烯效唑葉面噴施對秋芝麻生長及產量性狀的影響

周紅英,皮曉玲,熊書敏,孫 建,樂美旺*,饒月亮,顏廷獻,顏小文

(1.江西省農業(yè)科學院 作物研究所/江西省油料作物生物學重點實驗室/國家油料改良中心 南昌分中心,江西 南昌 330200;2.江西省南昌市種子管理局,江西 南昌 330009;3.江西省永修縣種子管理局,江西 永修 330300)

芝麻是我國重要的優(yōu)質油料作物,分布十分廣泛,全國各地均有種植[1]。按照播種時間的不同,我國芝麻生產分為春芝麻、夏芝麻和秋芝麻,4月至5月初播種的芝麻稱為春芝麻,5月中旬到6月中旬播種的芝麻稱之為夏芝麻,6月底以后播種的稱為秋芝麻[2-3]。江西、湖南、廣西等南方地區(qū)芝麻種植模式較多,春、夏、秋芝麻同時存在,且秋芝麻是南方地區(qū)利用充沛的光溫資源、銜接春播作物茬口的重要種植模式[4]。但是,由于秋芝麻生育期明顯縮短、苗期生長溫度高而旺長、籽粒發(fā)育后期容易遭遇低溫天氣等原因,秋芝麻產量低而不穩(wěn),這些成為限制秋芝麻產業(yè)發(fā)展的首要因素。通過品種改良、采取農藝措施等方式來提高產量和改良品質,是促進秋芝麻產業(yè)發(fā)展的有效途徑。

植物生長調節(jié)劑是現代農業(yè)生產中重要而有效的藥劑之一,已經被廣泛應用在水稻、玉米等農作物生產中[5-9]。作為常用的植物生長調節(jié)劑,烯效唑是一種植物生長延緩劑,對作物具有控制旺長、改良株型、提高產量、改善品質、調節(jié)生理代謝、增強抗逆性等作用[10-12]。鐘瑞春等[13]研究表明,在花生上噴施烯效唑可以矮化植株,降低葉片蒸騰速率,提高光合速率,增加結果數和粒重,進而增加產量。楊文鈺等[14]在水稻上的研究表明,烯效唑噴施能提高稻米蛋白質含量8.3%和增加蛋白質產量13.4%。高建芹等[15]在油菜上的研究結果顯示,苗期噴施烯效唑可以改善株型,降低株高,增加葉綠素含量,提高葉片凈光合速率,增強抗倒伏能力,增加單株角果數和千粒重。張洪鵬等[16-17]發(fā)現烯效唑能緩解淹水脅迫下大豆干物質的降低,顯著提高大豆體內抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,提高脯氨酸含量,增強耐漬能力,有效改善淹水脅迫下大豆葉片的光合特性,提高葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度,從而增加產量。迄今關于植物生長調節(jié)劑在芝麻上應用的研究不多,應用的主要有壯苗素、生根素、甲哌嗡、多效唑、矮壯素、6-BA、赤霉素等[18-21],而有關烯效唑在芝麻上應用的研究尚未見報道。本研究比較分析了1次和2次葉面噴施烯效唑對秋芝麻植株和產量性狀的影響,以期為秋芝麻生產提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試芝麻品種為贛芝13號,種子由江西省農業(yè)科學院作物研究所提供。烯效唑為江西農大銳特化工科技有限公司生產的有效成分5%可濕性粉劑,噴施濃度為100 mg/L。

1.2 試驗設計

試驗在江西省農科院作物研究所橫崗基地進行。試驗設置3個處理:對照CK為噴施清水；T1處理為苗期葉面噴施1次烯效唑溶液；T2處理為苗期、花期2次葉面噴施烯效唑溶液。每個處理重復3次,隨機區(qū)組設計,試驗小區(qū)長10 m,寬2 m,面積為20 m2。芝麻于7月20日播種,在1對真葉全展期間苗,在3對真葉全展期定苗,行距40 cm,株距15 cm。8月18日于苗期進行第一次葉面噴施; 9月10日于花期進行第二次葉面噴施。9月29日終花,10月18日成熟收獲。在芝麻整個生育期間適時除草和防治病蟲害,其他管理措施如常。

1.3 調查項目及方法

產量性狀考種與測產：在芝麻成熟后,每小區(qū)隨機選取10個單株，對株高、始蒴高度、空稍尖長度、果軸長度、單株蒴果數、結蒴密度、每蒴粒數、千粒重、單株產量進行測定和統(tǒng)計,對小區(qū)產量進行稱重測定。其中每蒴粒數測定為在每株上、中、下部分別摘取1個蒴果,對共計30個蒴果進行籽粒數量統(tǒng)計；千粒重為小區(qū)收獲種子混勻后隨機測定。

不同部位芝麻籽粒性狀測定：將隨機取樣的10株考種植株按照有效果軸長度平均分為3個部分,即上部、中部和下部,分別對上、中、下部蒴果進行每蒴粒數和千粒重的測定。每蒴粒數測定為同一部位每個單株摘取1個蒴果進行籽粒數量統(tǒng)計；千粒重測定為將同一部位種子籽?；靹蚝筮M行隨機測定。

1.4 數據分析

數據分析在Excel 2003上進行；利用SPSS 13.0進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 葉面噴施烯效唑對秋芝麻生長性狀的影響

如表1所示,噴施烯效唑后,秋芝麻株高變矮,始蒴高度降低,空稍尖稍有伸長,果軸長度縮短,結蒴密度增加,但與對照間的差異均未達顯著水平。2次噴施的效果大于1次噴施的,但與對照間的差異也不顯著。其中,1次和2次噴施后株高較CK分別降低了2.54%和5.57%,始蒴高度分別降低了2.04%和6.95%,空稍尖長度分別增加了2.24%和7.76%,果軸長度分別縮短了3.09%和5.11%,結蒴密度分別增加了5.41%和9.75%?？梢?烯效唑能夠延緩秋芝麻生長,抑制旺長,矮化植株,降低株高和始蒴高度,縮短蒴果間距和果軸長度,提高結蒴密度,有利于株型改良。

表1 葉面噴施烯效唑對秋芝麻生長性狀的影響

2.2 葉面噴施烯效唑對秋芝麻產量性狀的影響

表2顯示,1次和2次噴施烯效唑后,秋芝麻單株蒴果數較CK分別增加了2.18%和4.64%,每蒴粒數分別增加了3.01%和4.95%,千粒重分別增加了5.49%和5.30%,與CK間的差異均達到了顯著水平；單株種子重分別增加了7.19%和5.14%,產量增加率分別達11.10%和11.75%,其中1次噴施的增產效果達顯著水平,2次噴施的增產效果達極顯著水平。在所測定的5個產量性狀指標中,單株蒴果數、每蒴粒數和產量3個性狀指標表現出2次噴施大于1次噴施;千粒重在1次和2次噴施后表現基本持平;單株種子重則表現為2次噴施效果小于1次噴施,但差異較小,這可能與試驗誤差有關。因此,測定結果可以說明,烯效唑葉面噴施能夠有效增加秋芝麻的單株蒴果數、每蒴粒數和千粒重,具有明顯的增產作用,且2次噴施的效果優(yōu)于1次噴施的。

表2 葉面噴施烯效唑對秋芝麻產量性狀的影響

注:“*”表示與CK間差異達顯著水平(P<0.05)；“**”表示與CK間差異達極顯著水平(P<0.01)。下同。

2.3 葉面噴施烯效唑對秋芝麻不同部位蒴果的結實性及粒重的影響

由于芝麻具有自下而上開花的無限生長習性,因此在生育后期遭遇低溫時芝麻的生長會受到抑制，籽粒發(fā)育會受到影響,尤其是開花較晚的上部蒴果受影響最為明顯,進而影響產量的形成，所以后期低溫成為制約秋芝麻生產的主要瓶頸因素。按照果軸長度將所有蒴果平均分為上、中、下三個部分，分析了烯效唑葉面噴施對不同部位蒴果的影響,結果如表3所示。秋芝麻上部蒴果在每蒴粒數和千粒重方面均顯著低于中部和下部蒴果的,其中CK的上部蒴果每蒴粒數分別為中部、下部蒴果的78.87%和87.15%,上部蒴果種子的千粒重分別為中部、下部蒴果的75.80%和64.76%?？梢?上部蒴果及種子的生長發(fā)育弱是秋芝麻產量形成的重要特點,也是秋芝麻產量提升的重要潛力所在。

在噴施烯效唑后,秋芝麻不同部位蒴果的每蒴粒數和千粒重受到程度不一的影響(表3),對上部蒴果及種子影響最大,其次是中部蒴果及種子,影響最小的是下部蒴果及種子。下部蒴果的每蒴粒數和種子千粒重在噴施烯效唑的處理中與CK基本一致,差異微小,1次噴施和2次噴施的每蒴粒數較CK分別降低了0.81%和1.14%,千粒重較CK分別增加了0.72%和0.24%。在中部蒴果中,噴施烯效唑后每蒴粒數和千粒重較CK均有所增加,但差異不顯著,1次和2次噴施處理的每蒴粒數較CK分別增加了2.25%和1.71%,千粒重較CK分別增加了3.36%和4.20%。噴施烯效唑對上部蒴果及種子的影響最為顯著,在所測定的每蒴粒數和千粒重指標上均表現為大幅度增加,1次和2次噴施處理的種子千粒重較CK分別增加了15.68%和14.58%,差異達極顯著水平；而每蒴粒數較CK分別增加了8.34%和16.06%,雖然差異未達顯著水平,但增幅較大?？梢?葉面噴施烯效唑主要是促進上部蒴果和種子的生長發(fā)育,增加上部蒴果的每蒴粒數和千粒重,進而促進單株產量的形成,達到增產效果。

表3 葉面噴施烯效唑對秋芝麻不同部位蒴果的結實性及粒重的影響

3 討論

烯效唑是三唑類的植物生長延緩劑,通過抑制赤霉素的生物合成使細胞伸長受抑,節(jié)間縮短,調控作物的生長發(fā)育,改進作物株型[22-23]。鐘瑞春等[13]在花生上噴施烯效唑后,發(fā)現植株較對照有一定程度的矮化,起到了明顯的控制旺長效果。高建芹等[15]的研究結果顯示,在油菜苗期噴施烯效唑可以降低株高和分枝點高度,起到改善株型的作用。曾紅等[24]和梁建秋等[25]在玉米-大豆帶狀套作模式下,分別發(fā)現烯效唑噴施能夠顯著降低玉米株高、穗位高，增加莖粗,顯著增加大豆基部節(jié)間粗，有效降低植株重心高度。本試驗研究的結果顯示,秋芝麻在噴施烯效唑后,其株高變矮,始蒴高度降低,果軸長度縮短,結蒴密度增加,對株型有較為明顯的改變,與上述研究結果一致。

烯效唑在改變作物株型的同時,通過抑制旺長、增加葉片葉綠素含量和光合速率、增強作物的抗逆性來達到增產的效果。這些在花生、油菜和大豆等作物上均有所體現。例如：花生噴施烯效唑后可以降低葉片蒸騰速率,提高光合速率,增加結果數和粒重,進而增加產量[13]；在油菜苗期噴施烯效唑后葉片葉綠素含量增加,葉片凈光合速率提高,抗倒伏能力增強,從而引起單株角果數和千粒重的增加[15]；烯效唑噴施能緩解大豆淹水脅迫,有效改善淹水脅迫下大豆葉片的光合特性,提高葉片的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導度,顯著提高大豆體內抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,提高脯氨酸含量,增強耐漬能力,從而增加產量[16-17]。在本研究中,噴施烯效唑后,秋芝麻的單株蒴果數、每蒴粒數、千粒重和單株種子重等產量性狀均出現了不同程度的增加,從而使單位面積產量顯著增加,這與上述研究結果一致。這可能由于秋芝麻苗期因高溫容易旺長,而烯效唑的噴施能有效控制旺長,提高抗逆能力,從而促進產量的增加。關于烯效唑噴施促進秋芝麻增產的詳細機理有待于今后進一步研究探索。

此外,在秋芝麻生產和種子繁育過程中,其自下而上開花的無限生長習性導致植株不同部位種子的生長發(fā)育程度不完全一致,從而導致不同部位種子的粒重、產量和質量存在較大差異,影響其生產產量和種子質量。本研究發(fā)現,秋芝麻葉面噴施烯效唑能顯著提高植株上部蒴果的每蒴粒數和種子千粒重,這為秋芝麻生產和種子繁育提供了較好的技術參考。