植物生長調節劑在作物上的應用研究進展

傅騰騰，朱建強，張淑貞，戴思薇(長江大學農學院，湖北荊州434025）

植物生長物質是一些調節植物生長發育的物質，可分為植物激素和植物生長調節劑2類，而植物生長調節劑又分為植物生長促進劑、植物生長抑制劑和植物生長延緩劑3大類。植物生長調節劑作用面廣、應用領域多、用量少、效果顯著、殘毒少、對環境影響小，一些栽培技術措施難以解決的問題，通過使用植物生長調節劑得到解決，如啟動或終止種子、芽及塊莖的休眠，調節性別、促進或阻止開花、誘導或控制脫落等。目前植物生長調節劑已得到廣泛應用[1-6]，產生了巨大的經濟效益與社會效益[7]。

1 植物生長調節劑對作物的影響

1．1 對作物長勢、長相的影響

植物生長延緩物質可影響調控植物的生長期、延緩花期，獲得培育壯苗、矮化防倒伏等的效果[8]。棉花的植株往往產生過多的枝葉而影響種植密度、肥料施用及采集效率，縮節胺能起到化學封頂的作用[9]，從而降低棉株高度、縮短節間、減少葉面積[10]，提高養分利用率。20世紀80年代中期以來，縮節胺在全國普遍得到推廣，為我國棉花優質、高產開拓了新局面[11]。矮壯素(CCC）可用來降低禾谷類植物莖桿高度，阻止或者減少麥子的倒伏，改變植株莖間的整齊度，從而提高分蘗成穗率[12]。此外，植物生長調節劑對作物開花控制、果實發育、器官脫落等也有影響[2，4-5]。

1．2 對植株新陳代謝、作物產量和品質的影響

植物生長調節劑可以調節作物的新陳代謝，使植物產生更高的糖分、蛋白質、油脂、乳質，并可起到催熟作用，從而獲得傳統栽培條件下難于獲得的效果[13-14]，研究表明，合理使用植物生長調節劑，有利于籽粒灌漿，并能較好地協調產量構成因素的關系，提高作物產量[13，15]。鄭飛等[16]研究表明，調節劑豐優素可以提高豫麥47號千粒重和增加粗蛋白含量。筆者2011年春季的油菜、小麥濕害修復研究亦表明，某些植物生長調節劑對改善油菜和小麥植株的代謝、避免因濕害造成嚴重減產有明顯作用。

1．3 在增強作物抗逆性上的表現

植物對逆境的適應是受遺傳性和植物激素2種因素制約的，逆境促使植物體內激素含量和活性發生變化，通過這些變化影響生理過程。潘瑞熾等[17]認為外施脫落酸能夠提高植物體內脫落酸水平，是增強植物抗逆性的重要原因。利用植物生長調節劑增強植物對逆境的抵抗能力，是作物、果樹抗逆栽培的途徑之一。

化學節水技術特別是植物生長調節劑在生產上的應用在作物抗旱栽培方面取得了一定成效[18-23]。抗旱劑旱立停(ASA）是一種植物內源性仿生制劑，是植物本身就存在的一種生長調節物質。在水分脅迫下，ASA可緩解小麥水分下降趨勢，提高葉綠素和蛋白質含量，抑制活性氧(O-2）的增加，同時提高保護酶POD、SOD、CAT的活性，還可降低水分脅迫下外滲電導率，對膜起保護作用[24]。ASA應用于水稻、玉米、大豆、馬鈴薯等多種植物，能夠自主調節植物葉片毛孔氣孔開閉，抑制葉片水分蒸騰，增強作物在水分脅迫逆境下的適應能力，顯著提高作物的抗旱性，使作物在干旱條件下仍能保持正常的生長發育，獲得較好的作物產量。

油菜素內酯(BR）能有效提高作物的抗逆能力[25]。油菜素內酯及油菜素內酯和丙環唑混用都能明顯提高棉苗高根系保護酶活性，從而增強棉苗對紅腐、立枯、炭疽病的抗逆能力[26]。外源水楊酸（SA）能夠激活番茄SOD活性，還參與植物體內茉莉酸代謝，使植物的細胞膜透性顯著降低、可溶性蛋白質含量顯著提高，從而有效清除細胞內的活性氧，改善細胞結構，增強番茄的抗寒性[27]。此外，6-芐基腺嘌呤(6-BA）、多效唑(PP333）也能提高作物的抗性[28-30]。另外值得一提的是，調控植物生長調節劑有調節植物基因表達誘導抗性[31]已開始有少數在生產上應用，如何茂華等[32]以植物生長調節劑作為誘導劑來處理棉苗，證明對抑制棉花黃萎病有效果。

江漢平原以及我國南方平原地區雨季澇漬災害頻發，內澇往往比較嚴重，農田 “四水”——降水、地表水、潛層水和地下水矛盾日益突出[33]。植物生長調節劑在棉花、小麥澇漬防治中能提高作物的自身抗性。尚振青等[34]主張在災后棉田管理中，加強化控與化學催熟2個環節中運用植物生長調節劑；陳大清等[35]、董登峰等[36]就幾種化學調節劑對小麥苗期、孕穗期受澇漬脅迫的生理效應、生長特性以及產量性狀等進行了觀察，分析了PP333、BR120、ASA對小麥抗澇漬能力的影響，指出合理使用有關植物生長調節劑可提高小麥的抗澇漬能力。

2 植物生長調節劑的配施

2．1 不同植物生長調節劑的混合配施

各植物生長調節劑之間存在著復雜的交叉反應(crosstalk），目前這一類復配劑已有較大應用市場，如“GA＋BR”、“GA＋IAA”、“IAA＋EH＋GA”，這類復配劑的出現，使植物生長調節劑更具有高效性。

2．2 植物生長調節劑與殺菌劑混用。

植物生長調節劑與殺菌劑混用能使植物生長調節劑產品同時具有殺菌及調節植物生長發育的功效，將調節作用、促進作用和治療作用同時作用于植物體上，從而達到降低用藥量、減少對環境及有益生物危害、穩定地防治病害的效果[37]。研究表明，單獨使用殺菌劑由于效果單一、環境殘留量大、抗藥性產生，已不符合農業可持續發展的有害生物的綜合治理(IPM）的主導方針，而植物生長調節劑與殺菌劑混用往往能提高殺菌劑的效果，減少殺菌劑的用量，能很好地緩解殺菌劑生產使用過程中的諸多壓力[31，38-39]。

2．3 植物生長調節劑和肥料及微量元素混用

肥料與植物生長調節劑混施的研究多集中在糧食作物[40-41]，復合施用利于發揮各自的生理效應，提高勞動效率，降低生產成本，提高經濟效益。王志勇等[42]研究表明，肥料和生長調節劑的較優搭配能增強高羊茅草坪草的抗熱性、保護酶活性和體內氮磷鉀的積累，并且能有效調節高羊茅密度和株高，為高羊茅順利越夏提供基礎。

3 展望

植物生長調節劑的環境殘留問題和對人畜的健康問題是公眾比較關心的問題，是人們在應用植物生長調節劑時首先考慮的問題。今后在植物生長調節劑應用過程中，要研究其在土壤食物鏈中的殘效與殘留問題及方便高效的檢測技術，評價其對環境的安全性。在研發新型植物生長調節劑時必須樹立生態環保的觀念，利用天然植物及海洋資源或發酵產物作為提取植物生長調節劑的原料將是重要的發展方向；要盡量選用殘效期短、毒性低的品種，做到科學施用。同時要興除利弊，安排好茬口和作物品種，做好再利用殘留有效成分的工作[43]。另外，根據不同區域作物生產中出現的諸如高低溫、旱澇、病蟲草害等問題，研究針對性強、更環保的植物生長調節劑及其與化肥、農藥、除草劑等的配合使用，將成為今后的熱點。

[1]顧萬榮，葛自強，陳 源，等．中國作物化控栽培工程技術研究進展及展望 [J]．農業工程科學，2005，21（7）：400-405．

[2]陶龍興，王 熹．植物生長調節劑在農業中的應用及發展趨勢 [J]．浙江農業學報，2001，13（5）：322-326．

[3]Bandara P M S，Tanino K K．Paclobutrazol enhances minituber production in Norland potatoes [J]．Plant Growth Regul，1995，14：151-155．

[4]楊秀榮，劉亦學．植物生長調節劑及其研究與應用 [J]．天津農業科學，2007，13（1）：23-25．

[5]潘瑞熾．植物生理學 [M]．北京：高等教育出版社，2008．

[6]張小冰．新型植物激素——油菜素內醋在農業上的應用 [J]．山西生物教學，2009，34（1）：4-6．

[7]王 熹，俞美玉，陶龍興，等．作物化控原理 [M]．北京：中國農業科技出版社，1997．

[8]潘瑞熾．植物生長延緩劑的生化效應 [J]．植物生理學通訊，1996，32（3）：161-168．

[9]張 亞，何錄秋，王 芳，等．環洞庭湖區棉花早衰原因與對策 [J]．湖南農業科學，2009，（4）：17-18．

[10]York A S．Cotton cultivar response to mepiquat chloride [J]．Agron，1983，75：663-669．

[11]馬空軍，孫月華，馬鳳云．植物生長調節劑在棉花上的應用現狀 [J]．新疆大學學報，2002，（S1）：8-10．

[12]Matthews S，Koranteng G O，Thomson W O．Tillering and ear production：opportunities for chemical regulation [A]．Hawkins A F，Jeffcoat B．Opportunities for manipulation of cereal productivity [C]．Monogr：BPGRG，1981：88-96．

[13]秦武發，董永華，張彩英．開花后噴施植物生長調節物質對小麥籽粒、千粒重、蛋白質含量和沉降值的影響 [J]．植物生理學通訊，1996，32(2）：124-125．

[14]Brenner M L．The role of hormones in photosysthate partingand seed filling [A]．Davis P J．Plant Hormones and Their Role in Growth and Development[C]．Hague：Martinus Nijihoff Publishers，1987：473-479．

[15]朱鳳榮，邱宗波．植物生長調節劑對小麥產量及產量構成的影響 [J]．平原大學學報，2003，20（2）：61-62．

[16]鄭 飛，臧秀旺，黃保榮，等．全程化控技術對豫麥47號品質及產量的影響 [J]．河南農業科學，2001，10（1）：15-18．

[17]潘瑞熾，李 玲．植物生長發育的化學控制 [M]．廣州：廣東高等教育出版社，1995：140-152．

[18]梁 杰．噴施抗旱劑對小麥抗旱增產的研究 [J]．吉林農業科學，2000，25（2）：41-44．

[19]孫洪波．新型抗旱劑對小麥增產原因的分析 [J]．山東師范大學學報，2000，15（1）：73-76．

[20]張憲政．M1增產素對小麥抗旱增產生理效應初報 [J]．沈陽農業大學學報，1992，23（1）：59-60．

[21]羅文新，王韶唐．植物生長抑制物質對小麥抗旱性的影響 [J]．干旱地區農業研究，1992，14（1）：32-36．

[22]王 敏，姚維傳．植物生長調節劑對干旱脅迫下大豆幼苗生長的影響 [J]．水土保持學報，2005，19（4）：190-195．

[23]董永華，吉 平．生長素和赤霉素對土壤干早條件下小麥幼苗生理特性的影響 [J]．華北農學報，1998，13（3）：18-22．

[24]汪曉峰，張憲政．ASA提高小麥抗旱性生理效應的研究 [J]．植物學通報，1998，15（3）：48-50．

[25]賈洪濤，張立富．油菜素內酯提高小麥萌發期間抗鹽性機理初探 [J]．臨沂師范學院學報，2001，23（4）：58-59．

[26]蔣家珍，姜世聚，邱立紅，等．油菜素內酯與丙環唑互作對棉苗病害的影響及機理研究 [J]．湖南農業科學，2004，（5）：49-51．

[27]張亞新．水楊酸(SA）對植物抗寒性的影響 [J]．國外建材科技，2007，28（3）：18-20．

[28]呂 俊，朱利泉，沈福成，等．6-BA誘導的過氧化氫酶及其在提高水稻抗寒力中的作用研究 [J]．中國農學通報，2005，21（12）：64-66．

[29]徐秋曼，陳 宏，高 虹，等．多效唑提高水稻幼苗抗低溫能力的機理初探 [J]．西北植物學報，2002，22（5）：1236-1241．

[30]王三根，粱 穎．6-BA對低溫下水稻幼苗細胞膜系統保護作用的研究 [J]．中國水稻科學，1995，9（4）：223-229．

[31]么文超，蔣勤軍．植物生長調節劑與殺菌劑互作對早熟禾夏季斑的防治 [J]．草地學報，2009，17（3）：372-376．

[32]何茂華．植物生長調節劑誘導棉花抗黃萎病效應及與殺菌劑聯合作用研究 [D]．泰安：山東農業大學，2003．

[33]劉章勇，雷慰慈，陳 阜．江漢平原澇漬生態環境的演替及其驅動力分析 [J]．科技進步與對策，2004，21（8），158-159．

[34]尚振青，李 妙，萬艷霞．棉田雹澇災后管理技術 [J]．現代農業科技，2009，（16）：64．

[35]陳大清，董登峰，駱炳山，等．澇漬逆境下化學調節劑對苗期小麥生理特性的影響 [J]．湖北農學院學報，1998，18（2）：85-86．

[36]董登峰，駱炳山，陳大清．澇漬逆境下化學調節對孕穗期小麥生理特征和產量性狀的影響 [J]．廣西農業生物科學，1999，18（4）：258-260．

[37]蔣家珍，吳學民．植物生長調節劑與殺菌劑互作對棉苗病害的作用機理 [J]．湖北農業科學，2004，（5）：49-51．

[38]王成菊，李常平．植物生長調節劑與殺菌劑互作對棉花立枯病的影響 [J]．農藥，2003，（12）：36-38．

[39]劉義娜．植物生長調節劑與殺菌劑互作對棉花苗期病害的作用及其作用機理 [D]．北京：中國農業大學，2003．

[40]史宏志，梁芳芝，湯繼華．盛花期噴施多效唑和氮磷鉀肥對夏大豆的保莢增產效應 [J]．河南農業大學學報，1994，28（1）：37-40．

[41]范秀珍，肖華山，劉德勝，等．三十烷醇和磷酸二氫鉀混用對水稻的生理效應 [J]．福建師范大學學報(自然科學版），2003，19（4）：80-84．

[42]王志勇．磷鉀肥和多效唑對高羊茅越夏性的影響研究 [J]．草業科學，2006，23（9）：119-122．

[43]潘朝陽．植物生長調節劑的發展前景 [J]．安徽科技，1997，（4）：24-26．