葉叢期噴施烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響

陳英花，白如霄，王娟，張新疆，崔瑜，危常州

（1.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003；2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆塔城 834600）

0 引言

新疆作為我國(guó)最大的甜菜產(chǎn)區(qū)，近10 年甜菜糖平均產(chǎn)量占全國(guó)的57%[1]，含糖率卻由20 世紀(jì)70 年代的17.51%下降到15.54%，近年來全區(qū)甜菜平均含糖率僅為14.19%[2]。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，產(chǎn)量不穩(wěn)定、含糖率低是我國(guó)甜菜種植面臨的主要問題[3]。因此，在不降低含糖率的情況下，穩(wěn)定我國(guó)的甜菜產(chǎn)量是目前甜菜種植需解決的主要問題。

烯效唑（Uniconazole）是常用植物生長(zhǎng)延緩劑的一種，它不僅能使植株矮化，達(dá)到防止倒伏的目的，還能提高植株的抗逆性。烯效唑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的常規(guī)使用方法主要為拌種、葉面噴施和浸種等[4]。有研究發(fā)現(xiàn)非生物脅迫下烯效唑處理能夠影響作物內(nèi)源激素平衡、光合作用酶活性以及作物產(chǎn)量及其構(gòu)成因素[5]。也有研究指出烯效唑浸種處理能顯著控制甜葉菊的徒長(zhǎng)，降低幼苗的株高，但能使莖粗、葉面積的增長(zhǎng)率分別增加[6]。研究者認(rèn)為，烯效唑處理可提高小麥[7]、水稻[8]、玉米[9]、烤煙[10]等作物葉片的葉綠素含量及光合速率。亞精胺（Spermidine）也是生物在其生命活動(dòng)過程中產(chǎn)生的一類次生代謝產(chǎn)物，是一種常見的多胺，具有調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育[11]、延緩植物衰老[12]、提高植物對(duì)環(huán)境脅迫抗性等作用[13]，與植物的抗逆性有著非常密切的關(guān)系[11]。研究表明，噴施不同濃度的外源亞精胺提高了鹽脅迫下甜瓜幼苗的凈光合速率、葉片蒸騰速率、葉片氣孔導(dǎo)度、葉片胞間CO2濃度以及葉綠素含量，保持了較高的光合作用能力[14]；外源亞精胺提高了鹽脅迫下甜菜葉綠素含量，緩解鹽脅迫造成的氮磷鉀養(yǎng)分的吸收和代謝紊亂[15]。烯效唑和亞精胺都屬于生長(zhǎng)延緩劑，烯效唑具有使植株矮化的作用，同時(shí)和亞精胺具有提高葉綠素含量及光合速率的作用，將這兩種物質(zhì)進(jìn)行組合，主要是從降低株高及提高葉綠素含量這兩方面進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

本研究擬通過施用烯效唑和亞精胺的化控技術(shù)來調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)，以及探究其對(duì)甜菜產(chǎn)量和含糖率的影響，為提高該地區(qū)的甜菜產(chǎn)量和含糖率提供一條可行的化控技術(shù)路線。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與管理

試驗(yàn)地位于新疆塔城地區(qū)額敏縣（46°31′N、183°37′E），供試土壤類型為灌耕灰漠土，耕層土壤（0～20 cm）的基本理化性狀為：有機(jī)質(zhì)19.9 g/kg，堿解氮40.25 mg/kg，有效磷14.83 g/kg，速效鉀206.8 mg/kg，pH 8.06。供試作物甜菜品種為‘Beta796’，種植方式為膜下點(diǎn)播，播種方式為機(jī)械點(diǎn)播，膜寬50 cm，行距45 cm，株距19.5 cm，理論株數(shù)10.8 萬株/hm2。田間管理與當(dāng)?shù)靥镩g管理一致，施肥量N、P2O5、K2O 分別為240.0 kg/hm2、150.0 kg/hm2、90.0 kg/hm2，分7次滴灌施入，灌溉量5 700 m3/hm2，共灌水9次（包括出苗水）。

試驗(yàn)均為小區(qū)試驗(yàn)，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)，重復(fù)之間隨機(jī)排列，每小區(qū)長(zhǎng)8m，寬2.85 m，面積22.8 m2，噴施量為300 L/hm2。在甜菜葉叢期（7月24日）進(jìn)行噴施處理，濃度如表1所示。噴施次數(shù)為2次，時(shí)間間隔為6 d（噴施后6 h內(nèi)下雨，重新噴施，噴施時(shí)間避開了中午最高溫）。在第二次處理15 d后開始調(diào)查。

表1 烯效唑和亞精胺的施用濃度Table 1 Application concentration of uniconazole and spermidine

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

于處理15 d 后（8月8 日）取樣測(cè)定植株的株高、葉片數(shù)、葉綠素含量、干物質(zhì)積累和葉面積指數(shù)，收獲時(shí)測(cè)定根長(zhǎng)、根圍、青頭、小區(qū)產(chǎn)量和含糖率。

葉片數(shù)：在小區(qū)中間選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株用計(jì)數(shù)法記錄綠色的葉片數(shù)。葉面積指數(shù)：采用打孔稱重法測(cè)定。葉綠素含量：采用無水乙醇和丙酮（1∶1）混合液浸提法。從田間的甜菜選取葉齡相同、大小一致的葉片，用濕潤(rùn)紗布擦洗干凈，在主脈兩側(cè)相同部位用打孔器取樣，迅速稱取0.2 g。將0.2 g 葉圓片剪成2～5 mm的細(xì)絲放入大試管內(nèi)，準(zhǔn)確加入20 mL混合液，震蕩，使葉片細(xì)絲分散開來，加蓋，在室溫下浸提。待葉片細(xì)絲完全變白以后，直接取浸提液利用722型分光光度計(jì)比色測(cè)定。

干物質(zhì)積累：在小區(qū)選取3株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株，帶回試驗(yàn)室用清水清洗干凈，分為地上部和地下部分別放入紙袋中，在105 ℃殺青30 min，80 ℃下烘干至恒重進(jìn)行稱重。根產(chǎn)量：收獲時(shí)選取6.67m2的面積，統(tǒng)計(jì)收獲株數(shù)并對(duì)這一面積的塊根進(jìn)行稱重。含糖率：采用手持式折光計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入和處理，使用SPSS進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜葉片葉綠素含量的影響

由圖1 可知，不同濃度的烯效唑和亞精胺處理之后，甜菜葉片內(nèi)的葉綠素含量發(fā)生變化。葉綠素含量的具體表現(xiàn)為UN1>UN3>UN2>UN+SP>SP>CK，與CK 相比，各處理后的葉綠素含量均顯著高于CK，且UN1處理葉綠素含量最高（2.00 mg/g），比CK 增加了0.58 mg/g。復(fù)配組合UN+SP 與UN 或SP 單一濃度處理間無顯著性差異。

圖1 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜葉片葉綠素含量的影響Fig.1 Effect of uniconazole and spermidine on chloro?phyll content in sugar beet leaves

2.2 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜株高和葉片數(shù)的影響

由圖2A 可知，葉面噴施不同濃度的烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜葉片數(shù)的影響并不明顯。從圖2B 可知，各處理的株高表現(xiàn)為UN3

圖2 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜葉片數(shù)（A）和株高（B）的影響Fig.2 Effect of uniconazole and spermidine on leaf number(A)and plant height(B)of sugar beet

2.3 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜干物質(zhì)、根冠比和葉面積指數(shù)的影響

由表2可看出，不同濃度的烯效唑和亞精胺處理對(duì)甜菜植株干物質(zhì)的積累影響不同，主要表現(xiàn)在干物質(zhì)積累的分布上。甜菜塊根中干物質(zhì)的積累是其產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，植株地下部干物質(zhì)積累與CK 相比，UN2、UN3 和UN+SP 處理明顯增加了塊根中干物質(zhì)的積累，且差異顯著，分別增加了136.82、82.78和106.86 g/株。UN2 和SP 處理較CK 顯著增加了地上部干物質(zhì)的積累，分別增加了64.11和50.70 g/株。UN2、UN3 和UN+SP處理較CK顯著地增加了總干物質(zhì)積累量，分別增加了200.90、114.87和145.65 g/株。

從表2中可以看出，UN+SP 處理的根冠比顯著高于CK，說明在此階段，光合作用的產(chǎn)物主要供于地下部的干物質(zhì)積累。其他處理的根冠比均大于CK，具體表現(xiàn)為UN2>UN3>UN1>CK>SP，但差異不顯著。

由表2 可知，葉面積大小的具體表現(xiàn)為UN+SP>UN2>CK>UN1>UN3>SP，UN+SP 和UN2 處理的葉面積指數(shù)高于CK，分別增加了1.16和0.72，但差異不顯著。

表2 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜干物質(zhì)積累、根冠比和葉面積指數(shù)的影響Table 2 Effects of uniconazole and spermidine on dry matter accumulation,root/shoot ratio and leaf area index of sugar beet

2.4 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜根圍、根長(zhǎng)及青頭比例的影響

由表3可看出，不同濃度的烯效唑和亞精胺處理后對(duì)收獲時(shí)的甜菜塊根根圍和根長(zhǎng)產(chǎn)生了一定的影響。與CK 相比，UN2和UN+SP處理的根圍均顯著高于CK，分別增加了7.68%和6.05%。SP和UN+SP處理的根長(zhǎng)顯著高于CK，比CK增加了4.68%和4.04%。雖然根長(zhǎng)之間有差異，但各處理之間青頭比例無顯著差異，說明烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜的青頭影響不大。

2.5 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜根產(chǎn)量、含糖率和產(chǎn)糖量的影響

由表4可知，與CK相比，UN1、UN2、SP、UN+SP處理根產(chǎn)量均顯著高于CK處理，具體表現(xiàn)為UN+SP>UN2>UN1>SP >UN3>CK，其中UN+SP、UN2 較CK 分別增加了21.57%和19.86%。UN1 處理的含糖率最高為17.67%，但與CK 相比，差異不顯著。UN+SP 處理的含糖率最低為16.78%。同根產(chǎn)量一樣，UN1、UN2、SP、UN+SP 處理的產(chǎn)糖量也均顯著高于CK 處理，具體表現(xiàn)為UN2>UN+SP>UN1>SP>UN3>CK，產(chǎn)糖量最高的處理為UN2，比CK增加了19.20%。

表3 烯效唑和亞精胺對(duì)收獲時(shí)甜菜根圍、根長(zhǎng)和青頭比例的影響Table 3 Effects of uniconazole and spermidine on rhizosphere,root length and beet top ratio of sugar beet at harvest

表4 烯效唑和亞精胺對(duì)甜菜根產(chǎn)量和含糖率的影響Table 4 Effect of uniconazole and spermidine on root yield and sugarcontent of sugar beet

3 討論與結(jié)論

本研究中，發(fā)現(xiàn)甜菜葉叢期噴施30 mg/L烯效唑整體表現(xiàn)效果最優(yōu)。主要表現(xiàn)在葉綠素含量、株高、干物質(zhì)積累以及收獲時(shí)的產(chǎn)量和產(chǎn)糖量。前人研究認(rèn)為高的葉綠素含量能夠通過影響植株光合作用，使其較早進(jìn)入形態(tài)建成，為地下塊根的快速增長(zhǎng)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)，從而最終使塊根有較高的產(chǎn)量[16]，本文噴施烯效唑之后，與CK 相比顯著提高了葉片葉綠素含量，但復(fù)配組合與單一物質(zhì)相比差異不明顯。噴施烯效唑處理后對(duì)甜菜葉片數(shù)無明顯差異，但對(duì)甜菜的株高有影響，噴施處理低于CK。研究表明，在水稻拔節(jié)期噴施烯效唑以及用烯效唑浸泡大豆種子均降低了株高[17-18]，與本文類似。葉片是吸收光能、制造養(yǎng)料的地方，且葉片是光合的主要器官，所以葉面積的大小狀況直接影響著個(gè)體及群體的生長(zhǎng)發(fā)育狀況。有研究表明作物產(chǎn)量與葉面積指數(shù)呈正相關(guān)，適宜的葉面積指數(shù)有利于葉片對(duì)光能的吸收，從而增加光合產(chǎn)物的積累和產(chǎn)量的形成[19-20]。在本試驗(yàn)中，UN 處理增加了其干物質(zhì)積累，但葉面積指數(shù)由于濃度不同而表現(xiàn)出不同的趨勢(shì)，且各處理間差異不顯著。甜菜光合產(chǎn)物在塊根和葉叢中的分配比例對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量有很大的影響。因此控制其根/冠比值動(dòng)態(tài)，正是使源庫結(jié)構(gòu)得以合理發(fā)展，從而獲得豐產(chǎn)的可靠保證。在收獲時(shí)，發(fā)現(xiàn)噴施處理的塊根根圍和根長(zhǎng)與對(duì)照相比有一定的差異；噴施處理的根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量均顯著高于CK，而對(duì)含糖率的影響差異不明顯，復(fù)配組合雖然根產(chǎn)量高于其它處理，但含糖率卻明顯低于其他處理。

綜上所述，本研究中甜菜葉叢期噴施30 mg/L 烯效唑?yàn)樽罴训臐舛?，較對(duì)照增加了甜菜葉片葉綠素含量0.58 mg/g，同時(shí)降低葉叢高度4.28%，增加了干物質(zhì)積累量200.90 g/株，增加了根冠比0.36，為收獲時(shí)的根產(chǎn)量增加奠定了基礎(chǔ)。收獲時(shí)的根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量較CK 分別增加了19.86%和19.17%。而復(fù)配組合烯效唑和亞精胺與單一物質(zhì)相比，并沒有顯著促進(jìn)甜菜的生長(zhǎng)和增加甜菜的產(chǎn)糖量，說明在葉叢期噴施復(fù)配組合并不能達(dá)到更優(yōu)的效果。