始穗期噴施植物激素對旱稻部分生理特性及產(chǎn)量的影響

段素梅， 吳文革， 陳 剛， 楊安中*

(1.安徽科技學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，安徽 鳳陽 233100； 2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 水稻研究所，安徽 合肥 230031)

安徽省水稻種植面積200萬hm2以上，其中有近1/3的稻田嚴重缺水，農(nóng)民俗稱為“望天田”，主要分布在江淮丘陵區(qū)及皖西山區(qū)，干旱是水稻生產(chǎn)上主要災(zāi)害之一, 往往因水缺水干旱導(dǎo)致嚴重減產(chǎn)甚至顆粒無收[1]。為了解決水稻生產(chǎn)與水源缺乏的矛盾，近年來，安徽省在缺水稻區(qū)大力推廣旱稻種植，起到了很好的節(jié)水、穩(wěn)產(chǎn)效果。旱稻盡管其穩(wěn)產(chǎn)性較好，但是也存在品質(zhì)較差、產(chǎn)量水平不高等問題，影響了農(nóng)民收入的提高。為了解決水稻節(jié)水與高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的矛盾，近年來該區(qū)針對存在的問題，對旱稻栽培技術(shù)進行了大量的研究。有研究報道認為，當水稻受到干旱脅迫時會產(chǎn)生各種響應(yīng)，比如葉片氣孔減小開度甚至關(guān)閉，蒸騰及光合速率降低，葉綠素加快分解等[2-4]。朱慶森等通過研究認為外源激素處理可以提高水稻的結(jié)實率及粒重，從而提高水稻產(chǎn)量[5-8]。有關(guān)旱稻噴施植物激素的研究還尚少見，選用了BR (蕓苔素內(nèi)酯)、 IAA (吲哚乙酸)、6-BA(6-芐基腺嘌呤)、GA3(赤霉酸)4種物質(zhì)，在旱稻的始穗期噴施，研究其對旱稻生長后期部分生理特性及產(chǎn)量等的影響，旨在進一步探討旱稻高產(chǎn)栽培技術(shù)，為干旱缺水區(qū)旱稻高產(chǎn)栽培提供技術(shù)及理論參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試旱稻為國審稻品種“綠旱1號”(安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所提供)；供試藥劑分別為濟南通微生物科技有限公司生產(chǎn)的蕓苔素內(nèi)酯(BR)、中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所東風(fēng)生物技術(shù)公司生產(chǎn)的吲哚乙酸(IAA)、6-芐基腺嘌呤(6-BA)、赤霉酸(GA3)。

1.2 試驗設(shè)計與方法

試驗于2014年5月至10月在安徽科技學(xué)院種植科技園水稻試驗地進行，試驗地前茬為冬閑。設(shè)A、B、C、D 4種藥劑處理，IAA、GA3、6-BA處理濃度均為30 mg/L，BR處理濃度為0.5 mg/L，以清水為對照。小區(qū)面積為3×4 m2，隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次。2014年5月16日整地施肥，施肥量為史丹利三元復(fù)合肥(3個18%)450 kg/hm2、尿素150 kg/hm2。5月18日旱直播，播種量(干種)為45 kg/hm2，人工條播，行距為20 cm。為了使密度均勻，減少生長誤差，播種時分區(qū)、分行定量播種。整個生育期間分別于齊苗期、拔節(jié)期、孕穗期灌水3次, 其余時間均為旱管。病蟲草害及肥料均統(tǒng)一管理，具體管理措施同大田生產(chǎn)。于旱稻抽穗始期晴天16∶00 噴施藥劑，每小區(qū)噴設(shè)計濃度藥液1 L，對照噴同體積水。具體噴藥時間為8月18日下午。

1.3 測定項目及方法

齊苗后每小區(qū)定三點，每點定2 m行長，每2 m行長等株距定苗25株，其中1 m行長供觀察、記載及取樣測定，另1 m行長供成熟后取樣考查產(chǎn)量因素。噴藥后0、7、14、21、28 d后用KONICA生產(chǎn)的SPAD-502葉綠素測定儀測定劍葉葉綠素含量，用美國LI-COR 公司生產(chǎn)的LI-6400 光合測定系統(tǒng)測定光合速率，同時每點取3穴用WDY-500 型微電子面積測定儀測定有效葉面積。成熟后將定點1 m行長的稻株取回考察產(chǎn)量因素，并分小區(qū)收獲測定實產(chǎn)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用t檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 對旱稻劍葉葉綠素含量和有效葉面積指數(shù)的影響

由表1可知，在旱稻始穗期噴施4種植物激素均能顯著或極顯著提高旱稻后期葉綠素含量及有效葉面積指數(shù)。其中，對葉綠素含量的影響以噴藥后21 d效果最高，此時各處理的劍葉葉綠素含量較對照分別提高達16.67%、24.48%、29.10%和7.37%，4種激素中以6-BA的效果最好；對有效葉面積指數(shù)的影響與對葉綠素影響的趨勢基本相同，但對有效葉面積的影響以噴藥后14 d效果最高，此時各處理的有效葉面積較對照分別提高達9.73%、14.09%、16.78%和18.46%，4種激素中以GA3的效果最好。由此說明在旱稻始穗期噴施植物激素能提高后期葉綠素含量及有效光合面積，為提高光合產(chǎn)物積累及籽粒灌漿創(chuàng)造了條件。

表1 劍葉葉綠素含量和有效葉面積指數(shù)考查結(jié)果

注：*和**表示在P<0.05和P<0.01水平下與對照差異顯著和差異極顯著。下同。

Note:*and**indicate significant correlation at 5% and 1% levels， respectively， compared with CK． The same below．

2.2 對旱稻后期光合速率及籽粒灌漿速度的影響

由表2表明,始穗期(0 d)各處理的光合速率無顯著差異，但噴施激素后7～21 d，各處理的光合速率較對照差異均達到了顯著或極顯著水平，噴施激素后28 d時BR處理的光合速率較對照差異亦達到了顯著水平，IAA處理的光合速率較對照差異達到了顯著水平、6-BA處理的光合速率較對照差異達到了極顯著水平；4種激素中，以6-BA對光合速率提高的效果最好；在始穗后的21 d各處理的光合速率較對照提高幅度達最大值，BR、IAA、6-BA、GA3處理較對照分別提高達18.27%、16.04%、19.29%和10.98%。從噴施激素后10 d、20 d、30 d 3次粒重的測定結(jié)果可以看出，各處理的粒重較對照的增加均達到顯著或者極顯著水平，其中，10～20 d內(nèi)，處理較對照的灌漿速度分別提高3.50%、8.54%、11.87%、10.67%和20～30 d內(nèi)，處理較對照的灌漿速度分別提高17.79%、4.70%、20.13%和7.72%。綜上分析可以說明，在旱稻的始穗期噴施植物激素均能不同程度提高旱稻后期的光合速率及籽粒灌漿速度。

表2 各處理光合速率及籽粒灌漿速度考查結(jié)果

2.3 對旱稻產(chǎn)量因素及產(chǎn)量的影響

由表3看出，于旱稻始穗期噴施4種植物激素對旱稻的有效穗數(shù)、穗實粒數(shù)、千粒重均有不同程度的影響，各處理的有效穗數(shù)較對照較均有一定增加，其中，GA3處理有效穗數(shù)增加最多，但增加均不顯著；6-BA處理穗實粒數(shù)較對照增加達極顯著水平，IAA、GA3處理穗實粒數(shù)較對照增加達顯著水平，BR處理較對照穗實粒數(shù)有所提高，但差異不顯著，處理較對照穗實粒數(shù)提高的原因主要是結(jié)實率提高的結(jié)果；產(chǎn)量因素中以粒重提高的幅度最大，4種激素處理的粒重較對照提高均達到極顯著水平。BR、IAA、6-BA、GA3處理實際產(chǎn)量較對照增產(chǎn)幅度分別為8.84%、10.26%、14.62%和7.42%，其中，BR、GA3處理較對照增產(chǎn)達顯著水平，IAA、6-BA 處理較對照增產(chǎn)達極顯著水平。

表3 各處理產(chǎn)量因素及產(chǎn)量考查結(jié)果

3 結(jié)論與討論

源庫流協(xié)調(diào)發(fā)展是作物高產(chǎn)的保證，尤其是后期的光合能力在很大程度上決定著籽粒灌漿的速度及灌漿持續(xù)時間的長短，進而決定粒重及產(chǎn)量。葉片是水稻最重要的物質(zhì)源器官, 其功能強弱及功能期長短對水稻產(chǎn)量與品質(zhì)有著重要的影響。前人大量研究證明，葉片衰老(功能減退)過程中往往伴隨著體內(nèi)激素的變化, 因此植物激素能調(diào)節(jié)控制葉片衰老的進程。李柏林等[9]研究認為, 細胞分裂素是作為自由基清除劑而延緩葉片衰老的, 同時也抑制過氧化物酶和SOD 酶的活性,減少丙二醛(MDA)的積累量,并使自動氧化率下降。楊安中等[10]和梁芳等[11]的試驗均表明, 6-BA、GA3均能減緩水稻生育后期劍葉葉綠素和蛋白質(zhì)的分解, 抑制過氧化物酶活性的下降和丙二醛的積累, 在一定程度上能延緩功能葉的衰老, 有利于籽粒灌漿, 提高產(chǎn)量和品質(zhì)。翁曉雁等[12]的試驗結(jié)果表明, 水稻噴施油菜素內(nèi)脂(BR)能提高產(chǎn)量，其原因主要是BR使水稻抽穗后劍葉具有較高的凈光合速率, 促進了籽粒灌漿及粒重提高。陶龍興等[13]研究指出，IAA 含量與灌漿速率和籽粒充實率關(guān)系緊密。陳以峰等[14]、曾富華等[15]和楊建昌[16]研究認為,GA3對雜交水稻葉綠素含量和空秕率的影響與對超氧化物歧化酶(SOD)活性及過氧化物酶(POD)活性的影響存在明顯的相關(guān)性。本試驗結(jié)果認為，在旱稻的始穗期噴施BR、IAA、6-BA、GA3四種激素，能顯著葉綠素含量及光合面積，提高光合速率，使穗實粒數(shù)及粒重顯著提高，增產(chǎn)效果達極顯著水平，與前人的研究結(jié)論有相似之處。在旱稻的始穗期噴施植物激素使旱稻的有效穗數(shù)、穗實粒數(shù)及粒重增加，從而使產(chǎn)量提高，就其原因可能是噴施植物激素改善了旱稻體內(nèi)的激素水平及比例，一方面促進了部分小分蘗生長及成穗，從而使有效穗增加，另一方面是噴施植物激素延緩了旱稻衰老的進程，促進了物質(zhì)合成及運輸，使結(jié)實率提高、粒重增加所致。至于噴施植物激素對旱稻體內(nèi)激素水平及衰老影響的機理還有待于進一步研究。