幾種植物生長調(diào)節(jié)劑對春谷生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響

常 樂，王麗霞 ，郭二虎，張艾英

（1. 長治職業(yè)技術(shù)學院，山西 長治 046000；2. 山西農(nóng)業(yè)大學山西省農(nóng)業(yè)科學院谷子研究所，山西 長治 046000）

0 引言

【研究意義】谷子Setariatalica（L.）Beauv.起源于中國，具有高效利用水分、營養(yǎng)豐富且成分均衡、糧飼兼用等特征，是水資源匱乏時的戰(zhàn)略貯備作物，同時也是膳食結(jié)構(gòu)調(diào)整、平衡營養(yǎng)的特色雜糧作物之一[1?5]。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和人民生活水平的提高，谷子需求量不斷增加，近年來種植面積逐漸擴大[6?10]，規(guī)模種植效益凸顯[11]。與玉米、小麥等大宗作物相比，谷子生產(chǎn)過程機械化程度還不高，離藝機一體化、全程機械化等目標還有較大差距[12?15]。因此，降低谷子主栽品種株高且不減產(chǎn)是實現(xiàn)谷子生產(chǎn)藝機一體化、全程機械化首先要克服的難題，而應(yīng)用化控手段是降低作物株高的重要方法。因此，研究植物生長調(diào)節(jié)劑在谷子生產(chǎn)上的應(yīng)用及調(diào)控機理，對提高谷子機械化程度具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】前人對植物生長調(diào)節(jié)劑在水稻、玉米、小麥等作物上的應(yīng)用進行了大量研究，在提高作物品質(zhì)、產(chǎn)量，以及在矮化植株、生根壯苗、增強抗倒伏能力、調(diào)節(jié)開花結(jié)實時間等方面取得了諸多成果[16?22]。目前，植物生長調(diào)節(jié)劑在谷子的應(yīng)用研究主要集中在雜交谷和夏谷。麻慧芳等[23]研究表明，植物生長調(diào)節(jié)劑和葉面肥可以解決谷子生產(chǎn)上遇到的早衰問題，特別是對現(xiàn)在大面積推廣的雜交谷子效果更好。夏雪巖等[24]篩選了適合谷子雜交種防早衰的植物生長調(diào)節(jié)劑和葉面肥。【本研究切入點】春谷株高較夏谷高，抗倒伏能力弱，農(nóng)機農(nóng)藝配套集成的難度相對更高；有關(guān)植物生長調(diào)節(jié)劑在春谷上的應(yīng)用研究少見報道，特別是在山西長治地區(qū)谷子上的相關(guān)研究還未見報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】探討5種植物生長調(diào)節(jié)劑對春谷生長發(fā)育和產(chǎn)量的影響，篩選適當?shù)闹参锷L調(diào)節(jié)劑及噴施時期，旨在為谷子生產(chǎn)中農(nóng)機農(nóng)藝配套集成技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試春谷品種為長生07。試驗地點在山西省長治市壺關(guān)縣西莊村，前茬玉米。供試藥劑、成分和生產(chǎn)廠家見表1。

1.2 試驗方法

分別于2016年、2017年的5月中旬播種。間苗定苗后，分別于拔節(jié)前（苗期）和拔節(jié)初期（拔節(jié)期）噴施各藥劑和清水對照。隨機區(qū)組設(shè)計，各小區(qū)7行、行長3.5 m、行距0.4 cm，面積9.8 m2，3次重復(fù)。藥劑使用劑量按生產(chǎn)廠家推薦配比。田間管理同常規(guī)。

1.3 測定項目

1.3.1 農(nóng)藝性狀調(diào)查與小區(qū)測產(chǎn) 在春谷灌漿期、成熟期，各小區(qū)在中間行約1 m長中取均勻一致的5個單株，調(diào)查農(nóng)藝性狀，將各營養(yǎng)器官分開，稱量鮮重；于烘箱105 ℃殺青30 min后調(diào)至80 ℃烘干，至恒重后稱量干重。于成熟期，去邊行后取中間6 m2（3 m×2 m）的谷穗，測小區(qū)產(chǎn)量，折算每公頃產(chǎn)量。

1.3.2 SPAD值和光合速率測定 春谷抽穗后，各處理選長勢均勻的5株掛標簽。用葉綠素測定儀SPAD-502測倒二葉葉綠素含量（SPAD值），各葉取10個點測定，取平均值。開花后，取倒二葉用美國產(chǎn)CIRAS-2型光合速率儀測定凈光合速率（net photosynthetic rate, Pn），取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件進行方差分析和差異顯著性檢驗，采用Excel 2003作圖。

表 1 試驗用藥劑Table 1 PGRs used in experimentation

2 結(jié)果與分析

2.1 植物生長調(diào)節(jié)劑對春谷主要農(nóng)藝性狀的影響

對株高的影響：由表2可見，除C處理能使植株略增加株高外，其他處理均不同程度使植株矮化。其中：除E處理外，其他藥劑處理在苗期施藥對植株矮化的效果均優(yōu)于在拔節(jié)期施藥。D處理矮化效果最顯著，在苗期和拔節(jié)期施用矮壯素的處理，株高分別降低8.16%和5.34%，均比CK顯著變矮（P＜0.05）。

表 2 不同處理施藥后春谷植株農(nóng)藝性狀比較Table 2 Agronomic characteristics of plants sprayed by PGRs

對莖粗的影響：與CK相比，除C處理外，其余藥劑處理的鞘莖均有不同程度增粗。E處理于拔節(jié)期施藥的莖粗比CK增加5.38%（P＜0.05），效果好于苗期施藥（+2.82%）；其余藥劑處理均為苗期施藥比拔節(jié)期施藥效果更佳，其中：苗期噴施矮壯素（D處理）的效果最好，莖粗為8.32 cm，比CK處理增加6.67%，差異顯著（P＜0.05），其余藥劑處理的莖粗與CK處理差異均不顯著。

對次生根數(shù)的影響：與CK相比，B處理和D處理苗期施藥的次生根數(shù)顯著增多（P＜0.05），其余各藥劑處理苗期施藥的次生根數(shù)也有不同程度增多，但差異不顯著；E處理和D處理拔節(jié)期施藥的次生根數(shù)顯著增多（P＜0.05），其余藥劑處理拔節(jié)期施藥的次生根數(shù)有所減少，其中A處理與CK相比顯著減少（P＜0.05），其他處理差異不顯著。

對根干重的影響：苗期施藥的各藥劑處理，根干重均有不同程度增加，B處理、C處理、D處理、A處理的根干重均比CK顯著增加（P＜0.05）；拔節(jié)期噴藥的各藥劑處理，除D處理（差異不顯著）外，其余藥劑處理的根干重均不同程度增加，其中E處理、B處理、C處理與CK差異均達顯著水平（P＜0.05）。

綜上結(jié)果，苗期施用縮節(jié)胺（A）、多效唑（B）、矮壯素（D）對植株矮化、鞘莖增粗效果均優(yōu)于拔節(jié)期施藥。其中矮壯素（D）矮化效果最好。乙烯利（E）于拔節(jié)期施用，鞘莖增粗效果優(yōu)于苗期施藥。苗期施用多效唑（B）、矮壯素（D），次生根數(shù)顯著增多。拔節(jié)期施用矮壯素（D）和乙烯利（E），次數(shù)根數(shù)顯著增多。無論是苗期還是拔節(jié)期施用多效唑（B）、矮壯素（D）、乙烯利（E），都能使根干重顯著增加，縮節(jié)胺（A）僅在苗期施用使根干重顯著增加。

2.2 不同處理對春谷干物質(zhì)積累的影響

由表3可見，苗期施藥，不同處理地上部干物質(zhì)積累量高低順序為：B、A、D、C、CK、E。其中，A處理和B處理地上部干物質(zhì)總量相近，分別為52.57 g和52.84 g，分別較CK增加4.70%和5.24%。其中，A處理和B處理的穗干重分別為28.50 g和28.21 g，分別較CK增加8.12%和7.02%，有顯著差異（P＜0.05）。B處理的葉干重為9.47 g，較CK增加22.04%，B處理的葉干重與其他處理均有顯著差異（P＜0.05）。B處理的鞘干重為4.51 g，較CK增加14.18%，有顯著性差異（P＜0.05）。各處理的莖干重與CK均無顯著差異。

表 3 不同處理對春谷干物質(zhì)積累的影響Table 3 Effect of spraying PGRs on dry matter accumulation in millet plants

拔節(jié)期施藥，不同處理地上部干物質(zhì)積累量高低順序為：E、B、A、CK、D、C。其中，E處理的地上部干物質(zhì)總量為54.50 g，較CK增加8.54%，差異顯著（P＜0.05）。E處理和A處理的穗干重相近，分別為28.61 g和28.29 g，分別較CK增加8.54%和7.32%，有顯著差異（P＜0.05）。E處理的葉干重為8.73 g，較CK增加12.5%，有顯著差異（P＜0.05）；鞘干重為4.25 g，較CK增加7.59%，差異顯著（P＜0.05）。各處理莖干重均無顯著差異。

綜上結(jié)果，苗期施用縮節(jié)胺（A）、多效唑（B），能顯著提高植株穗干重和地上部干物質(zhì)積累量。苗期施用多效唑（B）能顯著提高葉干重，苗期施用各藥劑對莖干重影響不大。拔節(jié)期施用乙烯利（E），植株穗干重、葉干重、鞘干重及地上部干物質(zhì)積累量均顯著提高；施用縮節(jié)胺（A）亦可顯著提高穗干重；拔節(jié)期施用各藥劑對莖干重影響不大。

2.3 不同處理對春谷產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

對產(chǎn)量的影響：由表 4、5可知，2016年和2017年兩年的產(chǎn)量略有差別，但規(guī)律一致，苗期施藥比拔節(jié)期施藥對春谷產(chǎn)量的影響更大。苗期施藥，2016年各處理春谷產(chǎn)量依次為A、B、D、C、CK、E，除E處理產(chǎn)量略有降低但未至顯著水平外，其余處理均增產(chǎn)，其中：A處理和B處理分別較CK增產(chǎn)13.46%和10.38%，差異均達顯著水平（P＜0.05）。2017年各藥劑處理均較CK增產(chǎn)，產(chǎn)量依次為B、A、D、C、E、CK，其中：B處理、A處理和D處理分別較CK增產(chǎn)10.71%、5.93%和5.67%，差異均達顯著水平（P＜0.05）。拔節(jié)期施藥，兩年各處理春谷產(chǎn)量順序表現(xiàn)不完全一致，但均以E處理最高、C處理最低，2016年和2017年E處理分別較CK增產(chǎn)8.76%和7.59%，C處理分別較CK減產(chǎn)7.98%和6.19%，差異均達顯著水平（P＜0.05）。綜上結(jié)果，苗期噴施不同的植物生長調(diào)節(jié)劑，除乙烯利（E）外，其余各藥劑均能起到增產(chǎn)作用，其中多效唑（B）和縮節(jié)胺（A）增產(chǎn)效果最佳；而拔節(jié)期噴施乙烯利（E）增產(chǎn)效果最佳。

苗期施藥對穗重、穗粒重的影響：2016年除E處理的穗重、穗粒重較CK有所降低（P＞0.05）外，其余各藥劑處理的穗重、穗粒重均有增加，其中：A處理和B處理的穗重分別較CK增加12.8%和7.82%，差異顯著（P＜0.05）；穗粒重分別較CK增加13.46%和10.38%，差異顯著（P＜0.05）。2017年施藥，除E處理的穗重較CK略降低外，其余藥劑處理的穗重、穗粒重均有增加，其中：B處理的穗重、穗粒重分別較CK增加11.21%、10.71%，差異顯著（P＜0.05）；D處理的穗重較CK增加8.24%，差異顯著（P＜0.05）。

表 4 2016年不同處理對春谷產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 4 Effects of spraying PGRs on millet yield and yield factors in 2016

表 5 2017年不同處理對春谷產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 5 Effects of spraying PGRs on millet yield and yield factors in 2017

拔節(jié)期施藥對穗重、穗粒重的影響：除C處理和D處理的穗重、穗粒重均有所降低外，其余藥劑處理均有增加，其中：2016年，E處理的穗重、穗粒重分別較CK增加7.7%、8.76%，差異顯著（P＜0.05）；2017年，E處理的穗重、穗粒重分別較CK增加7.76%、7.59%，差異顯著（P＜0.05）。

對出谷率的影響：不同時期噴施不同藥劑后出谷率略有增減，但均未達顯著水平。2016年的出谷率（84.11%～86.68%）與2017年（69.71%～74.16%）相差較大。這與2017年灌漿后期雨水較多影響灌漿，導(dǎo)致秕籽較多有關(guān)。

2.4 不同處理對春谷灌漿期葉綠素SPAD值的影響

由圖1可見，與CK相比，除C處理和E處理有所降低外，其他藥劑處理的葉綠素含量均有不同程度提高。其中：苗期施藥，B處理的SPAD值最高，為64.3，較CK增加5.76%，差異顯著（P＜0.05）；D處理（62.7）和A處理（62.1）分別較CK增加3.13%和2.14%，差異不顯著。拔節(jié)期施藥，D處理的SPAD值最高，為63.2，較對照增加3.95%，差異顯著（P＜0.05）；A處理（62.0）和B處理（61.3）分別較CK增加1.97%和0.82%，差異均不顯著。綜上結(jié)果，無論是苗期還是拔節(jié)期施用多效唑（B）、矮壯素（D）、縮節(jié)胺（A），都有增加春谷葉片葉綠素含量的作用。

2.5 不同處理對春谷光合作用的影響

由圖2可見，與CK相比，除C處理和E處理的葉片凈光合速率（Pn）降低外，其他藥劑處理不同程度提高。其中：苗期施藥，D處理和A處理的凈光合速率分別為18.20 μmol·m?2·s?1和17.46 μmol·m?2·s?1，分別比CK提高16.07%和11.35%，差異顯著（P＜0.05）；B處理（16.32 μmol·m?2·s?1）較CK提高4.08%，C處理（13.76 μmol·m?2·s?1）較CK降低12.24%，差異顯著（P＜0.05）；其他藥劑處理與CK差異不顯著。拔節(jié)期施藥，D處理的凈光合速率最高，為18.04 μmol·m?2·s?1，較CK增 加15.05%，差 異 顯 著（P＜0.05）；其他藥劑處理與CK差異均不顯著。從本試驗結(jié)果來看，無論是苗期還是拔節(jié)期，施用多效唑（B）、矮壯素（D）、縮節(jié)胺（A），對春谷葉片光合作用都有促進作用。

3 討論與結(jié)論

植物生長調(diào)節(jié)劑對植株生長發(fā)育的每個環(huán)節(jié)，如光合作用、呼吸作用、物質(zhì)吸收與運轉(zhuǎn)等都有影響，且藥劑用量小、見效快、效益高、殘毒少[25?26]。本研究分析了在春谷發(fā)育不同時期，噴施縮節(jié)胺、多效唑、矮壯素、乙烯利、赤霉酸等5種植物生長調(diào)節(jié)劑后，對其葉綠素、光合速率、干物質(zhì)積累、農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量等指標的影響，探討不同植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于春谷生產(chǎn)的效果。

苗期噴施矮壯素可顯著降低株高（?8.16%），增加莖粗（+6.67%）、次生根數(shù)（+18.18%），提高抗倒伏能力；亦能增加葉片葉綠素含量（+3.13%），提高凈光合效率（+16.07%），為植株提供更多的同化物，達到增產(chǎn)效果。這與夏雪巖[24]的研究結(jié)果一致。對于春谷而言，在苗期噴施矮壯素比在拔節(jié)期效果更好。這與夏雪巖[27]等在夏谷拔節(jié)初期噴施效果更好的研究結(jié)果正好相反。究其原因可能是春谷與夏谷播種時間不同，藥劑作用于生長錐的時間不同。春谷播種早，苗期持續(xù)時間長，小苗時噴藥對生長錐的作用時間長。而夏谷的播種期正值夏季高溫高濕時節(jié)，谷苗生長快、苗期短，因此在拔節(jié)期噴施藥劑作用于生長錐的時間長于苗期。春谷在拔節(jié)期噴施矮壯素，雖對一些農(nóng)藝性狀、光合特性指標有提高作用，但穗重、穗粒重明顯減少，影響穗發(fā)育，造成減產(chǎn)。

從多效唑?qū)χ仓晟L的抑制作用看，苗期、拔節(jié)期噴施多效唑后，株高分別比對照降低4.19%、2.24%；莖粗分別比對照增加5.00%、3.21%，具有提高抗倒伏能力的作用。這與聶蔭恩[28]結(jié)論一致。苗期噴藥能顯著增加21.21%的次生根數(shù)，苗期、拔節(jié)期噴施顯著增加34.3%、30.4%的根重。苗期噴施亦可顯著增加地上部干重5.24%，顯著增加葉、鞘干重（22.04%、14.08%）。從各項結(jié)果來看，苗期噴施多效唑的影響均比拔節(jié)期更大。

縮節(jié)胺也能起到降低株高增加莖粗的作用，但相比多效唑來說效果更弱。苗期、拔節(jié)期噴施縮節(jié)胺后，株高僅比對照降低2.31%、0.79%；苗期處理莖粗增加4.1%，拔節(jié)期處理僅增加1.67%。這與莊云等[29]、雒景吾[30]的研究結(jié)果一致。

拔節(jié)期噴施乙烯利相比苗期施用，植株矮化效果更好，莖粗較對照顯著增加（5.38%），次生根數(shù)顯著增加（21.21%），根重顯著增加（39.6%），穗干重和地上部干重均顯著增加8.54%，但葉綠素含量和凈光合速率均降低。說明乙烯利有促進葉片衰老和籽粒催熟作用。針對目前谷子機械化收割，存在收獲時葉片未黃衰易纏繞，造成收獲損失、雜質(zhì)較多等問題，可考慮在成熟末期噴施乙烯利，使葉片早失綠，促進籽粒成熟，以利于機械化收獲。

赤霉酸能使植株株高增加，但不能增加葉片的葉綠素含量和光合速率，這與麻慧芳[23]研究結(jié)果一致。從其苗期噴施可使穗重、穗粒重增加，從而達到增產(chǎn)作用看，可考慮將其用于提高雜交種的結(jié)實率方向。

本研究僅限于在中晚熟春谷區(qū)的試驗，某些方面與對夏谷的研究結(jié)果差異很大，這可能與春谷和夏谷播種季節(jié)不同且屬于不同生態(tài)區(qū)，對藥劑的敏感性存在差異有關(guān)。本試驗僅按推薦量進行，且受試驗地安排影響，面積偏小，今后尚須進一步擴大試驗面積進行后續(xù)試驗驗證，并期待深入探討使用時期和劑量的實際效果，以及從SOD、MDA、ROS和可溶性蛋白等生理生化指標的角度進行深入研究。

試驗結(jié)果表明，中晚熟區(qū)春谷可通過在苗期噴施多效唑、矮壯素，或拔節(jié)期噴施乙烯利的措施，使現(xiàn)有品種降低株高，增加莖粗，增強抗倒伏能力，實現(xiàn)春谷農(nóng)藝農(nóng)機配套，最終實現(xiàn)從種到收全程機械化栽培。