作物化學(xué)調(diào)控研究進(jìn)展

張曉明

摘要 本文主要從化學(xué)調(diào)控技術(shù)的研究與發(fā)展歷程、化學(xué)調(diào)控技術(shù)在主要作物上的應(yīng)用及實(shí)際應(yīng)用中存在的問題幾方面進(jìn)行了綜述，以期為以后進(jìn)一步的深入研究提供參考。

關(guān)鍵詞 作物；化學(xué)調(diào)控；植物生長調(diào)節(jié)劑

中圖分類號(hào) S311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）10-0135-02

植物生長調(diào)節(jié)劑是一種人工合成、具有植物激素活性劑功能的化學(xué)物質(zhì)，英文名為plant growth regulator（簡寫為PGRs）。PGRs具有影響植物內(nèi)源激素系統(tǒng)的作用，進(jìn)而對(duì)植物的生長發(fā)育具有一定的調(diào)控作用[1]。作物化學(xué)調(diào)控技術(shù)（crop chemical regulation）是指人們?yōu)榱耸棺魑锍藗冾A(yù)期方向或目標(biāo)生長而采取的一系列調(diào)控手段，而利用添加植物生長調(diào)節(jié)劑（PGRs）的手段進(jìn)行物質(zhì)代謝改變植物內(nèi)源激素的構(gòu)成[2]，且PGRs已經(jīng)被公認(rèn)為是21世紀(jì)國內(nèi)外農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵性技術(shù)手段[3]。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)通常通過調(diào)節(jié)外界環(huán)境因素（例如水、氣、光、熱等）提升農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)及產(chǎn)量，而作物化學(xué)調(diào)控方法則更加注重內(nèi)在因素的刺激與調(diào)控，根據(jù)人們的需求對(duì)作物生長發(fā)育進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1 化學(xué)調(diào)控技術(shù)的研究與發(fā)展歷程

1928年荷蘭人Went首先發(fā)現(xiàn)植物激素，經(jīng)過近100年的發(fā)展，植物激素在作物花期及坐果期的調(diào)控作用十分突出，并取得了巨大成就[4]。隨著研究的快速發(fā)展，這一領(lǐng)域已成為學(xué)界研究的熱點(diǎn)，有近100種的PGRs廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。由于各地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展水平不同，地貌、氣候差異巨大，PGRs的具體使用種類也各異。例如植物脫葉劑、矮化劑、干燥劑等在歐美國家普遍使用，原因在于歐美國家農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度較高，采用上述PGRs能夠有效提高機(jī)械化生產(chǎn)效率。而在日本，GA3被廣泛用于生產(chǎn)無核葡萄、打破馬鈴薯的休眠期，其原因在于日本農(nóng)業(yè)更加注重提升農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)[5]。由于中國人口眾多，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)通常更加注重農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，我國科學(xué)家將多效唑應(yīng)用于水稻、油菜的生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)了顯著的增產(chǎn)效果，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國是世界上應(yīng)用推廣多效唑最多的國家[6]。

可以說，國外作物化學(xué)調(diào)控市場已經(jīng)趨于成熟，PGRs已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)高速更新?lián)Q代的階段。隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求提出了更高要求，這也對(duì)PGRs的研究與推廣提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，也預(yù)示著PGRs具有非常廣闊的市場前景。

2 化學(xué)調(diào)控在主要作物上的應(yīng)用

2.1 農(nóng)作物提質(zhì)增產(chǎn)

農(nóng)作物生產(chǎn)的最終目的是產(chǎn)量，地理氣候和品種的差異是影響作物產(chǎn)量最關(guān)鍵的兩大因素。PGRs的調(diào)控作用很難一概而論，不同時(shí)期、不同作用部位、不同作用機(jī)理?xiàng)l件下，PGRs的調(diào)控效果可能存在很大的差異性[7]，進(jìn)而對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量與品質(zhì)的調(diào)控效果也千差萬別。馬雪梅等[8]發(fā)現(xiàn)，通過探索在水稻不同生長時(shí)期使用不同的PGRs，最終可以實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、提升品質(zhì)的目的。具體而言，在水稻分化期時(shí)使用噸田寶能夠有效促進(jìn)細(xì)胞組織分化、提升葉綠素含量、加快水稻生長發(fā)育，研究數(shù)據(jù)表明，可以有效增產(chǎn)9.8%～17.3%；除此之外，水稻齊穗后期聯(lián)合噴施多效唑和6-BA，可以提高籽粒中胚乳淀粉含量，有效提升水稻品質(zhì)，也可以利用PGRs定向調(diào)控米粉稻中稻米直鏈淀粉的含量來改善稻米品質(zhì)[9]。

2.2 作物株型結(jié)構(gòu)塑造

作物獲得高產(chǎn)，良好的株型和合理的群體結(jié)構(gòu)是基礎(chǔ)[10]。農(nóng)作物倒伏問題的出現(xiàn)，關(guān)鍵原因在于農(nóng)作物的植株較高、較細(xì)。因此，在農(nóng)作物生長的關(guān)鍵時(shí)期，合理施用PGRs可抑制農(nóng)作物徒長，進(jìn)而降低農(nóng)作物高度、增加植株的直徑，并能夠有效提升莖稈中木質(zhì)素、纖維素等的含量，進(jìn)而提升莖稈韌性，最終提升農(nóng)作物的抗倒伏能力，降低倒伏帶來的經(jīng)濟(jì)損失[11]。此外，作物的抗莖倒能力也是衡量作物特性的重要指標(biāo)之一。研究結(jié)果表明，對(duì)于玉米等作物，可通過施用植物生長調(diào)節(jié)提升抗莖倒能力[12]。

2.3 提高作物抗逆性

首先，遺傳因素是影響作物抗逆性最關(guān)鍵的因素。其次，植物激素含量、活性的變化也是影響作物抗逆性的重要因素，因而通過調(diào)控植物體內(nèi)激素含量及活性機(jī)理能夠有效提升作物的抗逆能力[13]。鹽脅迫會(huì)阻礙種子中核酸與蛋白的合成，破壞有絲分裂，影響種子發(fā)芽及幼苗的生長發(fā)育。例如，在我國長江中上游地勢(shì)較低的小麥產(chǎn)區(qū)，由于經(jīng)常遭受澇漬災(zāi)害的影響，小麥的產(chǎn)量及品質(zhì)受到嚴(yán)重威脅，可通過使用PGRs來提升小麥中抗氧化酶含量，提升小麥根系活力，進(jìn)而抵抗?jié)碀n帶來的影響[14]。除此之外，另有研究發(fā)現(xiàn)，通過采用PGRs浸種處理，能夠有效緩解玉米苗期干旱帶來的影響[15]。某些富含赤霉素、水楊酸以及脫落酸等低分子PGRs對(duì)提升農(nóng)作物的抗干旱、抗低溫能力有顯著作用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)防災(zāi)減災(zāi)生產(chǎn)帶來了新的啟示。

3 化學(xué)調(diào)控技術(shù)在應(yīng)用中存在的問題

PGRs雖然具備提升產(chǎn)量、提高品質(zhì)、增強(qiáng)作物抵抗力等一系列優(yōu)勢(shì)，但其畢竟是一種人工合成的化學(xué)物質(zhì)，從某種程度上說可視為一種植物農(nóng)藥。通常情況下，其毒性較低且殘留較少，經(jīng)過微生物分解、雨水沖釋等作用后不會(huì)對(duì)人畜、作物、土壤等造成危害。但如果PGRs使用不當(dāng)，在用量不斷增大的情況下其所造成的危害也日益凸顯，應(yīng)引起人們的高度重視。

4 展望

隨著農(nóng)業(yè)科技的飛速發(fā)展，作物化學(xué)防控技術(shù)已逐步成為業(yè)界研究與推廣的熱點(diǎn)。眾所周知，化學(xué)調(diào)控給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)注入了強(qiáng)勁動(dòng)力，不僅實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，還有效提升了品質(zhì)、效益。例如打破環(huán)境因子的限制，簡化常規(guī)栽培技術(shù)體系，有助于提高生物效應(yīng)、生產(chǎn)效果、經(jīng)濟(jì)效益和安全性。目前，我國在大田作物化學(xué)調(diào)控方面已走在了世界前列，取得了豐碩成果。近年來，隨著化控調(diào)節(jié)技術(shù)研究的深入，向混合型試劑方面發(fā)展、注重試劑多重功效和相互配合使用，以及防止污染、殘留等成為今后研究的主流。

5 參考文獻(xiàn)

[1] OGUCHI R，HIKOSAKA K，HIROSE T.Does the photosynthetic lighta-ccli-mation need change in leaf anatomy[J].Plant Cell Environ，2003，26：505-512.

[2] 張衛(wèi)中，姚滿生.化學(xué)調(diào)控技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及其展望[J].高效農(nóng)業(yè)，2007（1）：11-13.

[3] 顧萬榮，葛自強(qiáng)，陳源，等.中國作物化控栽培工程技術(shù)研究進(jìn)展及展望[J].農(nóng)業(yè)工程科學(xué)，2005，21（7）：400-405.

[4] 劉拉平.化學(xué)調(diào)控技術(shù)在農(nóng)業(yè)抗旱中的應(yīng)用[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000（7）：33-34.

[5] 趙昌用.植物生長調(diào)節(jié)劑的使用與作物的化學(xué)調(diào)節(jié)[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，1988（10）：39-41.

[6] 張鋒，潘康標(biāo)，田子華.植物生長調(diào)節(jié)劑研究進(jìn)展及應(yīng)用對(duì)策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012（1）：193-195.

[7] 翟丙年，鄭險(xiǎn)峰，楊巖榮，等.植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的研究進(jìn)展[J].西北植物學(xué)報(bào)，2003（6）：1069-1075.

[8] 馬雪梅，楊靖韜，戴興玉.水稻應(yīng)用化控劑噸田寶及加其助劑試驗(yàn)總結(jié)[J].北方水稻，2011（4）：66-67.

[9] 王法宏，趙君實(shí)，秦月秋，等.化控條件下小麥基本苗密度對(duì)產(chǎn)量的效應(yīng)[J].萊陽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，1993（3）：183-187.

[10] 陳靜彬，劉強(qiáng)，榮湘民，等.幾種植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)水稻氮素積累與轉(zhuǎn)運(yùn)及貯存的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2003（2）：99-102.

[11] 張建軍.植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)早稻堊白的影響及機(jī)理研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002：34.

[12] 孟彥，李艷萍，王文化.化控技術(shù)在玉米生產(chǎn)上的應(yīng)用與研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011（10）：110-111.

[13] CROOK M J，ENNOS A R.Stem and root characteristics associated with lodging resistance in four winter wheat cultivars[J].The Journal of Agri-cultural Science，1994，123（2）：167-174.

[14] 傅騰騰，朱建強(qiáng)，張淑貞，等.植物生長調(diào)節(jié)劑在作物上的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（10）：233-235.

[15] 司賢超.使用植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)注意的問題[J].基層農(nóng)技推廣，2014（6）：42.