矮壯素對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)和光合生理特性的影響

張軍，高浪浪，張梅娟

（商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西商洛 726000）

小麥?zhǔn)鞘澜绲谝淮罂诩Z作物，全球約40%的人口以小麥為主要糧食[1]。伴隨著人們生活水平的提高，對(duì)小麥的消費(fèi)逐漸向多元化發(fā)展，有色小麥具有較高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值，可開發(fā)成不含人工色素的純天然保健食品，日益受到人們重視[2]。苗期是小麥重要的生長(zhǎng)階段，培育壯苗是小麥安全越冬和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[3]。通過施肥、中耕除草和鎮(zhèn)壓等措施可達(dá)到一定地促控目的，但由于費(fèi)時(shí)、費(fèi)力已很少使用[4]。受全球氣候影響，近些年“暖冬”呈增加趨勢(shì)[5]，造成小麥冬前徒長(zhǎng)，引發(fā)凍害、倒伏、脫肥和嚴(yán)重病蟲害等不良后果[6]。為解決這一難題需探究新的技術(shù)途徑。

目前已有多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑用于作物化學(xué)調(diào)控。矮壯素為低毒植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，是增強(qiáng)植物抗逆性能的理想生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑[7]。前人研究表明，矮壯素通過抑制莖的伸長(zhǎng)，使植株變矮、莖稈變矮，防治作物倒伏，在玉米[8]、大豆[9]、花生[10]、水稻等[11]作物應(yīng)用上十分廣泛。而有關(guān)矮壯素對(duì)小麥處理效應(yīng)多集中在萌發(fā)特性[4,12]和中后期抗倒伏和對(duì)產(chǎn)量影響[7,13]方面，有關(guān)噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗期生長(zhǎng)發(fā)育的研究還鮮見報(bào)道。為此，本試驗(yàn)選取在商洛麥區(qū)有應(yīng)用前景的2 種不同類型小麥，探究噴施矮壯素對(duì)其生長(zhǎng)和光合生理特性的影響，以期為矮壯素在小麥幼苗生長(zhǎng)及培育壯苗中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料和試劑

試驗(yàn)于2018 年在商洛學(xué)院生物學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。選用商麥1619 和蘭黑粒小麥為材料。商麥1619 為商洛麥區(qū)主栽旱地品種，蘭黑粒小麥為商洛學(xué)院選育、在陜南地區(qū)有推廣種植前景的小麥新品系。種子均由商洛學(xué)院秦嶺植物良種繁育中心提供。矮壯素為安陽全豐生物科技有限公司生產(chǎn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的粉劑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

挑選大小基本一致，籽粒飽滿的小麥種子用10%次氯酸鈉消毒10 min，自來水沖洗干凈，蒸餾水室溫浸種12 h 后置于有Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液的水培籃中培養(yǎng)。待小麥幼苗生長(zhǎng)至二葉一心時(shí)，用 0（CK）、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的矮壯素葉面噴施矮壯素，CK 為等量蒸餾水，7 d 后進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

刻度尺測(cè)量苗高、根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬（葉片最寬處的距離），參照李浩然等[14]計(jì)算葉面積。分析天平稱量整株鮮重。每個(gè)處理3 次重復(fù)。

1.3.2 光合指標(biāo)

光合指標(biāo)采用Li-6400 便攜式光合儀（美國(guó)）測(cè)定。測(cè)定指標(biāo)為凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）。光源設(shè)定為 300 μmol·m-2·s-1，開放式氣路，CO2濃度約為 350 μmol·L-1左右。每個(gè)處理 3 次重復(fù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

Excel 2003 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，SPSS18 進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.1.1 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗株高、根長(zhǎng)和鮮重的影響

由表1 可得，噴施矮壯素后小麥幼苗株高、根長(zhǎng)和鮮重表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律。噴施矮壯素后降低了小麥的株高。和對(duì)照相比，商麥1619株高降低幅度為5.1%～39.8%，蘭黑粒降幅為6.9%～22.8%。2 個(gè)供試小麥品種均在2.0%濃度的矮壯素處理下矮化程度最大。噴施矮壯素后小麥根長(zhǎng)和鮮重則呈增加趨勢(shì)。以根長(zhǎng)為研究對(duì)象，噴施矮壯素后，商麥1619 根長(zhǎng)較對(duì)照增加10.7%～61.9%，蘭黑粒增加30.2%～130.2%。2%的矮壯素對(duì)小麥根長(zhǎng)增加最明顯，而1.5%的矮壯素則對(duì)鮮重的促進(jìn)最大。

表1 噴施矮壯素對(duì)小麥株高、根長(zhǎng)和鮮重的影響

2.1.2 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積的影響

由表2 可得，小麥葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積隨著噴施矮壯素濃度的增加表現(xiàn)出“先增后減”的變化趨勢(shì)。以葉長(zhǎng)為研究對(duì)象，噴施矮壯素濃度為0.5%、1%、1.5%時(shí)，商麥1619 葉長(zhǎng)較對(duì)照增加70.28%、80.15%和89.89%；蘭黑粒小麥增加6.50%、7.46%和26.38%。噴施矮壯素濃度增加至2%、2.5%時(shí)，小麥葉長(zhǎng)下降。其中，商麥1619 葉長(zhǎng)較對(duì)照增加86.19%和60.42%；蘭黑粒小麥增加17.88%和7.46%。濃度為1.5%時(shí)葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積均為最大，就葉片性狀來看，1.5%是增加小麥葉面積的最佳濃度。

表2 噴施矮壯素對(duì)小麥葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積的影響

2.2 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗光合生理特性的影響

由表3 可得，噴施矮壯素后小麥幼苗光合特性變化趨勢(shì)因指標(biāo)而異。凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs）不同程度地高于對(duì)照。以凈光合速率（Pn）為研究對(duì)象，噴施矮壯素濃度為 0.5%、1%、1.5%、2%時(shí)，商麥 1619 顯著高于對(duì)照14.9%、21.6%、29.6%、34.8%和 33.3%，蘭黑粒小麥增幅依次為17.6%、31.1%、44.4%、49.8%和45.9%。胞間CO2濃度（Ci）則隨著矮壯素濃度地增加顯著性下降。

表3 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗光合生理特性的影響

2.3 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗葉綠素含量的影響

由圖1 可得，噴施矮壯素后小麥葉中葉綠素含量有不同程度地增加。0.5%、1%矮壯素濃度下，商麥 1619 較對(duì)照分別增加6.2%和17.7%，蘭黑粒小麥增加14.9%和21.5%。1.5%濃度下葉綠素含量達(dá)到最大，商麥1619 和蘭黑粒小麥顯著高于對(duì)照184.4%和88.3%。2%、2.5%濃度下其值有所下降。

圖1 噴施矮壯素對(duì)小麥幼苗葉綠素含量的影響

3 討論和結(jié)論

苗期是小麥生長(zhǎng)發(fā)育的重要時(shí)期，其長(zhǎng)勢(shì)直接影響最終的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此小麥苗期小麥生長(zhǎng)情況為眾多農(nóng)藝學(xué)家關(guān)注。株高、根長(zhǎng)、鮮重、葉片大小是植物生長(zhǎng)發(fā)育狀況的綜合體現(xiàn)，能較好地反映植物在幼苗期對(duì)環(huán)境的適應(yīng)情況[16]。本試驗(yàn)中，噴施矮壯素后2 個(gè)供試小麥品種株高均有不同程度地下降。矮壯素控制植株生長(zhǎng)，使植株節(jié)間縮短，最終表現(xiàn)為株高降低[4]。根長(zhǎng)、鮮重、葉長(zhǎng)、葉寬和葉面積表現(xiàn)出隨著矮壯素濃度增加而增加，這可能與一定濃度的矮壯素促進(jìn)根系生長(zhǎng)，根系的生長(zhǎng)促進(jìn)了地上部葉片的生長(zhǎng)所致[17]。當(dāng)矮壯素濃度2%時(shí)，根長(zhǎng)、鮮重和葉面積出現(xiàn)下降，高濃度的矮壯素對(duì)小麥生長(zhǎng)產(chǎn)生了毒害作用。此外，商麥1619 在1.5%濃度下矮化率最大，蘭黑粒則為2%濃度下矮化率最大，可見矮壯素降低株高的效應(yīng)存在品種間差異。

光合作用是植物生長(zhǎng)的生理基礎(chǔ)，反映植株的生長(zhǎng)勢(shì)和抗逆性。本試驗(yàn)中，凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和葉綠素含量在噴施矮壯素后均有不同程度地增加。這和鐘瑞春[10]等研究結(jié)果基本一致。究其原因，適宜濃度矮壯素提高了小麥葉面積和葉綠素含量，這為光合速率的增加提供了形態(tài)基礎(chǔ)和物質(zhì)保證。綜合所測(cè)指標(biāo)，2%矮壯素濃度處理效果較好，可促進(jìn)小麥幼苗干物質(zhì)積累，有利于培育壯苗。