孕穗期葉面噴素對(duì)小麥穗粒數(shù)和粒重的影響

田艷云，張國(guó)釗，鄭春風(fēng)，段建釗，秦一凡，朱云集,趙 麗，楊家蘅

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)/國(guó)家小麥工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450002； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州 450002)

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孕穗期葉面噴素對(duì)小麥穗粒數(shù)和粒重的影響

田艷云1，張國(guó)釗2，鄭春風(fēng)1，段建釗1，秦一凡1，朱云集1,趙 麗1，楊家蘅1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)/國(guó)家小麥工程技術(shù)研究中心，河南鄭州 450002； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州 450002)

為探討孕穗期葉面噴素對(duì)小麥穗粒數(shù)和粒重的調(diào)控效應(yīng)，于2014-2015年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教示范園區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)，以半冬性品種豫麥49-198 為供試材料，在小麥拔節(jié)后25 d(4月6號(hào))，以清水為對(duì)照，葉面分別噴施硼砂(B)、6芐基腺嘌呤(6-BA)、6-BA+B、奇善寶(QSB)、雙增1號(hào)(CPD)，對(duì)不同噴素條件下小花敗育速率和籽粒灌漿進(jìn)程及其成熟后小麥穗部性狀進(jìn)行觀察和分析。結(jié)果表明，與對(duì)照相比，不同噴素處理均能降低小花的敗育速率，顯著增加小麥不同部位的小穗粒數(shù)和粒重。對(duì)小麥各部位小穗粒數(shù)的促進(jìn)效果，以CPD處理對(duì)小麥下、中部小穗粒數(shù)提高幅度最大，分別較對(duì)照增加了1.95個(gè)和4.85個(gè)；對(duì)不同部位小穗粒重的促進(jìn)效果，也以CPD處理效果最佳，使小麥下、中和上部小穗粒重分別較對(duì)照提高了11.97%、5.87% 和9.32%。

冬小麥；葉面噴素；粒數(shù)；粒重；產(chǎn)量

穗粒數(shù)和粒重是小麥產(chǎn)量構(gòu)成的兩個(gè)重要因素，直接決定小麥產(chǎn)量的形成。影響穗粒數(shù)的因素有很多，主要包括氣候、土壤、生產(chǎn)條件和栽培措施等。不同小穗因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)水平、遺傳因素和外界環(huán)境因素的影響而呈現(xiàn)發(fā)育不均衡性，導(dǎo)致其結(jié)實(shí)率與粒重有很大差異[1-6]。小麥穗分化影響小麥的產(chǎn)量形成主要通過(guò)影響穗粒數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)[7]。有研究指出，降低可孕小花的敗育速率，是提高穗粒數(shù)的關(guān)鍵[8]。籽粒灌漿動(dòng)態(tài)是影響粒重的重要因素之一[9]。文廷剛等[10]研究認(rèn)為，噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能提高小麥灌漿速率，改善籽粒灌漿參數(shù)，達(dá)到增加粒重的目的。噴施葉面肥和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑已經(jīng)成為促進(jìn)小麥植株生長(zhǎng)，增強(qiáng)抗逆性，延長(zhǎng)葉片功能，保穗、增粒、提高粒重，進(jìn)而提高產(chǎn)量的輕簡(jiǎn)化栽培技術(shù)之一。最常見(jiàn)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有植物激素、硼[11]、6-BA[12]、寡糖(Oligosaccharides,OS)[13]，他們作為重要的微量活性調(diào)劑物質(zhì)，對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量形成具有重要的調(diào)控作用[14]。

目前，有關(guān)小麥葉面噴素的報(bào)道多是對(duì)產(chǎn)量單一構(gòu)成因素的影響，能否一次噴施實(shí)現(xiàn)穗粒數(shù)和粒重雙增的效果是眾多農(nóng)學(xué)家所關(guān)注的問(wèn)題[15]。本試驗(yàn)在大田條件下，探討不同的營(yíng)養(yǎng)元素與植物生長(zhǎng)劑處理?xiàng)l件下小麥小花敗育速率對(duì)穗粒數(shù)、籽粒的灌漿規(guī)律、粒重及產(chǎn)量的影響，以期為進(jìn)一步提高小麥產(chǎn)量提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)于2014-2015年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教示范園區(qū)(34°86′N,113°59′E)進(jìn)行，土壤質(zhì)地為壤土，0～20 cm土層有機(jī)質(zhì)10.6 g·kg-1，全氮0.9 g·kg-1，堿解氮為82.1 mg·kg-1，速效磷25.6 mg·kg-1，速效鉀124.5 mg·kg-1，有效硼0.41 mg·kg-1?？偸┑?46 kg·hm-2(尿素，含N 46%)，50%于播前基施，其余50%于拔節(jié)期追施。播前每公頃施磷肥(P2O5)150 kg，鉀肥(K2O)120 kg。以當(dāng)前國(guó)審半冬性小麥品種豫麥49-198為供試材料。2014年10月8號(hào)播種，基本苗為2.25×106株·hm-2，行距為20 cm，栽培管理同一般高產(chǎn)田。硼肥采用含量為99.5%的硼砂(含硼11.3%)；6芐基腺嘌呤(6-BA)純度為99%(美國(guó)進(jìn)口)；奇善寶(QSB，海洋寡糖復(fù)合制劑)由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研發(fā)；雙增1號(hào)(CPD)是由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)研發(fā)的提高小麥穗粒重的復(fù)合營(yíng)養(yǎng)制劑。在拔節(jié)后25 d(2015年4月6日)葉面噴清水、B(2.5 g·L-1)、6-BA(10 mg·L-1)、QSB(0.30 mL·L-1)、6-BA+B和CPD，均以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準(zhǔn)，每處理小區(qū)面積為3.3 m2，重復(fù)3次。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

自小麥拔節(jié)后25 d開始取樣，每隔 5 d 取樣 1 次。每小區(qū)選擇生長(zhǎng)均勻一致的小麥植株 4 株(每處理共計(jì)12 株)，在 EMZ-TR 解剖鏡下觀察并記錄主莖和第 1 分蘗幼穗分化進(jìn)程。以基部第1朵小穗、中部第9朵小穗、頂部小穗為觀察對(duì)象。觀察分化小穗數(shù)、小花數(shù)及幼穗分化各階段特征。自噴素處理后，每隔 5 d 取樣一次，至開花后 6 d 結(jié)束。有完整綠色花藥的小花，即為可孕小花。

小花敗育速率：從噴素處理后第5天(4月11日)至開花期(4月30日)，每5 d觀察一次小花數(shù)，根據(jù)5次小花數(shù)作線性回歸，方程為Y=-kx+b，-k即為小花敗育速率。

灌漿速率:每小區(qū)選擇開花一致的穗進(jìn)行掛牌標(biāo)記，自開花(4月30日)后每隔5 d取一次樣，至收獲。每次每小區(qū)選取穗子10穗，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重；脫粒后稱量籽粒干重，統(tǒng)計(jì)穗粒數(shù)并計(jì)算粒干重。

不同部位粒重：在風(fēng)干、完整、無(wú)霉變的麥穗中，每處理隨機(jī)取樣20穗，分三個(gè)部位：下部穗(1～5小穗)、中部穗(除頂部和下部小穗以外的小穗)、上部穗(頂部5個(gè)小穗)分別考察小麥的穗粒數(shù)、粒重。

產(chǎn)量及其構(gòu)成因素:成熟期每小區(qū)隨機(jī)取20株，觀察記載不同小穗位(基部、中部和頂部)結(jié)實(shí)粒數(shù)、每小穗結(jié)實(shí)粒數(shù)和每小穗不同花位結(jié)實(shí)粒數(shù)和粒重，重復(fù)3次。實(shí)收1 m2計(jì)產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴素對(duì)冬小麥不同穗位小花退化敗育的影響

由表1可知，噴素5 d后各處理間不同穗位的小花數(shù)差異較小。噴素10 d后，噴素處理與CK相比，不同穗位的小花數(shù)均整體增加；基部小花噴素處理與CK間差異均不顯著(B處理除外)；6-BA+B、QSB、CPD處理中部小花數(shù)顯著高于CK；對(duì)頂部小花數(shù)而言，6-BA處理與CK差異不顯著，其他4個(gè)噴素處理顯著高于CK。噴素15 d后，除B處理外， 其他4個(gè)噴素處理各穗位小花數(shù)均顯著高于CK。噴素19 d后，5個(gè)噴素處理的基部小花數(shù)均顯著高于CK；除6-BA外， 4個(gè)噴素處理的中部小花數(shù)均顯著高于CK；6-BA+B、QSB、CPD處理的頂部小花數(shù)顯著高于CK。噴素24 d后，基部、中部5個(gè)噴素處理的小花數(shù)均顯著高于CK；在頂部小花中，除6-BA+B處理與對(duì)照差異顯著外，其他4個(gè)噴素處理與CK沒(méi)有顯著差異。說(shuō)明噴素提高了小花發(fā)育后期各穗位小花發(fā)育數(shù)量，且對(duì)中部小穗位和基部小穗位的提高作用明顯。

表1 小花發(fā)育不同階段基部、中部、頂部小花數(shù)

同列同穗位數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同處理間差異在0.05水平顯著。GDD：生長(zhǎng)度日。下同。

Different letters following data in same column and spikelet position indicate significant difference among different treatments (P<0.05).GDD:Growing degree days.The same as in table 2-5.

2.2 噴素對(duì)冬小麥不同穗位小花敗育速率的影響

由表2可知，小麥穗基部、中部小穗的小花敗育速率中，5個(gè)噴素處理均顯著低于CK，以CPD處理最低，分別為0.036 5、0.086 9。5個(gè)噴素處理頂部小花的敗育速率與CK差異均不顯著。由此表明，噴素主要降低了小麥穗基部、中部小穗的敗育速率。

2.3 噴素對(duì)不同穗位小穗籽粒數(shù)的影響

由表3可知，5種噴素處理使小麥不同穗位的小穗籽粒數(shù)有不同程度的增加。與CK相比，5個(gè)噴素處理的下部小穗籽粒數(shù)均顯著增加，增幅為0.70～1.95個(gè)，以CPD處理增粒最多。中部小穗除B處理外，其他4個(gè)噴素處理均顯著增加，增幅為2.60～4.85個(gè)，以CPD噴素處理增粒最多；上部小穗除B和6-BA處理，其他3個(gè)噴素處理均顯著增加，增幅為0.80～1.25個(gè)，以QSB處理增粒最多。

結(jié)果表明，5種噴素處理均可增加小麥的粒數(shù)，以CPD對(duì)小麥下部和中部小穗的增粒效果最好。

表2 噴素對(duì)冬小麥不同穗位小花敗育速率的影響

表3 葉面噴素對(duì)不同穗位小麥粒數(shù)的影響

2.4 噴素對(duì)不同穗位小麥粒重的影響

由表4可知，噴素處理下小麥不同穗位的籽粒重均有所提高。對(duì)下、中部籽粒， 6-BA、B處理與CK差異不顯著，其他3個(gè)處理與CK相比，下部籽粒的增重達(dá)極顯著水平，CPD處理籽粒重提高了11.97%；中部籽粒的增重達(dá)顯著水平，其中CPD處理粒重增加最大，為5.87%。對(duì)上部小穗籽粒重，CPD處理與CK相比差異達(dá)極顯著水平，粒重增加9.32%，6-BA+B和QSB處理與CK差異達(dá)顯著水平。結(jié)果表明，5個(gè)噴素處理以CPD對(duì)小麥粒重的增重效果最好。

表4 噴素處理對(duì)不同穗位小麥粒重的影響

2.5 噴素對(duì)小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表5可知，與CK相比，噴素處理小麥的穗粒數(shù)均顯著增加；6-BA、6-BA+B、CPD、QSB處理的千粒重均顯著增加。5個(gè)噴素處理小麥的產(chǎn)量均顯著高于CK，增產(chǎn)幅度為3.4%～9.5%。其中以CPD的產(chǎn)量最高，其次是QSB、6-BA+B、6-BA、B。表明在拔節(jié)后25 d葉面噴施適宜調(diào)控制劑可以通過(guò)增加小麥的穗粒數(shù)和粒重提高小麥產(chǎn)量。

表5 不同噴素處理對(duì)冬小麥產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成的影響

3 討 論

小麥的穗粒數(shù)是決定產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，也是變異性最大的產(chǎn)量因子[16-17]?？稍行』〝?shù)的發(fā)育直接影響穗粒數(shù)的多少[2]。在小麥小花發(fā)育階段噴施營(yíng)養(yǎng)元素，可以提高穗粒數(shù)。微量元素硼(B)作為植物生長(zhǎng)發(fā)育的必需元素，對(duì)根系生長(zhǎng)、碳水化合物的合成與轉(zhuǎn)運(yùn)有重要作用，而且與小麥雄蕊發(fā)育的關(guān)系極為密切，缺硼可導(dǎo)致小麥雄性不育，籽粒發(fā)育受礙[18-19]。我國(guó)華北地區(qū)土壤pH較高，雖然土壤中全硼含量較高，但有效硼含量較低[11]。因此，在小麥栽培中噴施適量的微量元素硼，有利于小花發(fā)育成粒。研究表明在小麥孕穗期至始穗期噴施硼肥可以增加穗粒數(shù)[2]。而在拔節(jié)后25 d噴6-BA可以抑制小花的敗育速率，獲得較高的穗粒數(shù)[20]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同的噴素處理均可顯著降低小花的敗育速率，提高可孕小花數(shù)進(jìn)而提高小麥穗粒數(shù)。6-BA、B、QSB處理與對(duì)照相比顯著增加了小麥穗粒數(shù)，但6-BA+B、CPD與3個(gè)單一噴素處理比較，由于是多種營(yíng)養(yǎng)元素和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配施，能更好的改善小花發(fā)育，顯著降低小花的敗育速率，獲得更高的穗粒數(shù)。

小麥籽粒灌漿期粒重增長(zhǎng)動(dòng)態(tài)影響最終的粒重[21]。李秀枝等[22]研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑“玉黃金”能提高玉米灌漿速率，達(dá)到增加粒重的目的。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，葉面噴素能夠顯著提高小麥粒重。6-BA與B均屬于單一營(yíng)養(yǎng)元素，與6-BA+B、CPD、QSB等復(fù)合營(yíng)養(yǎng)元素相比，多種營(yíng)養(yǎng)元素與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑配施，可以顯著提高灌漿速率，增重效果比單一因素更明顯。QSB作為一種海洋寡糖的復(fù)合劑，不僅能激活植物免疫因子，還能增強(qiáng)植物抗性[23]，對(duì)小麥増粒、增重的效果與復(fù)配劑相同。在本試驗(yàn)條件下，以CPD增粒、增重的效果最好。

本試驗(yàn)著眼于一噴雙增的效果，在拔節(jié)后25 d 葉面噴施植物營(yíng)養(yǎng)和激素復(fù)配劑，可有效抑制可孕小花敗育速率，對(duì)增加小麥灌漿前期的粒重[8]，提高最終粒重打下物質(zhì)基礎(chǔ)，有關(guān)復(fù)配劑CPD噴施對(duì)小麥增粒增重的內(nèi)在機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

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Effect of Foliar Spray on Spike Kernels and Grain Weight at Booting Stage in Winter Wheat

TIAN Yanyun1,ZHANG Guozhao2,ZHENG Chunfeng1,DUAN Jianzhao1,QIN Yifan1,ZHU Yunji1,ZHAO Li1,YANG Jiaheng1

(1.Henan Agricultural University/National Engineering Research Center for Wheat,Zhengzhou,Henan 450002,China;2.College of Resources and Environment,Henan Agricultural University,Zhengzhou,Henan 450002,China)

In order to study the regulation effect of foliar spray on wheat grain numbers and grain weight at the booting stage,field experiments were conducted at the science and technology demonstration park of Henan agricultural university during the growing season in 2014-2015. Wheat cultivar Yumai 49-198 was chosen as material. Foliar spraying boron(B),6-benzylaminopurine(6-BA),6-benzylaminopurine and boron(6-BA+B),oligosaccharides(QSB) and compound(CPD) were performed 25 days after wheat jointing stage,with spraying water as control. Floret abortion rate and grain filling process as well as mature spike characteristics were investigated. The results show that：compared with the blank control,different spray treatments decreased the floret abortion rate,and increased wheat grain number and grain weight. For different parts of wheat spikelet,the increase rate of the promoting effect under CPD treatment on lower and central grain number per spike is the biggest,with the increase of 1.95 and 4.85,respectively,compared to blank control. For the improvement of grain weight,CPD treatment gave the greatest increase on spikelet grain weight in the lower,central and upper spike 11.97%，5.87% and 9.32%,compared to the control.

Winter wheat; Foliar sprays; Spike grain number; Grain weight; Yield

時(shí)間：2016-07-07

2016-01-16

2016-02-28

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31571607,31471935); 農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201203096,201203031)

E-mail：tyy02197580@126.com

朱云集(E-mail：hnndzyj@126.com)

S512.1；S330

A

1009-1041(2016)07-0919-06

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