水稻倒伏化學(xué)調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展

蘇蘭少

(廣西壯族自治區(qū)南寧市邕寧區(qū)中和鎮(zhèn)農(nóng)林水利綜合服務(wù)中心，廣西 南寧 530209)

中國是世界稻米產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的國家，全國水稻穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)對于保障我國糧食安全意義重大。早在半個(gè)多世紀(jì)前，水稻倒伏問題就已經(jīng)在農(nóng)業(yè)科研中得到重視[1]。然而，水稻倒伏問題錯(cuò)綜復(fù)雜，時(shí)至今日，仍然嚴(yán)重制約著水稻生產(chǎn)。倒伏受氣候、生態(tài)、栽培和植物內(nèi)在遺傳等4個(gè)因素的共同制約，其中風(fēng)、雨等氣候因素常常是造成作物大面積倒伏的直接誘因，土壤、肥料、密度、病蟲害防治以及品種特性等多種因素都對倒伏有影響[2]。對于如何控制水稻倒伏，國內(nèi)外已經(jīng)開展了大量研究，其中化學(xué)調(diào)控被認(rèn)為是目前除了遺傳育種和栽培管理之外最直接、有效的方法。

1 多效唑

一般認(rèn)為，株高越高越容易倒伏。因此，降低株高可以提高水稻植株的抗倒伏能力。多效唑作為一種人工合成的植物生長調(diào)節(jié)劑，適時(shí)適量使用，能增強(qiáng)莖稈過氧化物酶活性和稻株苯丙氨酶活性，使水稻莖部節(jié)間長度和上部三葉的長度縮短，莖稍非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量提高，植株中下部透光率明顯增強(qiáng)，水稻生長期株葉形態(tài)得到良好調(diào)節(jié)，植株成熟期高度得到有效控制，有利于防止水稻倒伏[3]。截至2021年4月5日，據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)登記，適用于水稻的植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品有184個(gè)，其中農(nóng)藥名稱為多效唑的為35個(gè)，占19%。

對于最適用藥時(shí)期和劑量，龔超熱[3]認(rèn)為應(yīng)于大田禾苗拔節(jié)前期使用，以15%多效唑1.5～2.25kg/hm2進(jìn)行防控。而吳同斌等[4]則認(rèn)為，抽穗期噴施100mg/kg15%多效唑?qū)λ局旮咭种菩Ч詈茫骄旮弑惹逅畬φ瞻?4.9%；吳海洋等[5]認(rèn)為，在分蘗前使用多效唑1.65kg/hm2最為適宜，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)期施用能使水稻植株株高和重心高度顯著降低，基部第1、第2、第3節(jié)間長度縮短，基部第1、第2、第3節(jié)間粗度增大，從而使得莖稈抗折力提高，水稻品種的抗倒伏能力明顯增強(qiáng)。

對于水稻產(chǎn)量，翟孝勛[6]認(rèn)為，多效唑的群體質(zhì)量后效應(yīng)明顯，可使增加有效分蘗，增加干物質(zhì)積累，株型更為矮壯合理，最終實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)的目的。徐富賢等[7]則認(rèn)為，多效唑?qū)Ξa(chǎn)量影響因不同密肥處理而異：低施氮量條件下因多效唑時(shí)水稻幼穗分化期的穎花形成具有一定的抑制作用，施用多效唑處理的穗粒數(shù)減少而減產(chǎn)；高施氮量條件下因施用多效唑處理植株未倒伏、籽粒灌漿結(jié)實(shí)正常，結(jié)實(shí)率和千粒重對照倒伏植株高，進(jìn)而增產(chǎn)；中施氮量下產(chǎn)量差異不顯著。

2 烯效唑

與多效唑一樣,烯效唑也是一種植物生長抑制劑，但烯效唑的生理活性更高，且易降解，對環(huán)境和后茬作物更安全，被認(rèn)為是多效唑的替代品[8]。據(jù)中國農(nóng)藥信息網(wǎng)登記，截至2021年4月5日適用于水稻的植物生長調(diào)節(jié)劑產(chǎn)品有184個(gè)，其中農(nóng)藥名稱為烯效唑的為10個(gè)，另有2個(gè)產(chǎn)品名稱中含有烯效唑。烯效唑處理可顯著縮短水稻基部節(jié)間長度，降低株高和重心高度，且顯著增加植株基部節(jié)間莖粗、莖壁厚及莖鞘充實(shí)度，使水稻植株的抗倒伏能力得到了顯著提高[9]。綜合考慮施用成本、效果以及高濃度烯效唑?qū)λ旧L潛在的抑制作用，張巫軍等人[9]認(rèn)為以40mg/L的烯效唑濃度在水稻拔節(jié)初期進(jìn)行葉面噴施的效果較為理想[9]。

主要成分含有烯效唑的復(fù)配劑也表現(xiàn)出類似較好的防止水稻植株倒伏效果。張倩等人[10]以30%矮壯素·烯效唑微乳劑進(jìn)行了兩年的田間試驗(yàn)和全國多點(diǎn)藥效試驗(yàn)的結(jié)果表明，在拔節(jié)初期進(jìn)行該微乳劑藥液噴霧處理能使水稻節(jié)間的赤霉素含量降低，水稻基部節(jié)間長度縮短,節(jié)間粗度增加，節(jié)間單位長度干物質(zhì)重提高，水稻抗倒伏能力增強(qiáng)，且穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率增加，最終能增加2.0%～5.3%的水稻產(chǎn)量。類似的，張水金等人[11]用600～900mL/hm2的稻挺(有效成分為30%烯效唑·矮壯素)對雜交水稻宜優(yōu)673在拔節(jié)前7～10d進(jìn)行噴施處理,研究結(jié)果表明稻挺處理后宜優(yōu)673的株高降低，節(jié)間縮短，節(jié)間直徑增加，水稻的抗倒伏能力得到了提高，且穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率提高，產(chǎn)量顯著增加。王寶玉[12]在水稻分蘗期噴施以細(xì)胞分裂素·烯效唑?yàn)橛行С煞旨庸こ龅娜橛椭苿┨幚斫Y(jié)果也表明，烯效唑乳油能夠有效提高水稻體內(nèi)保護(hù)酶活性，對于水稻體內(nèi)同化物含量提高也效果顯著，可顯著增強(qiáng)水稻植株的表皮穿刺力，從而提高了水稻的抗倒伏能力。

3 調(diào)環(huán)酸鈣

調(diào)環(huán)酸鈣也是一種植物生長延緩劑。在水稻分蘗期使用25%調(diào)環(huán)酸鈣懸浮劑180～225g/hm2兌水225L/hm2噴霧,能縮短基部節(jié)間長度，提高水稻抗倒伏能力,提高水稻產(chǎn)量[13]。鄭先福等[13]的研究表明，25%調(diào)環(huán)酸鈣懸浮劑對水稻株高降低效果不顯著，但是可以縮短倒三節(jié)、倒四節(jié)這兩個(gè)水稻最易倒伏部位的長度，從而使水稻抗倒伏能力得到顯著提高。需要注意的是，調(diào)環(huán)酸鈣不僅不同劑型其適宜使用劑量不一樣，而且同一劑型不同地區(qū)不同水稻品種其適宜使用劑量也不同。

立豐靈是一種以調(diào)環(huán)酸鈣為主要成分的植物生長延緩劑。在水稻拔節(jié)期前后施用立豐靈能縮短基部節(jié)間長度,增加基部節(jié)間粗度和稈壁厚度,增強(qiáng)基部節(jié)間的抗折力,降低倒伏指數(shù)[14-16]，提高超級稻的莖稈抗倒伏能力[17,18]，且對粳稻品種稻花香2號(hào)的稻米品質(zhì)沒有不良影響[19]。蕭長亮等人[20]以易倒伏水稻品種墾稻12為試驗(yàn)材料,對寒地水稻進(jìn)行研究的結(jié)果也得出相似的結(jié)果，即在水稻8葉期進(jìn)行600g/hm2立豐靈可濕性粉劑莖葉噴霧處理可有效降低了水稻倒伏的發(fā)生幾率。以Y兩優(yōu)1號(hào)[21-23]、武運(yùn)粳8號(hào)[24]為材料進(jìn)行的研究表明立豐靈對提高直播稻抗倒伏能力也有著較好的效果。立豐靈在大面積推廣示范區(qū)也具有較好的防止水稻倒伏的效果，沒有出現(xiàn)水稻倒伏現(xiàn)象[25]。祝執(zhí)行等人[26]則認(rèn)為，立豐靈能使水稻下部節(jié)間明顯變短、增粗,對提高超級稻的抗倒伏能力具有較好的效果；但處理后上部節(jié)間明顯伸長，在特高密度和特高氮肥水平下立豐靈的抗倒伏作用效果有限[26]。

不同劑型的立豐靈對產(chǎn)量構(gòu)成因子可能有著不同的影響,具體表現(xiàn)為施用立豐靈粉劑的穗粒數(shù)降低，結(jié)實(shí)率和千粒重增加，而施用泡騰片的處理則是穗粒數(shù)較大，結(jié)實(shí)率和千粒重較小[15]。但蕭長亮等人[20]的研究結(jié)果顯示，施用立豐靈粉劑處理顯著降低了墾稻12的千粒重，但對穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率影響不大。

4 其他

抗倒酯屬環(huán)己烷羧酸類植物生長調(diào)節(jié)劑。有研究表明，拔節(jié)初期葉面噴施抗倒酯處理增強(qiáng)了再生稻頭季莖稈的抗倒伏能力，具體表現(xiàn)為倒2節(jié)間長縮短,株高降低,莖粗和莖壁厚度增加,莖部抗折力增強(qiáng),倒伏指數(shù)降低[27]。矮壯豐主要成分含抗倒酯和具有生化活性的腐植酸鉀等。有研究試驗(yàn)表明,水稻拔節(jié)前使用矮壯豐能顯著縮短第1、2節(jié)間長度但株高無明顯降低，且有一定增產(chǎn)作用[28]。

勁豐是利用抗倒酸酯和B族維生素、微量元素為主要成分復(fù)配而成的植物生長調(diào)節(jié)劑[29]。在水稻拔節(jié)期[30]和始穗期[31]噴施勁豐能縮短穗頸節(jié)和倒2節(jié)間長度[29]，植株重心下移，提高基部1、2節(jié)間的抗折力，降低倒伏指數(shù)，增加水稻結(jié)實(shí)率、實(shí)粒數(shù)和千粒重[32]，植株后期根系活力提高[31]，達(dá)到增強(qiáng)抗倒能力和增產(chǎn)的目的。

蛋氨酸是一種重要的氨基酸。有研究表明，雜交水稻拔節(jié)初期和齊穗期各噴施1次100mg/L濃度[33]的蛋氨酸能縮短水稻基部3個(gè)節(jié)間長度，提高抗倒性，且結(jié)實(shí)率提高，千粒重增加，增產(chǎn)效果明顯[34]。蛋氨酸處理在降低基部節(jié)間長度的同時(shí)也控制了無效分蘗的增長[35]，可能是蛋氨酸能使大穗型雜交稻穩(wěn)定增產(chǎn)的原因。

乙烯利作為一種常用植物生長調(diào)節(jié)劑，一般會(huì)首先想到它對果實(shí)的催熟作用。其實(shí)，乙烯利在植物體內(nèi)逐漸釋放出乙烯,乙烯能抑制內(nèi)源生長素合成，延緩植物生長。有研究表明，以乙烯利為主體與葡萄糖酸鈣及營養(yǎng)物質(zhì)復(fù)配等物質(zhì)復(fù)配的抗倒劑[36]應(yīng)用在粳稻上能顯著降低株高[37]，并對水稻莖節(jié)、抗折力、根系活力、功能葉、穗部性狀、千粒重、產(chǎn)量等均有影響，認(rèn)為在始穗期以500mg/L濃度處理的抗倒增產(chǎn)效果最好[36]，可使千粒重增加[38]。

抗倒胺是日本研制生產(chǎn)的一種植物生長延緩劑。水稻苗期施用可以提高秧苗素質(zhì)；大田期施用可以降低株高，提高水稻抗倒伏能力，但用量過大會(huì)降低穗粒數(shù)[39]。

揚(yáng)州大學(xué)等單位以壯稈劑A(含壯秧劑、速效硅、生物炭等)和壯稈劑B(含水稻生長調(diào)節(jié)劑等)兩種劑型研究不同用量對缽苗機(jī)插水稻的影響[40-41]，兩年試驗(yàn)結(jié)果表明，兩種壯稈劑都能增加水稻抗折力，增強(qiáng)抗倒伏能力，其中壯稈劑A對水稻產(chǎn)量及抗倒伏能力的影響要優(yōu)于壯稈劑B[41]；壯稈劑A處理減少了堊白，提高了稻米的外觀品質(zhì),而壯稈劑B處理降低了外觀品質(zhì)[40]。

近年來，隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者對稻米品質(zhì)的要求也隨之水漲船高，優(yōu)質(zhì)稻品種成為當(dāng)前水稻生產(chǎn)上的主推品種。但優(yōu)質(zhì)稻品種尤其是高檔優(yōu)質(zhì)稻米品種的耐肥抗倒力通常相對較弱，更容易受外界環(huán)境影響而發(fā)生大面積倒伏現(xiàn)象[19]。水稻倒伏后，不僅帶來收割、脫粒困難，影響產(chǎn)量，而且容易出現(xiàn)穗上發(fā)芽等情況，極大地降低了稻米品質(zhì)，因此，解決倒伏問題對于水稻生產(chǎn)而言有著極大的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。利用植物生長調(diào)節(jié)劑來防止水稻倒伏目前已經(jīng)開展了大量研究，并在生產(chǎn)上也得到了大面積的應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中仍有一些問題需要注意。

水稻倒伏的化學(xué)調(diào)控手段主要通過降低株高，尤其是莖基部節(jié)間長度，使水稻重心降低來實(shí)現(xiàn)提高水稻抗倒伏能力的目的。這種調(diào)控措施一般在水稻生長前期進(jìn)行，但如前所述，有的藥劑也容易影響水稻的穗部發(fā)育，進(jìn)而影響水稻的最終產(chǎn)量。如果所設(shè)對照倒伏，自然是帶來增產(chǎn)的良好效果，但是如果所設(shè)對照沒有發(fā)生倒伏，則化學(xué)調(diào)控處理區(qū)的產(chǎn)量還不如對照區(qū)的產(chǎn)量。另外，在生產(chǎn)實(shí)際操作中，還會(huì)因?yàn)椴僮魇д`等發(fā)生這樣那樣的問題。如多效唑等濃度過大會(huì)造成水稻抽穗困難，導(dǎo)致水稻減產(chǎn)。調(diào)環(huán)酸鈣中還存在不同水稻品種對不同劑型不同劑量的反應(yīng)不同的問題，其他調(diào)節(jié)劑是否也存在類似問題值得進(jìn)一步研究探明。畢竟現(xiàn)有植物生長調(diào)節(jié)劑作用機(jī)理雖各有不同，有的增強(qiáng)莖稈過氧化物酶活性和稻株苯丙氨酶活性，提高莖部非結(jié)構(gòu)性碳水化合物含量，有的抑制內(nèi)源生長素的合成，有的提高水稻植株保護(hù)酶活性和同化物含量，有的降低赤霉素含量，但它們對水稻倒伏問題的解決路徑都具有一定的相似性，大多通過降低基部節(jié)間長度來降低水稻植株的重心高度，從而使水稻倒伏指數(shù)降低，抗倒伏能力提高。所以從良種良法配套的角度出發(fā)，應(yīng)探明不同水稻品種對不同藥劑不同劑型以及劑量的反應(yīng)敏感度，從而實(shí)現(xiàn)最佳的生產(chǎn)應(yīng)用效果。此外，為了順應(yīng)水稻生產(chǎn)輕簡高效的發(fā)展方向，使用僅需在水稻秧田施用的調(diào)節(jié)劑應(yīng)該比需在大田期施用的更能節(jié)省人力物力，如果僅僅需要藥劑浸種就能達(dá)到相應(yīng)效果則是一種更理想的應(yīng)用方式。雖然水稻倒伏的化學(xué)調(diào)控技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用中還存在一些問題，但這些問題都在逐步完善和解決，我們有理由相信，更高效、安全、完善的水稻化學(xué)調(diào)控體系一定可以更好地服務(wù)于水稻生產(chǎn)，為我國糧食安全生產(chǎn)發(fā)揮更大的科技支撐作用。