5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑對小麥的調(diào)控作用

陳俊華++郭世保++徐雪松++王朝陽++史洪中

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.035

摘要：為研究新型植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)環(huán)酸鈣在小麥上的應(yīng)用潛力，選用小麥品種皖麥68和鄭麥9023，分別在拔節(jié)前1周左右施用5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑。結(jié)果表明，施用5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑1 500～2 100 g/hm2可顯著降低小麥株高，增大植株基部節(jié)間直徑，并能提高光合速率、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量。其中，皖麥68施用 2 100 g/hm2 和鄭麥9023施用1 500 g/hm2 5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑的產(chǎn)量最高，分別達(dá)6 678.75、7 666.80 kg/hm2，比各自對照（CK）分別增產(chǎn)9.89%和11.29%。5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑對小麥控長和增產(chǎn)作用明顯，值得在小麥生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：調(diào)環(huán)酸鈣；泡騰顆粒劑；小麥；調(diào)控作用；株高；產(chǎn)量；光合作用

中圖分類號： S482.8+92文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0143-03

收稿日期：2015-08-07

基金項(xiàng)目：國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（編號：201503002）。

作者簡介：陳俊華 （1982—），女，河南許昌人，碩士，講師，主要從事植物保護(hù)研究。E-mail：junhua993@163.com。利用化學(xué)活性物質(zhì)的調(diào)控作用，通過改善與小麥倒伏有關(guān)的形態(tài)和生理性狀來提高小麥抗倒伏能力和產(chǎn)量，在小麥生產(chǎn)上的應(yīng)用日益廣泛。調(diào)環(huán)酸是一種新型環(huán)已烷酮類植物生長調(diào)節(jié)劑，其鈣鹽（調(diào)環(huán)酸鈣）最初由日本組合化學(xué)工業(yè)公司開發(fā)[1]。調(diào)環(huán)酸鈣在植物體內(nèi)通過阻止GA20向GA1的轉(zhuǎn)化，從而抑制了活性赤霉素的合成[2-3]，影響植物細(xì)胞的伸長，在很多植物上可縮短莖桿的伸長[4]。同時(shí)，調(diào)環(huán)酸鈣并不會(huì)對GA4等其他赤霉素的合成造成抑制，反而能維持和延長體內(nèi)既存赤霉素的活性水平，有效防治作物早衰，是一種理想的植物生長調(diào)節(jié)劑。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[5-6]，并被多個(gè)國家登記且在不同果樹上使用[7]。

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[8]，增加果樹[9-11]和蔬菜[12-13]的產(chǎn)量。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)C15H14O6（luteoforol）[14-15]，從而提高其對黑星病（Venturia inaequalis）、火疫病（Erwinia amylovora）等病害的抗性[16-18]。調(diào)環(huán)酸鈣還可提高果實(shí)中糖分的積累，從而提升果實(shí)品質(zhì)[19-20]。在草莓上的試驗(yàn)表明，施用調(diào)環(huán)酸鈣125～189 mg/L 可有效抑制草莓匍匐莖的形成并顯著提高草莓的產(chǎn)量和品質(zhì)[21]。在花生上的研究表明，施用調(diào)環(huán)酸鈣有效成分140 g/hm2，可比對照增產(chǎn)310 kg/hm2[22]。近來在蕃茄上的研究還發(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）的活性來提高細(xì)胞膜的完整性，降低細(xì)胞電解質(zhì)滲漏率，從而減輕蕃茄低溫冷害[23]。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[24-25]和在花生上的應(yīng)用[26-27]，在小麥上的應(yīng)用鮮有報(bào)道且缺乏深入研究。本試驗(yàn)通過設(shè)置不同劑量5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑對不同品種的小麥進(jìn)行研究，明確調(diào)環(huán)酸鈣對小麥生長的調(diào)控和對光合作用的影響以及對小麥的安全性，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

小麥品種為皖麥68、鄭麥9023。5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑、80%矮壯素可溶性粉劑，由河南省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)，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2地進(jìn)行，一地位于江蘇省盱眙縣盱城鎮(zhèn)新灣村，小麥品種皖麥68，播種量22.5 kg/hm2，土壤為沙壤土。另一地位于大豐縣草廟鎮(zhèn)五總村，小麥品種鄭麥9203，播種量 20 kg/hm2，土壤為壤土。2地播種方式均為機(jī)播，水肥管理同當(dāng)?shù)厮揭恢隆?/p>

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)與處理

分別設(shè)5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑用量300、900、1 500、2 100 g/hm2，80%矮壯素可溶性粉劑用量為3 000 g/hm2（當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)用量），并設(shè)空白對照。各處理面積40 m2，3次重復(fù)。皖麥68和鄭麥9023分別于2014年4月3日和4月6日施藥（約拔節(jié)前1周），采用衛(wèi)士WS-18D型電動(dòng)噴霧器噴霧。

1.4數(shù)據(jù)采集與分析

在施藥后7 d，于14：30—15：30，每個(gè)小區(qū)取3點(diǎn)，隨機(jī)選取無病完整的旗葉中部測定光合速率。各個(gè)小區(qū)重復(fù)3次。收獲前從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)、千粒質(zhì)量等產(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1 hm2產(chǎn)量。采用 Excel 2013和 DPS v 7.05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Duncans新復(fù)極差法。

2結(jié)果與分析

2.1調(diào)環(huán)酸鈣對小麥光合作用的影響

圖1的結(jié)果顯示，皖麥68在5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑300 g/hm2處理下即可顯著提高小麥的光合速率，在900～2 100 g/hm2 范圍內(nèi)，各處理光合速率隨劑量增加呈下降趨勢，在2 100 g/hm2劑量的光合速率最低為 8.21 μmol/（m2·s），和80%矮壯素可溶性粉劑 3 000 g/hm2 的光合速率相當(dāng)，仍顯著高于對照。各處理鄭麥9023的光合速率變化趨勢（圖2）同皖麥68相似，其中鄭麥9023在 2 100 g/hm2 劑量的光合速率高于對照，但差異不顯著，表明不同品種對調(diào)環(huán)酸鈣的敏感性存在差異。

2.2調(diào)環(huán)酸鈣對株高、節(jié)長的作用

從皖麥68的結(jié)果（表1）可出看出，施用調(diào)環(huán)酸鈣可降低小麥株高，其對小麥株高的矮化作用隨用量的增加而增大，在 1 500 g/hm2 處理?xiàng)l件下與對照差異達(dá)顯著水平，在 2 100 g/hm2處理?xiàng)l件下株高為77.24 cm，比對照降低 8.3 cm，與對照差異達(dá)極顯著水平。5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑 1 500 g/hm2處理對皖麥68的矮化作用稍低于80%矮壯素可溶性粉劑 3 000 g/hm2處理，二者差異不顯著，但二者與對照（CK）差異均達(dá)顯著水平。從各節(jié)間來看，調(diào)環(huán)酸鈣 2 100 g/hm2 處理的作用最強(qiáng)，此處理?xiàng)l件下小麥穗莖節(jié)、倒2節(jié)、倒3節(jié)長度為分別為27.12、19.23、11.05 cm，比對照（CK）分別縮短1209%、9.46%、10.44%，均達(dá)顯著水平。從對各節(jié)間直徑（莖粗）的影響來看，調(diào)環(huán)酸鈣和矮壯素對莖粗的增長均有促進(jìn)作用，其中對倒3節(jié)的作用最為突出，5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑 2 100 g/hm2處理的節(jié)間直徑為 4.29 mm，高于80%矮壯素可溶性粉劑 3 000 g/hm2處理，并顯著高于其他處理。鄭麥 9023的試驗(yàn)結(jié)果（表2）與皖麥68呈相似的趨勢。

2.3調(diào)環(huán)酸鈣對葉長與葉寬的影響

從皖麥68和鄭麥9023的結(jié)果可以看出（表3、表4），調(diào)環(huán)酸鈣對小麥旗葉葉長的影響不顯著。對旗下葉的影響除2 100 g/hm2處理鄭麥 9023的旗下葉葉長（23.75 cm）顯著小于對照之外，其余各處理均與對照差異不顯著；調(diào)環(huán)酸鈣對小麥旗葉和旗下葉葉寬的的影響不明顯。80%矮壯素可溶性粉劑 150 g/hm2處理對葉長、葉寬的作用均不顯著。

2.4調(diào)環(huán)酸鈣對穗粒結(jié)構(gòu)和產(chǎn)量的影響

由表5可以看出，5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑處理可明顯增加皖麥68小麥穗長、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量。其中，調(diào)環(huán)酸鈣2 100 g/hm2 處理?xiàng)l件下穗長、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量與對照差異達(dá)顯著水平，1 500 g/hm2 處理?xiàng)l件下產(chǎn)量為 6 521.25 kg/hm2，比對照增產(chǎn)7.30%，2 100 g/hm2處理?xiàng)l件下產(chǎn)量為6678.75kg/hm2，比對照增產(chǎn)9.89%，均與對照差異極顯著。矮壯素也可調(diào)節(jié)小麥麥穗粒生長和促進(jìn)產(chǎn)量的提高，其中，80%矮壯素可溶性粉劑 3 000 g/hm2處理產(chǎn)量為 6 485.40 kg/hm2，比對照增產(chǎn)6.71%，差異極顯著，略低于調(diào)環(huán)酸鈣1 500 g/hm2處理的產(chǎn)量，但二者差異未達(dá)顯著水平。

由表6可以看出，調(diào)環(huán)酸鈣對鄭麥9023的穗長、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量表現(xiàn)出明顯的調(diào)節(jié)作用。其中，調(diào)環(huán)酸鈣 1 500 g/hm2 處理?xiàng)l件下穗長、穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量與對照差異達(dá)顯著水平。1 500 g/hm2處理?xiàng)l件下產(chǎn)量最高，達(dá) 7 666.80 kg/hm2，比對照增產(chǎn)11.29%，差異極顯著，且顯著高于80%矮壯素可溶性粉劑3 000 g/hm2處理的產(chǎn)量。

3結(jié)論與討論

傳統(tǒng)植物生長調(diào)節(jié)矮壯素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，控制花芽分化和穂粒發(fā)育。調(diào)環(huán)酸鈣主要阻止GA20向GA1的轉(zhuǎn)化，并不會(huì)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，有效防治作物早衰。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性，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[28]。皖麥68和鄭麥9023這2個(gè)小麥品種的試驗(yàn)結(jié)果表明，在小麥拔節(jié)前期施用5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰顆粒劑 1 500～2 100 g/hm2，可矮化植株高度、降低節(jié)間長度、增加莖粗，并能提高光合速率、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量。調(diào)環(huán)酸鈣在控旺的同時(shí)，顯著促進(jìn)生殖生長，提高作物抗倒伏能力，達(dá)到控旺、增產(chǎn)和改善品質(zhì)的目的，是理想的矮化劑，值得在小麥生長上推廣應(yīng)用。

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