸鈣對小麥旗葉和旗下葉葉長均有一定的抑制作用，且隨著用量增加抑制作用增強(qiáng)，但其對葉片伸長的抑制作用不明顯，除東明100 g/667m²處理的旗葉（17.18 cm）和旗下葉（24.05 cm）顯著小于對照之外，其余各處理均未達(dá)顯著水平：調(diào)環(huán)酸鈣對小麥旗葉和旗下葉葉寬有促進(jìn)作用，但各處理均未達(dá)顯著水平。

2.3調(diào)環(huán)酸鈣對穗粒結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的調(diào)控作用

襄陽和東明的試驗(yàn)結(jié)果（表5、表6）表明，調(diào)環(huán)酸鈣可以有效增加小麥穗長、千粒重和產(chǎn)量。其中，對穗長的促進(jìn)作用隨劑量的增加而增強(qiáng)。100 g/667m²處理在襄陽和東明兩地的穗長分別為9.73 cm和9.85 cm，與各自對照差異均達(dá)極顯著水平，與10g/667 m²處理和20 g/667 m²處理穗長亦達(dá)顯著水平：在10～50 g/667m²用量范圍內(nèi)，各處理千粒重和產(chǎn)量隨劑量增大而增加，50 g/667 m²處理的產(chǎn)量最高，在襄陽和東明兩地產(chǎn)量分別達(dá)476.36 kg/667 m²和570.85 kg/667 m²，比對照分別增產(chǎn)13.27%和11.80%。100g/667 m²處理千粒重和穗粒均高于對照，10 g/667 m²處理和20g/667 m²處理差異不顯著：各處理對小麥穗粒數(shù)的調(diào)控作用不顯著。

2.4調(diào)環(huán)酸鈣對小麥光合作用的調(diào)控

圖1和圖2可以看出，施用調(diào)環(huán)酸鈣可以促進(jìn)小麥光合速率的提高。在10-100 g/667 m²范圍內(nèi)，各處理光合速率隨著劑量的增加而下降，100g/667m²處理的光合速率在襄陽和東明兩地測得數(shù)值分別為7.82 μmol/（m²·s）和7.22 μmol/（m²·s），高于各自對照，但與各自對照差異不顯著。

3.小結(jié)與討論

襄陽和東明兩地的試驗(yàn)結(jié)果表明，在小麥拔節(jié)前施用調(diào)環(huán)酸鈣10-100 g/667m²，可矮化植株高度，縮短節(jié)間長度、增加莖粗，并能增加穗長，提高千粒重和產(chǎn)量，各處理未觀察到藥害產(chǎn)生。與目前廣泛應(yīng)用的三唑類延緩劑相比，調(diào)環(huán)酸鈣對輪作植物無殘留毒，對環(huán)境無污染，因而有可能取代三唑類生長延緩劑，具有廣泛的應(yīng)用前景。多效唑、烯效唑等抑制了幾乎所有赤霉素（GA）的合成，使植株體內(nèi)多種GA水平全面下降，從而降低株高達(dá)到防止倒伏的目的，但是也表現(xiàn)出了對生殖生長的副作用，用量大時(shí)后期容易導(dǎo)致作物早衰。GA1主要存在于營養(yǎng)器官，控制莖葉的伸長生長，GA4主要存在于生殖器官中，控制花芽分化和穗粒發(fā)育。調(diào)環(huán)酸鈣主要阻止GA20向GA1的轉(zhuǎn)化，并不會對GA4等其他赤霉素的合成造成抑制，反而調(diào)環(huán)酸鈣能維持和延長體內(nèi)既存赤霉素的活性水平，有效防止作物早衰。調(diào)環(huán)酸鈣在控旺的同時(shí)，顯著促進(jìn)生殖生長，提高作物抗病害能力，達(dá)到控旺、增產(chǎn)和改善品質(zhì)的目的，是理想的矮化劑。調(diào)環(huán)酸鈣還可通過浸種、澆灌等方式起作用。配套的施用技術(shù)還需進(jìn)一步的研究。