蕓苔素內(nèi)酯對紫云英籽粒數(shù)和粒質(zhì)量的影響

劉春增，鄭春風(fēng)，任 偉，聶良鵬，張濟世，張 琳，呂玉虎，李本銀，丁 麗，李 杰，曹衛(wèi)東

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物分子育種研究院，河南 鄭州 450002；3.信陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 信陽 464000；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念將主導(dǎo)今后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。今后較長時期內(nèi)，種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、耕地用養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)田生態(tài)改善、農(nóng)業(yè)面源污染削減、農(nóng)產(chǎn)品提質(zhì)增效等是我國農(nóng)業(yè)的主要戰(zhàn)略性任務(wù)，綠肥在這些任務(wù)里具有獨特、有效的作用。綠肥是支撐我國主要農(nóng)區(qū)化肥減施戰(zhàn)略的重要手段[1]。通過綠肥培肥地力，實現(xiàn)耕地休養(yǎng)生息，進而實現(xiàn)“藏糧于地、藏糧于技”[2-7]。隨著我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、耕地質(zhì)量提升與保護工作的推進，綠肥種植利用作為這一工作的重要技術(shù)措施，越來越多地被生產(chǎn)者所接受，綠肥種植利用面積逐漸增加，對綠肥種子需求量不斷增多[8-10]。目前，紫云英種植面積占我國綠肥總種植面積的60%，隨著綠肥作物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大量應(yīng)用，紫云英的種子生產(chǎn)已成為發(fā)展綠肥生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

噴施植物生長調(diào)節(jié)劑已經(jīng)成為促進作物生長發(fā)育、延長葉片功能、?；ㄔ隽！⑻岣吡Ｙ|(zhì)量，進而提高產(chǎn)量的輕簡化栽培技術(shù)之一[11]。蕓苔素是第一種被發(fā)現(xiàn)具有植物生長調(diào)節(jié)作用的甾醇類化合物，被稱作第6 代環(huán)保型植物生長調(diào)節(jié)劑，具有促進植物生長、?；ū９?、提高座果率等作用，可廣泛應(yīng)用于小麥、果樹、蔬菜及各類農(nóng)作物[12]。張躍進等[13]研究指出，噴施蕓苔素內(nèi)酯對小麥增產(chǎn)效果顯著。李國樹等[14]研究發(fā)現(xiàn)，蕓苔素內(nèi)酯能促進夏黑葡萄植株生長、花芽分化，提高果實品質(zhì)。楊少燕等[15]研究發(fā)現(xiàn)，噴施一定濃度的蕓苔素內(nèi)酯可以提高油茶的產(chǎn)量和出油率。至今，有關(guān)蕓苔素內(nèi)酯在紫云英上的應(yīng)用未見報道。因此，本研究擬在大田條件下，通過在紫云英生長發(fā)育關(guān)鍵期現(xiàn)蕾期，采用葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯，初步探討蕓苔素內(nèi)酯對紫云英籽粒數(shù)、粒質(zhì)量及產(chǎn)量的影響，旨在為進一步提高紫云英種子產(chǎn)量提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

以信陽當(dāng)?shù)刈显朴⒓兓贩N信紫1 號為供試材料。蕓苔素內(nèi)酯（BR）為0.01%粉劑，由山東綠貝特生物肥料有限公司提供。

1.2 試驗地概況

本研究于2018—2019年和2019—2020年在信陽市洋河試驗基地（N32°14′，E114°10′）進行田間試驗。該地區(qū)屬亞熱帶向暖溫帶過渡區(qū)，年均日照時數(shù)1 900～2 100 h，年均氣溫15.1～15.3 ℃，年均降雨量900～1 400 mm，年均相對濕度77%。供試土壤為黃棕壤性潛育型水稻土，0～20 cm土層有機質(zhì)含量為17.1 g/kg，全氮為1.3 g/kg，堿解氮為55.4 mg/kg，有效磷為12.5 mg/kg，速效鉀為75.2 mg/kg，pH值6.5。

1.3 試驗設(shè)計

播前每公頃底施尿素（N 46.4%）103.45 kg、過磷酸鈣（P2O512%）562.5 kg、氯化鉀（K2O 60%）112.5 kg。2 a試驗材料均于9月28號播種，播種量為22.5 kg/hm2，播種時將種子與細沙混勻后撒播。試驗田栽培管理同一般高產(chǎn)田?，F(xiàn)蕾期（3月17日）分別進行葉面噴清水、BR（0.04 mg/L）處理1 次，各噴量均為750 kg/hm2，均以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準，每處理小區(qū)面積為20 m2，每個處理重復(fù)3次。

1.4 測定項目及方法

花序位劃分：第1～2層花序為基部花序，第3～4 層花序為中部花序，第5 層及其以上花序?qū)咏y(tǒng)計為頂部花序。

1.4.1 花數(shù)、莢數(shù)、籽粒數(shù)和粒質(zhì)量的測定 盛花期每小區(qū)隨機選取植株5～10株，調(diào)查記載其主莖上不同花序位的花數(shù)。成熟期每小區(qū)隨機選取植株20 株，考察記載其主莖上不同花序位的結(jié)莢數(shù)（結(jié)實莢數(shù)、不孕莢數(shù)（癟莢））。摘莢風(fēng)干脫粒后統(tǒng)計各花序位的籽粒數(shù)、粒干質(zhì)量、結(jié)莢率和莢果結(jié)實率。

1.4.2 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的測定 成熟期，每小區(qū)隨機取1 m（2每處理重復(fù)3 次），常規(guī)法考種其結(jié)莢數(shù)、籽粒數(shù)及千粒質(zhì)量。實收2 m2計產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2003 對2 a 數(shù)據(jù)進行處理分析，采用2 a 數(shù)據(jù)平均值進行制表繪圖。采用PASW 18.0 軟件進行方差分析和統(tǒng)計檢驗，采用LSD法進行差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 蕓苔素內(nèi)酯對紫云英不同花序位花數(shù)的影響

由圖1可知，噴BR處理可使紫云英不同花序位的花數(shù)較對照有不同程度的增加。與CK 相比，噴BR處理的基部、中部、頂部花序位的花數(shù)較對照分別增加4.14、2.41、3.68個，較對照分別提高19.61%、11.86%、20.99%，且與對照均達到顯著水平。

2.2 蕓苔素內(nèi)酯對紫云英不同花序位結(jié)莢數(shù)的影響

由圖2 可知，與CK 相比，BR 處理的基部、中部、頂部花序位的結(jié)莢數(shù)較對照分別增加3.66、2.83、1.83 個，較對照分別提高30.22%、34.43%、60%，且與對照差異均達到顯著水平。

2.3 蕓苔素內(nèi)酯對紫云英不同花序位花莢結(jié)實的影響

從圖3可以看出，BR處理的基部、中部、頂部花序位的結(jié)莢率均顯著高于對照，其基部、中部、頂部花序位結(jié)莢率較對照分別提高9.85、8.63、4.56百分點，基部、中部花序位的結(jié)莢率較對照提高的幅度較大。BR處理基部、中部、頂部花序位莢果結(jié)實率較對照分別提高1.58、1.08、0.53 百分點，但均與對照差異不顯著。

2.4 蕓苔素內(nèi)酯對紫云英不同花序位籽粒數(shù)的影響

從圖4 可以看出，與CK 相比，噴BR 處理的基部、中部、頂部花序位的籽粒數(shù)較對照分別增加4.84、2.33、1.98 個，較對照分別提高7.72%、5.71%、13.11%，但與對照差異均不顯著。

2.5 蕓苔素內(nèi)酯對紫云英不同花序位粒質(zhì)量的影響

由圖5可知，BR處理下紫云英不同花序位的粒質(zhì)量均有所提高。與CK相比，BR處理的基部、中部、頂部花序位的粒質(zhì)量較對照分別增加0.077、0.03、0.024 g，較對照分別提高24.92%、17.54%、63.16%，且與對照差異均達到顯著水平。

2.6 蕓苔素內(nèi)酯對紫云英產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從產(chǎn)量構(gòu)成因素（表1）分析，噴BR處理與對照在莢數(shù)、千粒質(zhì)量和產(chǎn)量上均表現(xiàn)為BR＞CK，且2 個處理間差異達到顯著水平，在單莢籽粒數(shù)上也表現(xiàn)出BR＞CK，但差異不明顯。由此表明，在花莢發(fā)育中后期，葉面噴施BR 主要是通過提高其莢數(shù)和粒質(zhì)量來提高產(chǎn)量，對籽粒數(shù)的影響不明顯。以2019—2020年為例，在產(chǎn)量上，BR處理較對照提高19.02%，與對照差異達到顯著水平；在千粒質(zhì)量上，BR處理較對照提高20.97%，與對照差異達到顯著水平；在籽粒數(shù)上，BR處理較對照提高3.68%，但與對照差異不顯著；在莢數(shù)上，BR處理較對照提高3.19%，與對照差異達到顯著水平。

表1 葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯對紫云英產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.1 The effect of foliar spray BR on seed yields and yield components of Chinese milk vetch

3 結(jié)論與討論

當(dāng)前，應(yīng)用化控技術(shù)調(diào)控作物生長發(fā)育已成為實現(xiàn)高產(chǎn)的有效措施之一。蕓苔素內(nèi)酯可促進植物生長、提高座果率[16]。褚世海等[17]研究指出，蕓苔素內(nèi)酯水劑對水稻株高、穗粒數(shù)影響不顯著，但可顯著提高水稻千粒質(zhì)量和結(jié)實率，從而顯著提高水稻產(chǎn)量。張運紅等[18]研究指出，噴施蕓苔素內(nèi)酯可通過增加結(jié)果數(shù)和提高百果質(zhì)量來實現(xiàn)花生增產(chǎn)。張艷榮[19]研究發(fā)現(xiàn)，蕓苔素內(nèi)酯能有效提高小麥穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量，可促進小麥增產(chǎn)4.93%～7.69%。然而，丁熙檸等[20]研究指出，在牡丹生育期內(nèi)噴施蕓苔素內(nèi)酯對油用牡丹籽粒產(chǎn)量沒有影響。本研究發(fā)現(xiàn)，蕓苔素內(nèi)酯可顯著促進紫云英莢數(shù)、千粒質(zhì)量和種子產(chǎn)量的增加，而對籽粒數(shù)影響不顯著。蕓苔素內(nèi)酯對紫云英具有增產(chǎn)效應(yīng)，這一結(jié)果與前人[17-19]在水稻、花生和小麥上等農(nóng)作物上結(jié)論相一致。蕓苔素內(nèi)酯對紫云英千粒質(zhì)量的影響效果顯著而對籽粒數(shù)的影響不顯著，這與褚世海等[17]的研究結(jié)論相一致，與張艷榮[19]的研究結(jié)論不盡一致，可能是作物不同其影響效應(yīng)不盡相同的原因所致。

分析紫云英種子產(chǎn)量增加的可能原因：蕓苔素具有促進植物生長、促進光合作用、保花保果和提高座果率等作用。如果紫云英生育中后期營養(yǎng)供給不足，導(dǎo)致花莢脫落率高，種子產(chǎn)量不高?，F(xiàn)蕾期正值其營養(yǎng)生長向生殖生長過渡的關(guān)鍵期，該時期葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯進行調(diào)控，可促進植株更多的營養(yǎng)向生殖生長進行分配，使更多的營養(yǎng)物質(zhì)供給花莢發(fā)育，促進花莢結(jié)實，進而促進其種子產(chǎn)量增加?，F(xiàn)蕾期至結(jié)莢成熟期，正是紫云英花莢發(fā)育結(jié)實的關(guān)鍵期，蕓苔素內(nèi)酯可能調(diào)控了花莢發(fā)育過程中不同花序位的葉片和花莢內(nèi)源激素水平的變化，從而有利于不同花序位莢果發(fā)育與結(jié)實，進而促進種子產(chǎn)量提高。

本試驗著眼于“一噴雙增”（噴施1次蕓苔素內(nèi)酯增加最終莢果數(shù)和粒質(zhì)量）的效果，現(xiàn)蕾期正值紫云英花莢發(fā)育關(guān)鍵期，此時葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯，可有效促進花數(shù)、莢數(shù)和結(jié)莢率等花莢結(jié)實性指標的提高，為莢數(shù)、粒質(zhì)量和最終種子產(chǎn)量的增加打下物質(zhì)基礎(chǔ)，而有關(guān)噴施蕓苔素內(nèi)酯對紫云英增莢增質(zhì)量的內(nèi)在機制有待進一步研究。