多效唑和矮壯素對糜子抗倒伏性及產(chǎn)量的影響

李志華 ，穆婷婷 ，楊金慧 ，高 翔

（1.山西農(nóng)業(yè)大學 高粱研究所/高粱遺傳與種質(zhì)創(chuàng)新山西省重點實驗室，山西 晉中 030600；2.長春職業(yè)技術(shù)學院 現(xiàn)代農(nóng)學院，吉林 長春 130504）

隨著育種技術(shù)及配套栽培技術(shù)的不斷改進，使得糜子這種小雜糧高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)成為了可能。但在生產(chǎn)實踐中，糜子生育中后期遇風雨襲擊容易發(fā)生莖稈倒伏，造成嚴重減產(chǎn)，倒伏已成為影響糜子高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一個重要限制因素。利用植物生長延緩劑能矮化植株、增強作物莖稈機械強度和抗折力來有效改善作物的倒伏性，改變作物不能高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的現(xiàn)狀，如在小麥[1-3]、水稻[4-6]、玉米[7-9]、谷子[10-12]等農(nóng)作物上都得到驗證。呂雙慶等[13]在旱地小麥三葉、起身、拔節(jié)期葉面噴施多效唑，研究發(fā)現(xiàn)，多效唑可顯著增加小麥分蘗數(shù)，降低株高和葉面積。梁雪蓮等[14]研究表明，對小麥進行矮壯素拌種既可以防止小麥倒伏，又可以增產(chǎn)。華智銳等[15]研究結(jié)果表明，小麥用矮壯素拌種可以使小麥株高和重心高度降低，莖稈機械強度增強，倒伏系數(shù)降低?？椎抡娴萚16]研究表明，多效唑、矮壯素對小麥株高的矮化效應(yīng)及產(chǎn)量有影響，能提高小麥的抗倒伏性，還可以減少雜交小麥制種過程中親本之間的株高差，有利于提高制種產(chǎn)量。張倩等[5]研究發(fā)現(xiàn)，30%矮壯素·烯效唑微乳劑能夠顯著降低水稻節(jié)間的赤霉素（GAs）含量，顯著縮短水稻基部節(jié)間長度，增加節(jié)間粗度；提高節(jié)間單位長度干物質(zhì)質(zhì)量，增強水稻抗倒伏能力；增加穗粒數(shù)，降低空秕率，增加水稻產(chǎn)量。王欽學等[17]也研究表明，30%矮壯素·烯效唑微乳劑具有防止水稻莖稈倒伏、增加產(chǎn)量的作用。姜龍等[18]研究發(fā)現(xiàn)，施用矮壯素、烯效唑和多效唑抗倒伏的作用機制主要不在降低植株高度，而在于增加了植株的莖稈粗度、壁厚，增強了植株的抗折力，減小了植株倒伏程度。同時，由于抗倒能力的增加，變相延長了植株有效光合作用，促進籽粒灌漿，進而提高有效穗數(shù)和穗粒數(shù)，提高了小區(qū)產(chǎn)量。冒宇翔等[19]研究發(fā)現(xiàn)，矮壯素能顯著降低玉米株高、穗位高，增加莖粗，提高單株干質(zhì)量，增加產(chǎn)量。目前，糜子抗倒伏性研究主要集中在其抗倒伏性的物理方法上[20-21]，而對于其利用植物生長延緩劑對糜子進行防控抗倒伏的研究報道，僅見郭瑞鋒等[22]用不同濃度多效唑?qū)γ幼影璺N和蘇占明等[23]用不同濃度矮壯素對黍子葉面噴施的方式，研究其對糜子抗倒伏性及產(chǎn)量的影響。因此，深入研究不同植物生長抑制劑對糜子抗倒伏的作用，對糜子抗倒伏性栽培具有重要意義。

本研究選用多效唑和矮壯素，在糜子適宜生育期進行葉面噴施，研究其對糜子產(chǎn)量、莖稈形態(tài)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)伏性狀的影響，旨在為糜子利用化控栽培技術(shù)抗倒伏提供更多的技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試糜子品種為隴糜9 號，由山西農(nóng)業(yè)大學高寒區(qū)作物研究所提供，在山西省晉中市榆次區(qū)表現(xiàn)為高抗倒伏。

供試生長調(diào)節(jié)劑為多效唑（有效成分含量15%，可溶性粉劑）、矮壯素（有效成分含量50%，水劑），生產(chǎn)廠家均為四川潤爾科技有限公司。

1.2 試驗方法

試驗于2022 年在山西農(nóng)業(yè)大學高粱研究所榆次東白試驗田進行。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，小區(qū)面積為10 m2（2 m×5 m），3 次重復(fù)，清水為對照（CK），多效唑、矮壯素分別按3 個不同劑量使用（表1），每個處理都對水450 kg/hm2，于拔節(jié)期（B）、抽穗期（C）選擇無風晴朗天氣進行葉面藥劑噴施。每小區(qū)噴施120 mL。噴藥后分別在每個小區(qū)選取l m 長固定樣段，做好標記，用于測定相關(guān)指標。

表1 不同時期不同藥劑處理Tab.1 Treatment with different chemicals at different period

1.3 測定項目及方法

1.3.1 莖稈形態(tài)性狀的測定 成熟時，分別從每個小區(qū)的固定樣段中隨機選取5 株，測定主莖莖稈的鮮質(zhì)量、重心高度、莖稈抗折力，計算莖稈倒伏指數(shù)［24］。

鮮質(zhì)量的測量：植株齊地面剪下，稱取質(zhì)量（g）。

重心高度的測量：以食指為平衡支點，把齊地面剪下的莖稈（帶穗、葉和鞘）橫放食指，用米尺測量株底部至食指的距離（cm），即為重心高度。

主莖稈抗折力的測量：剪取基部第2 節(jié)間，兩端置于高50 cm、間隔5 cm 的木架凹槽上，在該節(jié)間中部掛一個能盛沙的容器，向容器內(nèi)勻速添加細沙，節(jié)間折斷所用細沙和容器自身質(zhì)量之和為莖稈抗折力（g）。

1.3.2 農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量性狀的測定 收獲前，分別從每個小區(qū)中隨機選取10 株，用米尺及游標卡尺測量株高、基部第1、2、3 節(jié)間長度及粗度；收獲后，進行穗部性狀的考種，測量主莖穗長、有效穗數(shù)、穗質(zhì)量、穗粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量；各小區(qū)分別收獲、脫粒稱質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2003 和SPSS 統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 拔節(jié)期、抽穗期葉面噴施多效唑、矮壯素對糜子莖稈形態(tài)倒伏性的影響

2.1.1 噴施多效唑?qū)γ幼忧o稈形態(tài)倒伏性的影響 從表2 可以看出，與株高191.20 cm 的對照比較，拔節(jié)期、抽穗期分別噴多效唑均顯著降低糜子株高（P＜0.05），其中，處理BD3 株高僅161.87 cm；比較噴施多效唑2 個時期各處理的糜子株高，都隨著藥劑用量的增加，逐漸降低，且拔節(jié)期噴藥株高降低效果比抽穗期明顯，各處理間株高依次為BD3＜BD2＜BD1＜CD3＜CD2＜CD1＜CK。噴藥后，各時期處理的重心高度、主莖鮮質(zhì)量差異顯著（P＜0.05），幾乎均比對照的重心高度（85.700 cm）降低，主莖鮮質(zhì)量（74.727 g）減少，只有處理CD2 的重心高度（88.250 cm）和主莖鮮質(zhì)量（76.630 g）除外；比較2 個時期各處理，均隨用量增加先增加后減少；同用量比較，拔節(jié)期明顯低于抽穗期。基部第2 節(jié)抗折力各處理與CK（3.147 kg）比較，除處理CD2（3.478 kg）、BD1（3.477 kg）、CD1（3.162 kg）比CK 大外，其余均比CK ??；在拔節(jié)期，隨化控劑用量的增加，抗折力降低，抽穗期隨用量的增加，抗折力先增加后降低；比較2 個時期抗折力，差異不大。倒伏指數(shù)各處理則均小于CK（2.117），其中，拔節(jié)期處理用量越大倒伏指數(shù)也越大，抽穗期倒伏指數(shù)先大后小，比較2 個時期倒伏指數(shù)，拔節(jié)期明顯低于抽穗期；基部第1 節(jié)間長處理與CK 間差異不顯著，拔節(jié)期隨用量增加先增后減，抽穗期則隨用量增加而增大，2 個時期同用量比較，拔節(jié)期節(jié)間長較短；拔節(jié)期、抽穗期噴多效唑與CK 比較差異顯著（P＜0.05），都能顯著縮短基部第2、3 節(jié)間的長度，降低效果拔節(jié)期較抽穗期明顯。與基部第1、2、3 節(jié)間對應(yīng)的節(jié)間粗，基部第1、2 節(jié)間粗差異不顯著，第3 節(jié)間粗差異顯著，各處理間節(jié)間粗與CK 比較，無規(guī)律，但幾乎無增粗。

2.1.2 噴施矮壯素對糜子莖稈形態(tài)倒伏性的影響 由表2 可知，在拔節(jié)期、抽穗期噴施矮壯素均降低株高，且在抽穗期的3 個處理差異不顯著，在低、中劑量處理時抽穗期比拔節(jié)期矮，在高劑量處理時，則拔節(jié)期比抽穗期矮，其中，BA3 株高僅有170.43 cm，明顯低于CK（191.20 cm），各處理間株高依次為BA3＜CA2＜CA1＜CA3＜BA2＜BA1＜CK。噴矮壯素各處理均比對照重心高度（85.700 cm）降低，主莖鮮質(zhì)量（74.727 g）減少，其中重心高度最小為72.867 cm（BA3 處理），最大為80.470 cm（BA1 處理），鮮質(zhì)量最小為56.777 g（BA2 處理），最大為74.042 g（CA2 處理）；2 個時期，重心高度差異不顯著，同一用量比較，在中高用量，拔節(jié)期較抽穗期矮，但主莖鮮質(zhì)量則差異顯著（P＜0.05），同一用量拔節(jié)期較抽穗期輕。基部第2 節(jié)抗折力，各處理在拔節(jié)期都比CK（3.147 kg）小，隨用量先減小后增加，但在抽穗期則比CK 大，且隨用量增加而增大；抽穗期抗折力明顯高于拔節(jié)期。倒伏指數(shù)各處理遠遠低于CK（2.117），拔節(jié)期隨用量增加而減小，抽穗期隨用量增加先增后減，但無明顯差異；各處理中，處理BA3（1.597）倒伏指數(shù)最小，處理BA1（1.725）倒伏指數(shù)最大。與CK 比較，基部第1 節(jié)間長除處理BA3（6.52 cm）、BA2（7.53 cm）小于CK（8.05 cm），其余都大于CK，但各處理間差異不顯著，比較噴藥效果，拔節(jié)期較抽穗期明顯。與CK 比較，噴藥能顯著縮短基部第2、3 節(jié)間的長度，差異顯著（P＜0.05），降低效果拔節(jié)期較抽穗期明顯；基部第1、2、3 節(jié)間粗差異均不顯著，各處理間節(jié)間粗與CK 比較，均變細。

結(jié)合以上2 點，在拔節(jié)期、抽穗期葉面噴施多效唑、矮壯素，幾乎所有形態(tài)指標及力學特征都表明噴藥效果拔節(jié)期優(yōu)于抽穗期。進一步比較拔節(jié)期噴施2 種生長延緩劑，株高、重心高度及主莖鮮質(zhì)量降低程度噴施多效唑大于噴施矮壯素；基部第2節(jié)抗折力表現(xiàn)依次為BD1＞BD2＞BA1＞BA3＞BD3＞BA2；倒伏指數(shù)依次為BD1＜BD2＜BD3＜BA3＜BA2＜BA1；其余性狀表現(xiàn)各不相同，差異均不顯著。整體分析，拔節(jié)期葉面噴施多效唑效果優(yōu)于矮壯素。

2.2 拔節(jié)期、抽穗期葉面噴施多效唑、矮壯素對糜子產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

2.2.1 多效唑、矮壯素對糜子產(chǎn)量性狀的影響 2種化控劑對糜子產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響如表3所示。

表3 2 種化控劑對糜子產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響Tab.3 Effects of the two chemical control agents on yield traits and yield of prosomillet

由表3 可知，葉面噴施多效唑、矮壯素對糜子產(chǎn)量性狀的影響表現(xiàn)各不相同。主穗長各處理（BD1、CD2 除外）均小于CK，各處理間差異不顯著。拔節(jié)期2種藥劑處理，分別隨著各自用量增大，主穗長縮短；抽穗期2 種藥劑處理，分別隨著各自用量增大，主穗長先伸長后縮短；噴多效唑的主穗長依次為CD3＜CD1＜BD3＜BD2＜BD1＜CD2，噴矮壯素的主穗長依次為BA3＜BA2＜CA1＜CA3＜BA1＜CA2。與CK 比較，各處理的主穗質(zhì)量及主穗粒質(zhì)量（CA2除外）均減小，處理間差異顯著（P＜0.05），拔節(jié)期2 個性狀噴多效唑隨用量增加先增后減，噴矮壯素隨用量增加先減后增；抽穗期2 個性狀2 種藥劑處理都隨用量先增后減；2 個性狀噴多效唑處理均依次為BD1＜CD1＜CD3＜BD3＜CD2＜BD2，矮壯素處理均依次為BA2＜BA3＜BA1＜CA3＜CA1＜CA2；整體比較，2 個性狀抽穗期優(yōu)于拔節(jié)期。各處理間千粒質(zhì)量差異顯著（P＜0.05），最大千粒質(zhì)量為CA3（7.82 g），最小為CD3（7.12 g）；噴多效唑的千粒質(zhì)量依次為CD3＜BD2＜CD1＜BD1＜CD2＜BD3；噴矮壯素的千粒質(zhì)量依次為CA2＜BA3＜BA2＜CA1＜BA1＜CA3；有效分蘗各處理間差異不顯著，與CK（3.17 個/株）比較，幾乎都增加。拔節(jié)期噴多效唑有效分蘗效果最好。

2.2.2 多效唑、矮壯素對糜子產(chǎn)量的影響 從表3可以看出，與CK（3 318.8 kg/hm2）的產(chǎn)量比較，只有處理BD3 的產(chǎn)量（3 445.2 kg/hm2）增產(chǎn)，增產(chǎn)率為3.81%；其余各處理的產(chǎn)量均小于CK，差異不顯著。對比2 個生育期噴施產(chǎn)量，拔節(jié)期的產(chǎn)量較抽穗期高。

2.3 莖稈倒伏指數(shù)與莖稈形態(tài)等性狀的相關(guān)性分析

作物基部莖稈的倒伏指數(shù)常作為評價作物抗倒伏的重要指標，倒伏指數(shù)與抗倒伏能力成反比，即倒伏指數(shù)越小，抗倒伏能力越強，反之，抗倒伏能力越弱。相關(guān)分析（表4）可知，倒伏指數(shù)與株高、重心高度、主莖鮮質(zhì)量、基部第2 節(jié)節(jié)間長呈極顯著正相關(guān)，說明這些性狀與糜子莖稈的倒伏指數(shù)有正向密切相關(guān)性。所以，為了提高作物莖稈的抗倒伏能力，降低倒伏指數(shù)，就要注重糜子株高、重心高度、主莖鮮質(zhì)量和基部第2 節(jié)節(jié)間長等農(nóng)藝性狀的表現(xiàn)；倒伏指數(shù)與主穗質(zhì)量、主穗粒質(zhì)量、主莖節(jié)數(shù)、基部第1、3 節(jié)間長呈顯著正相關(guān)，主穗質(zhì)量、主穗粒質(zhì)量、主莖節(jié)數(shù)、基部第1、3 節(jié)間的增加會增大倒伏指數(shù)，降低作物莖稈的抗倒伏能力。倒伏指數(shù)與產(chǎn)量呈負相關(guān)，倒伏指數(shù)的變化反向影響產(chǎn)量。

表4 糜子莖稈的倒伏指數(shù)與各性狀相關(guān)性Tab.4 Correlation between lodging index of prosomillet stem and traits

3 結(jié)論與討論

莖稈倒伏是禾本科作物生產(chǎn)中減產(chǎn)的主要因素[25]。株高和莖稈基部節(jié)間性狀優(yōu)劣是判斷抗倒伏能力強弱的重要指標[26]，與倒伏有著直接聯(lián)系，株高越高植株越容易倒伏。朱新開等[26]、曾旭等[27]、孫永健等[28]在小麥、水稻上的研究表明，噴施多效唑、矮壯素后最直觀的表現(xiàn)就是株高降低，有效縮短莖稈基部第2 節(jié)間的長度，植株重心高度降低，倒伏指數(shù)減小。同時，適當質(zhì)量濃度的多效唑、矮壯素還能使得穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量等性狀優(yōu)于對照，產(chǎn)量也高于對照[18-19,27]。

糜子的株高較高，莖粗較細，穗較長較重，灌漿后期極易倒伏，一直是影響糜子減產(chǎn)的重要因素。本研究結(jié)果表明，在拔節(jié)期與抽穗期噴施多效唑、矮壯素，都能有效抑制糜子株高的生長，使植株株高降低，重心高度降低，基部第2、3 節(jié)縮短，倒伏指數(shù)減小，這與華智銳等[15]、朱新開等[26]、孫永健等[28]在小麥、水稻上的研究結(jié)果相同，說明利用外源生長調(diào)節(jié)劑多效唑和矮壯素能有效調(diào)控糜子莖稈形態(tài)、力學特征，增加糜子抗倒伏能力。糜子在拔節(jié)期噴施多效唑、矮壯素，適宜的用量能增加產(chǎn)量，但抽穗期噴施則減產(chǎn)。這與前人研究噴施多效唑、矮壯素也能增加作物產(chǎn)量的結(jié)果不一致[18-19]，可能與該試驗材料隴糜9 號為高抗品種，試驗中全部處理均無倒伏現(xiàn)象發(fā)生有關(guān)，需進一步選用中抗及不抗品種進行試驗。相關(guān)分析顯示，糜子抗倒伏性的增強，倒伏指數(shù)的降低的確與莖稈形態(tài)特征，如株高、重心高度等有關(guān)，通過噴多效唑、矮壯素可以改善莖稈這些形態(tài)特性，增強糜子的抗倒伏能力。

本研究表明，拔節(jié)期對糜子進行化控，其形態(tài)指標、抗倒伏指標效果均優(yōu)于抽穗期，拔節(jié)期是糜子化控的最佳時期；選用多效唑的作用效果比矮壯素好。拔節(jié)期選用1.05 kg/hm2的多效唑噴施，產(chǎn)量最高（3 445.2 kg/hm2），較對照增產(chǎn)3.81%。