外源ABA對(duì)小豆株高的抑制效果及產(chǎn)量因子的調(diào)控

李 琬，何 寧，項(xiàng)洪濤，王曼力，劉 佳，李 博，王雪楊

(1. 黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 耕作栽培研究所，哈爾濱 150086； 2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，哈爾濱 150086；3.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 大豆研究所，哈爾濱 150086)

紅小豆(Vigna angularis)，又名紅豆、赤小豆、小豆等，是豆科豇豆屬一年生草本短日照植物[1]。小豆原產(chǎn)于中國(guó)[2]，距今已有2000多年的種植歷史，我國(guó)也是世界上小豆種植面積最大和總產(chǎn)量最多的國(guó)家，是小豆主要出口國(guó)[3]。小豆也是良好的前茬作物和輪作作物，還可以與高稈作物進(jìn)行間作、套種、混種[4]。小豆對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性很強(qiáng)，在瘠薄地、鹽堿地、干旱地均可生長(zhǎng)，因此小豆經(jīng)常被用作惡劣生長(zhǎng)環(huán)境下主要的栽培作物[5]。

植物激素是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要調(diào)節(jié)物質(zhì)，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)入植物體內(nèi)后，會(huì)促使植物體內(nèi)酶活動(dòng)互聯(lián)，在某些特定部位調(diào)節(jié)生理生化過(guò)程，并以微小劑量表現(xiàn)出高效調(diào)控作用[6]。近年來(lái)外源脫落酸(abscisic acid，ABA)在農(nóng)作物中的壯根健苗、促進(jìn)早熟、穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)以及抗逆減災(zāi)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。ABA是一種重要的植物激素，化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與生長(zhǎng)素(IAA)、赤霉素(GA)、細(xì)胞分裂素(CTK)、乙烯(ETH)并稱為五大植物激素，ABA對(duì)植物有其獨(dú)特的調(diào)節(jié)控制功能[7-8]。ABA可以促進(jìn)和誘導(dǎo)ABA合成途徑中的酶，外施ABA可顯著提高內(nèi)源ABA的濃度[9]。劉麗琴等[10]指出小豆種子用適量濃度的烯效唑浸種處理，在缺水條件下和正常水分條件下可提高紅小豆幼苗的光合能力、抗氧化能力及滲透調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)植株的抗性，促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量。秦成[11]研究發(fā)現(xiàn)化控物質(zhì)(水楊酸、硝酸鑭、硅酸鈉、氯化鈣)浸種對(duì)缺磷脅迫下小豆生長(zhǎng)有緩解效果。

黑龍江省是我國(guó)重要的小豆生產(chǎn)基地之一，但因土壤肥沃加之我國(guó)小豆品種直立性弱，易發(fā)生倒伏，不利于大規(guī)模機(jī)械化收獲，難以形成輕簡(jiǎn)化高效栽培技術(shù)模式。本研究以龍小豆4號(hào)為供試小豆品種，在生長(zhǎng)關(guān)鍵期，通過(guò)葉面噴施外源ABA，揭示其控制小豆主莖伸長(zhǎng)生長(zhǎng)、達(dá)到抑制株高的效果，助推小豆機(jī)械化收獲。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用龍小豆4號(hào)作為供試小豆品種，供試外源ABA采購(gòu)自Sigma試劑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)位于黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院道外區(qū)民主鄉(xiāng)試驗(yàn)基地，于2020年5月29日播種。試驗(yàn)小區(qū)為6行區(qū)，5 m行長(zhǎng)，株距15 cm，人工精量點(diǎn)播每穴3粒，二葉期間苗，穴保苗2株。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，在三葉期、開(kāi)花期葉面噴施外源ABA，濃度為50 mg·L-1，以噴施清水為對(duì)照，3次重復(fù)，試驗(yàn)處理如表1所示。三葉期，于當(dāng)日傍晚18∶00進(jìn)行外源ABA噴施；開(kāi)花期，于當(dāng)日早晨5∶30進(jìn)行外源ABA噴施。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

待試驗(yàn)材料成熟后(2020年9月25日)，各小區(qū)采集均勻一致植株10株，測(cè)定形態(tài)指標(biāo)株高、底莢高度、第一節(jié)間長(zhǎng)度、第一節(jié)間粗度、主莖節(jié)數(shù)，以及株莢數(shù)、莢粒數(shù)、百粒重、總粒重等產(chǎn)量因子。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel 2010處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并作圖，使用DPS軟件選擇新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性差異檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源ABA對(duì)小豆株高的影響

如圖1所示，不同時(shí)期噴施外源ABA，小豆株高受到抑制。株高整體表現(xiàn)為CK>T1>T2>T3。與CK相比，T1、T2和T3分別降低11.91%、12.20%和13.93%。方差分析結(jié)果表明各處理與CK之間差異均達(dá)到顯著水平。

圖1 外源ABA對(duì)小豆株高的影響

2.2 外源ABA對(duì)小豆莖粗的影響

如圖2所示，不同時(shí)期噴施外源ABA，小豆莖粗增加。主莖粗度整體表現(xiàn)為T2>T3>T1>CK。與CK相比，T2、T3和T1分別增加了37.32%、13.58%和10.42%。方差分析結(jié)果表明，T2與CK之間差異達(dá)到顯著水平，但未達(dá)到極顯著水平；其他處理與CK之間差異不顯著。說(shuō)明開(kāi)花期葉面噴施外源ABA能夠有效促進(jìn)小豆主莖增粗。

圖2 外源ABA對(duì)小豆莖粗的影響

2.3 外源ABA對(duì)小豆主莖節(jié)數(shù)的影響

由圖3可知，不同時(shí)期噴施外源ABA，對(duì)小豆主莖節(jié)數(shù)影響不大，3個(gè)處理與CK均維持在16～18節(jié)。經(jīng)方差分析可知，各處理與CK之間差異不顯著。說(shuō)明噴施外源ABA對(duì)小豆主莖的節(jié)數(shù)不存在顯著的影響效果。

圖3 外源ABA對(duì)小豆主莖節(jié)數(shù)的影響

2.4 外源ABA對(duì)小豆第一節(jié)間長(zhǎng)度的影響

由圖4可知，不同時(shí)期噴施外源ABA，對(duì)小豆第一節(jié)間長(zhǎng)度影響較小。各處理與CK均保持在3.20～3.60 cm。方差分析結(jié)果表明，各處理與CK之間差異均未達(dá)到顯著水平。

圖4 外源ABA對(duì)小豆主莖第一節(jié)間長(zhǎng)度的影響

2.5 外源ABA對(duì)小豆底莢高度的影響

由圖5可知，不同時(shí)期噴施外源ABA，對(duì)小豆底莢高度具有一定影響，整體表現(xiàn)為CK>T1>T3>T2。與CK相比，T1、T3和T2分別降低18.56%、21.65%和24.20%。方差分析結(jié)果表明，各處理與CK之間差異均未達(dá)到顯著水平。

圖5 外源ABA對(duì)小豆底莢高度的影響

2.6 外源ABA對(duì)小豆產(chǎn)量因子的影響

從表2可以看出，噴施外源ABA對(duì)小豆單株總莢數(shù)、單株有效莢數(shù)具有提高的效果，但與對(duì)照之間的差異未達(dá)到顯著水平。就平均單株粒數(shù)而言，T1、T2和T3均有增加的效果，其中T1、T2和T3較CK分別增加了51.85%、79.51%和76.48%，方差分析結(jié)果表明T1與CK之間差異不顯著，T2和T3與CK之間均達(dá)到顯著差異水平，說(shuō)明開(kāi)花期噴施外源ABA能夠有效提高小豆單株籽粒數(shù)。從小豆單株粒重來(lái)看，T1、T2和T3較CK分別增加了32.97%、60.27%和58.81%，方差分析結(jié)果表明T1與CK之間差異不顯著，T2和T3與CK之間均達(dá)到顯著差異水平，說(shuō)明開(kāi)花期噴施外源ABA能夠有效提高小豆單株粒重。就百粒重而言，噴施外源ABA均能提高小豆百粒重，但經(jīng)過(guò)方差分析可知，各處理與CK之間差異不顯著。

表2 外源ABA對(duì)小豆產(chǎn)量性狀的影響

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)噴施外源ABA，對(duì)小豆農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量因子進(jìn)行分析。結(jié)果表明小豆三葉期和開(kāi)花期施用濃度為50 mg·L-1的ABA能顯著降低龍小豆4號(hào)的株高，增加主莖粗度，其中以開(kāi)花期噴施為效果最佳，達(dá)到了顯著水平。不同時(shí)期噴施外源ABA對(duì)小豆的主莖節(jié)數(shù)、底莢高度、單株總莢數(shù)及單株有效莢數(shù)、百粒重沒(méi)有顯著影響。T2和T3處理均可顯著提高小豆單株粒數(shù)和單株粒重，其中以T2(開(kāi)花期噴施)為效果最佳。

綜合以上分析在小豆花期噴施外源ABA可降低株高、增加莖粗，提高抗倒伏能力，有利于機(jī)械化收獲；可有效增加小豆單株粒數(shù)和單株粒重，有利于增產(chǎn)。