外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻表型性狀及產(chǎn)量的影響

呂偉 任果香 文飛

摘要：通過盆栽試驗(yàn)，分析外源施入不同濃度生根粉對(duì)干旱脅迫下不同芝麻品種生育期、表型性狀及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，干旱脅迫使5個(gè)芝麻品種的初花期平均推遲3～5 d，隨著外源生根粉的施入，干旱脅迫對(duì)初花期的推遲作用逐漸減小。干旱脅迫對(duì)DT0處理（干旱處理+0 mg/kg ABT）的芝麻株高、果軸長、地上部鮮質(zhì)量、單株產(chǎn)量均產(chǎn)生顯著的抑制作用，隨著外源生根粉濃度的增加，干旱脅迫對(duì)其抑制作用逐漸減小，均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，其中在DT2（干旱處理+200 mg/kg生根粉）處理時(shí)達(dá)到最大，且均于DT0處理差異顯著。外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻根長、地下部鮮質(zhì)量均有所增加，在DT2（干旱處理+200 mg/kg生根粉）處理時(shí)達(dá)到最大，且均與DT0處理差異顯著。因此，外源生根粉處理能有效減緩干旱脅迫對(duì)芝麻表型性狀及產(chǎn)量的抑制作用，其中以200 mg/kg濃度效果最好。

關(guān)鍵詞：芝麻;生根粉;干旱脅迫;表型性狀：產(chǎn)量

中圖分類號(hào)： S565.3.01? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A? 文章編號(hào)：1002-1302（2019）12-0114-04

芝麻（Sesamum indicum L.）隸屬胡麻科（Pedaliaceae）胡麻屬（Sesamum），一年生草本植物，是我國六大特色油料作物之一。芝麻營養(yǎng)豐富且富含不飽和脂肪酸，具有美容、保健作用，因此素有油料作物“皇后”之美譽(yù)[1]，也因其在生產(chǎn)中使用農(nóng)藥少而被稱為綠色食品。山西是西北地區(qū)芝麻主產(chǎn)省，由于地處干旱半干旱地區(qū)，年均降水量為300～400 mm，受干旱氣候影響嚴(yán)重，易導(dǎo)致芝麻出苗率低、生長緩慢、產(chǎn)量降低，是影響芝麻生長、產(chǎn)量的主要限制性因素之一[2-4]。因此，提高干旱地區(qū)芝麻的抗旱能力，是保證西北主產(chǎn)區(qū)芝麻產(chǎn)量的重要前提。

ABT生根粉作為高效廣譜型植物生長調(diào)節(jié)劑，通過強(qiáng)化、調(diào)控植物內(nèi)源激素的含量和重要酶的活性，調(diào)節(jié)植物代謝作用強(qiáng)度，提高根系活力[5-6]，促進(jìn)植物生長，增強(qiáng)植物抗性，以達(dá)到提高植物成活率及作物產(chǎn)量的目的[7]。生根粉現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于植樹造林、苗木移植、扦插[8-10]中，在一些大田作物中也有使用研究[11-16]。生根粉對(duì)作物的抗旱性研究較少，僅見張義林等利用生根粉對(duì)玉米的抗旱性研究[17-18]，而對(duì)芝麻抗旱性研究至今還尚未見報(bào)道。因此，本研究通過外源施入不同濃度的生根粉，分析其對(duì)干旱脅迫條件下不同芝麻品種表型性狀及產(chǎn)量的影響，明確適宜濃度生根粉對(duì)芝麻的抗旱性，皆在為提高西北干旱地區(qū)芝麻抗旱能力和實(shí)現(xiàn)芝麻增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料選用汾芝2號(hào)、晉芝3號(hào)、臨芝01-12、冀航芝1號(hào)、豫芝11號(hào)共5個(gè)品種，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。生根粉選用GGR6號(hào)，由北京艾比蒂研究開發(fā)中心提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2017年6—10月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所人工遮雨棚內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽法，盆缽口徑30 cm，高25 cm，盆栽土用丹麥進(jìn)口營養(yǎng)土與蛭石按體積比1 ∶ 1等量混合，每盆裝3 kg，每盆澆等量的水1.5 L，適墑時(shí)播種。

試驗(yàn)于6月5日進(jìn)行播種，試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為CK（正常澆水）、DT0（干旱處理+0 mg/kg ABT）、DT1（干旱處 理+100 mg/kg ABT）、DT2（干旱處理+200 mg/kg ABT）、DT3（干旱處理+300 mg/kg ABT）。每個(gè)材料每個(gè)處理重復(fù)3次，共計(jì)75盆。出苗后間苗，在干旱處理前用不同濃度生根粉800 mL澆水2次。待芝麻長出4對(duì)真葉時(shí)定苗，每盆保留均勻生長的幼苗3株，并進(jìn)行干旱處理，處理持續(xù)10 d，之后進(jìn)行復(fù)水，采用反復(fù)干旱法，重復(fù)2次，其后，整個(gè)生長期芝麻出現(xiàn)萎蔫時(shí)正常澆水，直至成熟。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 生育期的調(diào)查 分別對(duì)每組材料進(jìn)行播種期、出苗期、初花期、終花期、成熟期調(diào)查。

1.3.2 表型性狀及產(chǎn)量的測定 成熟期調(diào)查每株的株高、果軸長、根長、單株地上部分生物量、單株地下部分生物量;收獲期測定單株產(chǎn)量，計(jì)算平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和作圖，并用SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和Duncans多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻生育期的影響

從表1可以看出，干旱脅迫對(duì)汾芝2號(hào)、晉芝3號(hào)、臨芝01-12、冀航芝1號(hào)、豫芝11號(hào)生育期基本無影響，但對(duì)初花期影響較大，與對(duì)照相比平均推遲了3、3、3、5、5 d，其中對(duì)DT0處理初花期影響最大，分別推遲了4、4、5、7、7 d，但隨著外源生根粉的施入，干旱脅迫對(duì)芝麻初花期的推遲作用逐漸減小，在施入200 mg/kg生根粉時(shí)，對(duì)芝麻初花期的推遲作用最小，與對(duì)照相比分別推遲了1、2、2、4、4 d。表明外源生根粉的施入能夠減緩干旱脅迫對(duì)芝麻初花期的影響，從而維持芝麻的正常開花。

2.2 外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻表型性狀的影響

從表2可以看出，干旱脅迫下DT0處理的芝麻株高、果軸長與CK相比分別降低8.0%～17.4%、10.4%～24.7%，且差異顯著，表現(xiàn)出干旱脅迫的顯著抑制作用。不同濃度外源生根粉處理對(duì)干旱脅迫下芝麻株高、果軸長均有顯著影響，但存在一定的差異。低濃度生根粉處理（DT1和DT2）對(duì)干旱脅迫下芝麻株高、果軸長均產(chǎn)生促進(jìn)作用，在 200 mg/kg 生根粉處理（DT2）時(shí)達(dá)到最大，且與單一干旱脅迫處理（DT0）均差異顯著。由此可見，外源生根粉處理能有效減緩干旱脅迫對(duì)芝麻株高、果軸長的抑制作用，其中以 200 mg/kg 濃度效果最好。

干旱脅迫下5個(gè)芝麻品種的根長與CK相比均有所增加，隨著生根粉濃度的增加，促進(jìn)作用越大，在 200 mg/kg 生根粉處理（DT2）時(shí)達(dá)到最大，且與CK相比差異顯著。

2.3 外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻生物產(chǎn)量的影響

由表3可知，干旱脅迫對(duì)DT0處理的芝麻地上部鮮質(zhì)量產(chǎn)生了顯著地抑制作用，與CK相比降低7.8%～14.4%。隨著外源生根粉濃度的增加，干旱脅迫對(duì)5個(gè)芝麻品種地上部鮮質(zhì)量的抑制作用先逐漸減小后增大，其中在200 mg/kg生根粉處理（DT2）時(shí)地上部鮮質(zhì)量達(dá)到最大，且與DT0處理差異顯著。而高濃度生根粉處理（DT3）對(duì)芝麻地上部鮮質(zhì)量則整體有一定的抑制作用。由此可見，200 mg/kg生根粉濃度是減緩干旱脅迫對(duì)芝麻地上部鮮質(zhì)量抑制作用的最佳濃度。

干旱脅迫下5個(gè)芝麻品種的地下部鮮質(zhì)量與CK相比均有所增加，隨著外源生根粉濃度的增加，芝麻地下部鮮質(zhì)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，其中在200 mg/kg生根粉處理時(shí)（DT2）達(dá)到最大，且差異顯著。

2.4 外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻產(chǎn)量的影響

由圖1可以看出，干旱脅迫對(duì)5個(gè)芝麻品種單株產(chǎn)量均有不同程度的影響，其中對(duì)DT0處理的單株產(chǎn)量抑制作用最大，與CK相比分別降低7.35%、6.87%、9.15%、10.26%、13.41%，差異均達(dá)到顯著水平。而隨著外源生根粉的施入，干旱脅迫對(duì)單株產(chǎn)量的抑制作用逐漸較小，在 200 mg/kg 生根粉處理（DT2）時(shí)抑制作用最小，其中汾芝2號(hào)、晉芝3號(hào)、臨芝01-12的單株產(chǎn)量與CK相比略有增加，但差異不顯著。

2.4 外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻性狀間的相關(guān)性分析

從表4可以看出，生根粉與株高、果軸長、根長、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、單株產(chǎn)量之間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，其中與株高、果軸長、根長的相關(guān)性較大。

3 結(jié)論與討論

根系的生長狀況是作物獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵[19-20]，在作物受到干旱脅迫時(shí)，根系首先感應(yīng)并使整個(gè)植株對(duì)干旱脅迫做出反應(yīng)[21-23]。生根粉作為植物生長調(diào)節(jié)劑，在植物受到外界逆境時(shí)，能促進(jìn)幼根生長[5]，強(qiáng)化植物體內(nèi)酶的活性，以達(dá)到增強(qiáng)植物抗性的目的。本研究通過盆栽試驗(yàn)，分析外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻生育期、表型性狀及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，干旱脅迫對(duì)5個(gè)芝麻品種的生育期基本無影響，初花期平均推遲3～5 d，隨著外源生根粉的施入，干旱脅迫對(duì)芝麻初花期的推遲作用逐漸減小，這與曹宏等研究水分脅迫下生根粉對(duì)玉米耐旱性所得到的結(jié)果[12，17]基本一致。

在DT0處理下，干旱脅迫對(duì)5個(gè)芝麻品種株高、果軸長、地上部鮮質(zhì)量、單株產(chǎn)量均產(chǎn)生顯著的抑制作用，但隨著外源生根粉濃度的增加，干旱脅迫對(duì)其抑制作用逐漸減小，均呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，其中在200 mg/kg生根粉處理（DT2）時(shí)達(dá)到最大，且均與DT0處理差異顯著，而高濃度生根粉處理（DT3）對(duì)芝麻株高、果軸長、地上部鮮質(zhì)量、單株產(chǎn)量則有一定的抑制作用。由此可以看出，200 mg/kg生根粉濃度是減緩干旱脅迫對(duì)芝麻株高、果軸長、地上部鮮質(zhì)量、單株產(chǎn)量抑制作用的最佳濃度。而外源生根粉對(duì)干旱脅迫下芝麻根長、地下部鮮質(zhì)量的影響卻與株高、果軸長、地上部鮮質(zhì)量、單株產(chǎn)量存在差異，與CK相比均有所增加，在200 mg/kg生根粉處理時(shí)達(dá)到最大，且均與DT0處理差異顯著。通過對(duì)干旱脅迫下施入生根粉后的芝麻表型性狀進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，生根粉與株高、果軸長、根長、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、單株產(chǎn)量之間均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說明干旱脅迫下生根粉對(duì)芝麻各個(gè)性狀的影響存在著密切聯(lián)系。

本試驗(yàn)在盆栽條件下進(jìn)行，由于受盆體、土壤環(huán)境等因素的限制，可能會(huì)影響生根粉的實(shí)際效果，應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合大田試驗(yàn)研究，為提高西北地區(qū)芝麻抗旱能力和實(shí)現(xiàn)芝麻增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

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