二氫卟吩鐵和乙烯利復(fù)配噴施對(duì)冬小麥產(chǎn)量形成及抗倒伏能力的影響

摘要：研究二氫卟吩鐵、乙烯利不同用量復(fù)配并于始穗期噴施對(duì)冬小麥產(chǎn)量和抗倒伏能力的影響。設(shè)置2個(gè)二氫卟吩鐵處理A1、A2，用量分別為22.5、45.0 g/hm2；4個(gè)乙烯利處理B1、B2、B3、B4，用量分別為1.8、1.5、1.2、 0.9 L/hm2，兌水量300 L/hm2，兩兩組成8個(gè)處理，并以噴清水處理為對(duì)照。結(jié)果表明，相較于CK，該復(fù)配劑于始穗期噴施有利于冬小麥實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)甚至增產(chǎn)，其中二氫卟吩鐵用量45.0 g/hm2與乙烯利復(fù)配可實(shí)現(xiàn)平均增產(chǎn)5.82%，增產(chǎn)的原因在于穗粒數(shù)增加，同時(shí)花后葉片光合生產(chǎn)能力增強(qiáng)，葉綠素降解趨緩。該復(fù)配劑能夠降低小麥株高和倒1節(jié)間、倒2節(jié)間的長(zhǎng)度，而不影響穗長(zhǎng)，也能夠增加倒1節(jié)至倒5節(jié)的節(jié)寬，以及基部3個(gè)節(jié)的壁厚和抗折力，以乙烯利用量1.8、1.5 L/hm2與二氫卟吩鐵復(fù)配，其綜合抗倒伏效果更好。結(jié)合產(chǎn)量因素，認(rèn)為二氫卟吩鐵用量 45.0 g/hm2 與乙烯利用量1.8、1.5 L/hm2復(fù)配處理，能兼顧小麥產(chǎn)量和抗倒伏能力，可作為進(jìn)一步開發(fā)抗倒增產(chǎn)調(diào)理劑產(chǎn)品的基礎(chǔ)配方。

關(guān)鍵詞：冬小麥；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；產(chǎn)量；抗倒伏性狀

中圖分類號(hào)：S512.1+10.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）15-0122-06

收稿日期：2023-09-24

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金［編號(hào)：CX（21）1011］。

作者簡(jiǎn)介：蔣偉勤（1994—），男，江蘇徐州人，碩士，研究實(shí)習(xí)員，研究方向?yàn)樽魑镌耘嗯c生理。E-mail：jwqdyx123@163.com。

通信作者：顧大路，碩士，研究員，主要從事作物逆境調(diào)控技術(shù)研究。E-mail：1302680742@qq.com。

隨著全球氣候變化，惡劣天氣甚至極端天氣等氣候事件頻發(fā)，這對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了巨大損害［1-2］。每年的4月下旬至6月上旬正值冬小麥生育中后期，在大風(fēng)、強(qiáng)降水等外力作用下，小麥群體面臨倒伏風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)量和品質(zhì)受到嚴(yán)重威脅［3-5］。解決小麥倒伏問(wèn)題主要通過(guò)2種方法：一是選擇適宜的矮稈品種，二是優(yōu)化栽培管理措施［6-7］。傳統(tǒng)的栽培措施如播期、密度、氮肥運(yùn)籌和蹲苗鎮(zhèn)壓等，已盡可能挖掘了小麥抗倒增產(chǎn)潛力；而化控技術(shù)（使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑）作為一種省時(shí)高效的新型栽培措施，能在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)措施的不足，進(jìn)一步提升抗倒增產(chǎn)效果［5-9］。前人相關(guān)研究表明，適時(shí)噴施多效唑、矮壯素、烯效唑、縮節(jié)胺等物質(zhì)，能夠降低小麥基部節(jié)間或穗下節(jié)間長(zhǎng)度以矮化植株，并提高基部節(jié)間抗折力，最終增強(qiáng)植株抗倒伏能力［9-11］。這些物質(zhì)同屬植物生長(zhǎng)抑制類調(diào)節(jié)劑，若使用不當(dāng)會(huì)影響植株生長(zhǎng)，造成穗粒數(shù)、千粒重、產(chǎn)量下降，部分物質(zhì)（如多效唑、烯效唑、矮壯素）還會(huì)殘留于土壤，影響下季作物生長(zhǎng)［7，12］。此外，乙烯利也是一種常用的作物控旺調(diào)節(jié)劑，屬于生長(zhǎng)延緩劑。國(guó)內(nèi)外研究也已證實(shí)，乙烯利在麥類作物上具有較好的防倒伏效應(yīng)，同時(shí)對(duì)環(huán)境及下季作物相對(duì)安全；其較佳使用期為始穗期，但這也可能會(huì)引起灌漿中后期葉片葉綠素提前降解，灌漿期縮短，不利于籽粒充分灌漿［13-15］。因此，我們考慮將具有不同生理作用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)復(fù)配使用，以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，更好地實(shí)現(xiàn)小麥抗倒增產(chǎn)效果。二氫卟吩鐵是一種新型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，使用后可提高葉片的葉綠素含量，延緩葉綠素降解，從而增強(qiáng)光合同化物的生產(chǎn)能力［16-17］。本試驗(yàn)將二氫卟吩鐵與乙烯利以不同用量進(jìn)行復(fù)配，并在小麥?zhǔn)妓肫谶M(jìn)行噴施，探究不同用量組合對(duì)小麥產(chǎn)量和抗倒伏能力的影響，以期篩選可協(xié)調(diào)同步提高這2類指標(biāo)的配方，為開發(fā)新型小麥抗倒增產(chǎn)調(diào)理劑產(chǎn)品提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

本試驗(yàn)于2021—2022年在江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高新科技園區(qū)內(nèi)開展。

供試品種：淮麥608，由淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

供試藥劑：0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑，由南京百特生物工程有限公司生產(chǎn)提供；40%乙烯利水劑（ETH，乙烯釋放劑），購(gòu)自Sigma公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在大田試驗(yàn)條件下進(jìn)行，采用2因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。因素1為2種二氫卟吩鐵用量處理A1、A2，用量分別為22.5、45.0 g/hm2；因素2為4種乙烯利用量處理B1、B2、B3、B4，用量分別為1.8、1.5、1.2、0.9 L/hm2。2因素組合后成8個(gè)處理，分別為A1B1、A1B2、A1B3、A1B4、A2B1、A2B2、A2B3、A2B4，以噴清水處理作為對(duì)照。于小麥?zhǔn)妓肫冢?022年4月20日）進(jìn)行處理，兌水量 300 L/hm2（復(fù)配藥劑提前3 d配置完成）。每個(gè)處理重復(fù)3次，共27個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)9 m2。

小麥栽培管理統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)為播種量225 kg/hm2，基本苗數(shù)約300萬(wàn)株/hm2，基肥施用600 kg/hm2復(fù)合肥（N、P、K各含15%），分蘗肥追施尿素（含N 46.4%）60 kg/hm2，拔節(jié)肥、孕穗肥各施尿素（含N 46.4%）150 kg/hm2。前茬作物為水稻，于2021年11月1日進(jìn)行小麥播種，所用播種機(jī)具兼播種、施肥功能于一體，播后立即利用其他機(jī)器進(jìn)行鎮(zhèn)壓和開溝工序。其他病蟲害管理遵循大田高產(chǎn)要求進(jìn)行。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 葉綠素含量

選擇10株同天開花、長(zhǎng)勢(shì)一致的小麥進(jìn)行掛牌標(biāo)記，分別于揚(yáng)花期和揚(yáng)花后5、10、15、20 d，使用葉綠素儀（SPAD-502，Monito公司產(chǎn)品）測(cè)定劍葉的葉綠素含量。

1.3.2 植株抗倒相關(guān)性狀

于乳熟期（花后20 d左右）選擇各小區(qū)內(nèi)長(zhǎng)勢(shì)較為平均的主莖10株，取回到實(shí)驗(yàn)室測(cè)定單莖株高、穗長(zhǎng)、各節(jié)間長(zhǎng)度、外徑粗度、壁厚、抗折力。節(jié)間外徑粗度、壁厚皆以節(jié)間中部作為測(cè)量點(diǎn)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定。用植物倒伏測(cè)試儀（YD-1，浙江托普儀公司）測(cè)定各節(jié)間受力彎折的壓力值。

1.3.3 產(chǎn)量和產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

成熟期收獲時(shí)，每個(gè)小區(qū)連續(xù)取20個(gè)單莖，考察其穗粒數(shù)。每小區(qū)實(shí)收 1 m2 小麥進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。人工收割后先調(diào)查穗數(shù)，再脫粒曬干至含水率14.5%時(shí)進(jìn)行稱重，最后測(cè)定各處理的千粒重。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構(gòu)

由表1可知，在適宜用量下，小麥上噴施二氫卟吩鐵和乙烯利復(fù)配劑可實(shí)現(xiàn)較好的增產(chǎn)效果。在二氫卟吩鐵用量45.0 g/hm2（A2）下增產(chǎn)作用更為明顯，A2B1、A2B2、A2B3、A2B4這 4個(gè)處理的平均產(chǎn)量較CK增加5.82%。但在相同二氫卟吩鐵用量下，4種不同乙烯利用量處理之間的產(chǎn)量未表現(xiàn)出顯著差異，因此認(rèn)為單一使用乙烯利對(duì)小麥增產(chǎn)的作用較小。所有處理中，以A2B2處理獲得最高產(chǎn)量，較CK顯著增幅達(dá)6.67%。從產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析，有效穗數(shù)、千粒重在處理間未發(fā)生顯著變化，而每穗粒數(shù)在處理間存在顯著差異，其中A2各處理均顯著高于CK。因此認(rèn)為本研究中每穗粒數(shù)的增加是A2各處理產(chǎn)量提高的主要原因。

2.2 花后旗葉葉綠素含量動(dòng)態(tài)變化

由表2可知，相較于CK，二氫卟吩鐵和乙烯利復(fù)配使用可顯著提高小麥在揚(yáng)花期和花后5、10、15、20 d的劍葉SPAD值，而在各噴藥處理中，除花后20 d外，各時(shí)期各處理均未表現(xiàn)出顯著差異。在花后20 d，二氫卟吩鐵高用量（A2）下的A2B1、A2B2、A2B3、A2B4處理的SPAD值均高于低用量（A1）下的A1B1、A1B2、A1B3、A1B4和CK，這表明，較高二氫卟吩鐵用量有利于維持劍葉功能、延緩葉片衰老。

2.3 植株抗倒性狀

2.3.1 株高、穗長(zhǎng)和節(jié)間長(zhǎng)

由表3可知，該類型復(fù)配劑對(duì)小麥株高、倒1節(jié)間長(zhǎng)、倒2節(jié)間長(zhǎng)存在明顯的抑制作用，其中以A1B1、 A2B1、A1B2、A2B2處理的抑制效果較為顯著，其株高較CK顯著降低6.83%～7.79%，倒1節(jié)間（穗下節(jié)間）長(zhǎng)降低10.98%～12.72%，倒2節(jié)間長(zhǎng)降低11.27%～13.77%。而穗長(zhǎng)、倒3節(jié)間長(zhǎng)、倒4節(jié)間長(zhǎng)、倒5節(jié)間長(zhǎng)這4個(gè)指標(biāo)，所有處理間并不存在顯著差異。

2.3.2 節(jié)寬

由表4可知，所有處理中，小麥植株倒數(shù)5個(gè)節(jié)的節(jié)寬均以CK最小，這表明始穗期噴施該類型復(fù)配劑有利于增加小麥各節(jié)的節(jié)寬，其中以A1B1、A2B1、A1B2、A2B2處理的效果較為顯著，增幅在7.84%～18.41%之間。而乙烯利用量較低的A2B3、A1B4、A2B4處理的各節(jié)節(jié)寬增幅相對(duì)較小。相較于CK，這3個(gè)處理的倒2節(jié)、倒3節(jié)、倒4節(jié)、倒5節(jié)的節(jié)寬均未發(fā)生顯著性變化。

由表5可知，噴施該類型復(fù)配劑處理，其基部3個(gè)節(jié)的抗折力、壁厚均較CK顯著增加（A2B4處理基部第2節(jié)壁厚除外）。所有處理中，除基部第1節(jié)壁厚外，以A1B1、A2B1處理的各節(jié)間抗折力和壁厚最大，其中基部第1節(jié)抗折力、基部第2節(jié)抗折力、基部第3節(jié)抗折力較CK顯著增加55.00%～57.58%、76.00%～94.45%、80.74%～85.03%，而基部第1節(jié)壁厚、基部第2節(jié)壁厚、基部第3節(jié)壁厚增加29.17%～33.33%、27.66%～31.91%、48.65%；其次是A1B2、A2B2處理；再次是A1B3、A2B3、A1B4、A2B4處理。各處理的這2項(xiàng)指標(biāo)值均呈隨乙烯利用量下降而降低的趨勢(shì)。

2.1 方差分析結(jié)果

2.1.1 小麥產(chǎn)量、產(chǎn)量結(jié)構(gòu)和旗葉SPAD值方差分析結(jié)果

由表6可知，不同二氫卟吩鐵用量下，小麥產(chǎn)量存在極顯著差異，而在不同乙烯利水劑用量下產(chǎn)量未發(fā)生顯著變化，且2種因素間互作效應(yīng)不明顯。在產(chǎn)量結(jié)構(gòu)中，每穗粒數(shù)在不同二氫卟吩鐵用量間發(fā)生原顯著變化，而有效穗數(shù)、千粒重在單個(gè)因素間、2因素互作中均未發(fā)生顯著性變化?；ê?0 d的旗葉SPAD值方面，僅不同二氫卟吩鐵用量間發(fā)生了極顯著變化。這些結(jié)果表明，該復(fù)配劑中二氫卟吩鐵的使用是增產(chǎn)的主因。

2.1.2 主要抗倒指標(biāo)方差分析結(jié)果

由表7可知，9個(gè)抗倒指標(biāo)在不同二氫卟吩鐵用量下均未發(fā)生顯著變化，這表明二氫卟吩鐵在改善小麥植株抗倒能力作用不明顯。對(duì)于株高、倒1節(jié)節(jié)長(zhǎng)和節(jié)寬，單因素及兩因素互作下均未發(fā)生顯著變化，但可以看出這3個(gè)指標(biāo)均優(yōu)于CK，且部分處理達(dá)到顯著水平。對(duì)于基部第1～3節(jié)抗折力和壁厚，在不同乙烯利用量下各指標(biāo)值均存在極顯著變化。

3 討論

3.1 二氫卟吩鐵與乙烯利復(fù)配噴施對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量形成的影響

小麥高產(chǎn)栽培中，常通過(guò)調(diào)整耕播模式、氮肥運(yùn)籌、種植密度、播期等方式構(gòu)建合理的小麥高產(chǎn)群體結(jié)構(gòu)，保證個(gè)體充分利用光能和土壤肥力，協(xié)調(diào)“源”和“庫(kù)”同步發(fā)展［18-19］。本試驗(yàn)在常規(guī)栽培模式基礎(chǔ)上，于始穗期進(jìn)行復(fù)配劑噴施處理，此時(shí)群體結(jié)構(gòu)中的有效穗數(shù)、葉面積已基本穩(wěn)定，因此增產(chǎn)途徑重點(diǎn)在于改善花后葉片光合作用強(qiáng)度、延長(zhǎng)持綠期，以增加同化物積累量；增加結(jié)實(shí)粒數(shù)、粒重，以擴(kuò)大“庫(kù)”；保證“源”向“庫(kù)”順暢轉(zhuǎn)運(yùn)同化物［14］。該復(fù)配劑由二氫卟吩鐵和乙烯利組成，這2種藥劑進(jìn)入小麥植株體內(nèi)后所起作用各異。前人研究表明，始穗期噴施乙烯利，雖能夠矮化小麥植株，增強(qiáng)莖稈抗折力，但也可能會(huì)降低每穗粒數(shù)、千粒重，減少成熟期同化物積累量及花后干物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)量，最終使得產(chǎn)量下降［13，15］。二氫卟吩鐵屬葉綠素類衍生物，使用后可抑制葉片葉綠素酶，進(jìn)而延緩葉綠素降解，提高葉綠素含量，并提高光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm），同時(shí)明顯提高活性氧清除酶的活性，清除產(chǎn)生的過(guò)量活性氧，延緩衰老，促進(jìn)花后光合同化物向籽粒中轉(zhuǎn)運(yùn)［16-17，20］。有關(guān)小麥、水稻、油菜等作物的研究表明，適期適量使用二氫卟吩鐵可顯著提高籽粒產(chǎn)量，增產(chǎn)原因在于每穗（角）粒數(shù)（及粒重）的增加［17，21-23］。

本研究表明，二氫卟吩鐵是該復(fù)配劑中促成小麥增產(chǎn)的有效成分，而乙烯利對(duì)小麥增產(chǎn)作用不明顯，在二氫卟吩鐵用量45.0 g/hm2下可實(shí)現(xiàn)平均增產(chǎn)5.82%。通過(guò)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)分析可知，其增產(chǎn)原因在于每穗粒數(shù)顯著增加，千粒重雖未發(fā)生顯著變化，但存在增長(zhǎng)趨勢(shì)，這和前人的觀點(diǎn)不盡相同。分析原因，可能是該類型復(fù)配劑可協(xié)調(diào)提高花后“源”的同化物生產(chǎn)及轉(zhuǎn)運(yùn)水平和“庫(kù)”的同化物儲(chǔ)存能力，主要通過(guò)增加每穗粒數(shù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)“庫(kù)”。關(guān)于“源”光合同化物生產(chǎn)方面，葉片葉綠素含量（SPAD值）可作為植株光合生產(chǎn)能力的重要參考指標(biāo)，其值的大小和穩(wěn)定持續(xù)期也可反映出植株體內(nèi)生理活性和衰老狀況［24-25］。本研究表明，復(fù)配劑的使用提高了花后劍葉的SPAD值，花后20 d仍保持較高水平且降幅較小，尤其是在45.0 g/hm2二氫卟吩鐵用量下，這表明二氫卟吩鐵和乙烯利復(fù)配使用，可消除乙烯利對(duì)植株生長(zhǎng)的不利影響，延緩葉片葉綠素降解，相對(duì)延長(zhǎng)葉片功能期。

3.2 二氫卟吩鐵與乙烯利復(fù)配噴施對(duì)小麥抗倒性狀的影響

通過(guò)噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑來(lái)控制作物株高、提高植株抗倒伏能力，目前已被廣泛報(bào)道。吳傳萬(wàn)等的研究表明，破口期噴施“勁豐”抗倒調(diào)理劑，可顯著降低小麥株高和穂下節(jié)間長(zhǎng)度，顯著增加基部1、2 節(jié)間的壁厚、單位節(jié)間干重以及抗折力，增強(qiáng)小麥抗倒伏能力［7］。姚海坡等的研究表明，在冬小麥上適時(shí)適量噴施多效唑、矮壯素、麥巨金、勁豐、甲哌、碧護(hù)6種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑（產(chǎn)品），較噴清水處理均可降低小麥株高、增強(qiáng)莖稈基部抗折力和抗倒伏能力，且多數(shù)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理達(dá)到顯著水平，其中多效唑、甲哌處理的綜合效果更好［9］。文廷剛等的研究表明，始穗期噴施乙烯利、勁豐（抗倒調(diào)理劑）均可顯著降低水稻株高和莖稈長(zhǎng)，提高基部節(jié)間的機(jī)械組織、薄壁組織厚度及維管束的數(shù)目、面積，同時(shí)增加莖稈中的存儲(chǔ)物質(zhì)，提高節(jié)間充實(shí)度，最終增加莖稈莖粗和壁厚，大幅提高節(jié)間抗折力，而多效唑處理則無(wú)顯著效果［26］。本研究表明，始穗期使用二氫卟吩鐵與乙烯利復(fù)配劑，能夠降低小麥株高、倒1節(jié)間、倒2節(jié)間長(zhǎng)度，而穗長(zhǎng)沒(méi)有受到影響，也能夠增加倒1節(jié)至倒5節(jié)的節(jié)寬，以及基部3個(gè)節(jié)的壁厚和抗折力。通過(guò)方差分析可以看出，乙烯利是小麥植株抗倒能力提升的有效成分；同時(shí)隨著乙烯利用量減少，抗倒能力提升效果漸趨下降，以乙烯利1.8、1.5 L/hm2用量和二氫卟吩鐵復(fù)配的綜合抗倒效果更好。結(jié)合產(chǎn)量因素，認(rèn)為A2B1、A2B2處理能兼顧小麥產(chǎn)量和抗倒伏能力，可作為進(jìn)一步開發(fā)抗倒增產(chǎn)調(diào)理劑產(chǎn)品的基礎(chǔ)配方。

4 結(jié)論

本研究表明，通過(guò)噴施乙烯利和二氫卟吩鐵復(fù)配劑，可降低小麥株高、提高植株抗倒伏能力，其中以45.0 g/hm2 0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑與1.8、1.5 L/hm2 40%乙烯利水劑復(fù)配的綜合效果較好，可明顯同步提高小麥產(chǎn)量和抗倒伏能力，因此其可作為進(jìn)一步開發(fā)抗倒增產(chǎn)調(diào)理產(chǎn)品的基礎(chǔ)復(fù)配劑。

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