調環酸鈣對小麥群體性狀和產量的調控作用

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摘要：為研究調環酸鈣對小麥群體性狀和產量的影響，應用不同劑量的10%調環酸鈣泡騰顆粒劑在襄陽和東明等地進行田間試驗。結果表明，在小麥拔節前施用調環酸鈣10%泡騰顆粒劑10～100 g/667 m²，可矮化植株高度，縮短節間長度、增加莖粗，并能增加穗長，提高千粒重和產量。其中，施用10%調環酸鈣泡騰顆粒劑50 g/667m²處理的產量最高，在襄陽和東明兩地產量分別達476.36kg/667 m²和570.85 kg/667 m²，比對照分別增產13.27%和11.80%。10%調環酸鈣泡騰顆粒劑各用量均對小麥安全，無藥害產生。

關鍵詞：調環酸鈣；生長調控；小麥；安全性

調環酸鈣是一種新型環已烷三酮類植物生長調節劑，其在植物體內模擬2-酮戊二酸的結構，競爭性地抑制羥化酶的活性，從而抑制活性赤霉素的合成，影響植物細胞的伸長，縮短許多植物的莖桿伸長。調環酸鈣最初由日本組合化學工業公司研發并申請專利，隨后在美國、德國等國家申請專利。調環酸鈣由于其低毒、低殘留，在環境中的光降解和生物降解迅速，被美國國家環保局（USEPA）定為低風險藥劑，并在多個國家登記，可在不同果樹上使用。

國外對調環酸鈣的應用研究開展較早，生產上調環酸鈣被用來控制新枝的過量生長，增加果樹和蔬菜的產量以及延緩草坪草的生長，減少割草作業次數。在蘋果樹上研究表明，調環酸鈣通過調節蘋果樹體內類黃酮的生物合成，產生一種具有顯著抗菌活性的新物質，從而提高仁果類果樹對黑星病、火疫病等病害的抗性。另外，調環酸鈣還可以提高果實中糖分的積累，從而提升果實品質。在草莓上的試驗表明，施用調環酸鈣125～189 mg/L可以有效的抑制草霉匍匐莖的形成并顯著提高草莓的產量和品質。Joshua等在花生上的研究表明，施用調環酸鈣有效成分140g/hm²，可比對照增產310 kg/hm²。近來在番茄上的研究還發現，調環酸鈣通過抑制細胞內磷酯酶D（PLD）和脂氧合酶（LOX）的活性提高細胞膜的完整性，降低細胞電解質滲漏率（EL），從而減輕番茄低溫冷害。國內對調環酸鈣的研究開展較晚，主要集中在其合成工藝和其在花生上的應用研究，在小麥上的應用鮮有報道。本試驗通過設置不同劑量的調環酸鈣對不同地區的小麥進行研究，為明確調環酸鈣對小麥生長的調控作用及對小麥的安全性，為合理使用調環酸鈣提供依據。

1.材料與方法

1.1供試材料

小麥品種為山農15號、鄭麥9023。10%調環酸鈣泡騰顆粒劑由安陽全豐生物科技有限公司生產。LI-6400XT便攜式光合作用測量系統由北京力高泰科技有限公司生產。

1.2試驗地點

試驗在兩地進行，一地位于湖北省襄陽市黃集鎮香貝兒農場，小麥品種為鄭麥9023，播種方式為人工撒播：另一地位于山東省菏澤市東明縣陸圈鎮小王莊姚寨村，小麥品種為山農15號，播種方式為機播。

1.3試驗設計與處理

分別設10%調環酸鈣泡騰顆粒劑用量10、20、50、100 g/667 m²，并設空白對照。各處理面積667m²，3次重復。在小麥拔節前施藥，采用衛士WS-18D型電動噴霧器，用液量為30 kg/667 m²。

1.4數據采集與分析

采用LI-6400XT便攜式光合作用測量系統測定光合速率。在施藥后10 d，上午10：30和14：30，每個小區取3點，隨機選取無病完整的旗葉的中部測定光合速率。每個小區重復3次，記錄測定數據。收獲前撒播田從1 m²內、條播田從1 m雙行內取30株，考察株高、節長、葉長等農藝性狀和穗長、穗粒數和千粒重等產量構成因素并記載藥害情況。分別取葉和節中間部分，使用電子游標卡尺測量葉寬和節直徑。每小區收獲4 m²脫粒測產，折合成667 m²產量。采用Excel 2013和DIS v7.05軟件進行作圖和數據分析，不同處理之間多重比較采用Duncan新復極差法，

2.結果與分析

2.1調環酸鈣對株高、節長的調控作用

襄陽的試驗結果見表1。由表1可以看出，施用調環酸鈣可降低小麥株高，其對小麥伸長的抑制作用隨用量的增加而增大，50 g/667 m²處理達顯著水平。從對各節間的調控作用來看，調環酸鈣對穗莖節的伸長抑制作用最為明顯，100 g/667 m²處理的穗莖節長度為24.64 cm，比對照縮短18.92%，差異達極顯著水平，并顯著低于50 g/667 m²處理。從對各節間直徑（莖粗）的調控作用來看，調環酸鈣對莖粗的增長有促進作用，且隨用量增加促進作用增強。其中對倒3節的作用最為突出，100g/667m²處理的節間直徑為4.07 mm，顯著高于對照和其他處理。東明的試驗結果（表2）與襄陽呈相似的趨勢。

2.2調環酸鈣對葉長與葉寬的調控作用

從表3、表4的結果可以看出，調環酸鈣對小麥旗葉和旗下葉葉長均有一定的抑制作用，且隨著用量增加抑制作用增強，但其對葉片伸長的抑制作用不明顯，除東明100 g/667m²處理的旗葉（17.18 cm）和旗下葉（24.05 cm）顯著小于對照之外，其余各處理均未達顯著水平：調環酸鈣對小麥旗葉和旗下葉葉寬有促進作用，但各處理均未達顯著水平。

2.3調環酸鈣對穗粒結構和產量的調控作用

襄陽和東明的試驗結果（表5、表6）表明，調環酸鈣可以有效增加小麥穗長、千粒重和產量。其中，對穗長的促進作用隨劑量的增加而增強。100 g/667m²處理在襄陽和東明兩地的穗長分別為9.73 cm和9.85 cm，與各自對照差異均達極顯著水平，與10g/667 m²處理和20 g/667 m²處理穗長亦達顯著水平：在10～50 g/667m²用量范圍內，各處理千粒重和產量隨劑量增大而增加，50 g/667 m²處理的產量最高，在襄陽和東明兩地產量分別達476.36 kg/667 m²和570.85 kg/667 m²，比對照分別增產13.27%和11.80%。100g/667 m²處理千粒重和穗粒均高于對照，10 g/667 m²處理和20g/667 m²處理差異不顯著：各處理對小麥穗粒數的調控作用不顯著。

2.4調環酸鈣對小麥光合作用的調控

圖1和圖2可以看出，施用調環酸鈣可以促進小麥光合速率的提高。在10-100 g/667 m²范圍內，各處理光合速率隨著劑量的增加而下降，100g/667m²處理的光合速率在襄陽和東明兩地測得數值分別為7.82 μmol/（m²·s）和7.22 μmol/（m²·s），高于各自對照，但與各自對照差異不顯著。

3.小結與討論

襄陽和東明兩地的試驗結果表明，在小麥拔節前施用調環酸鈣10-100 g/667m²，可矮化植株高度，縮短節間長度、增加莖粗，并能增加穗長，提高千粒重和產量，各處理未觀察到藥害產生。與目前廣泛應用的三唑類延緩劑相比，調環酸鈣對輪作植物無殘留毒，對環境無污染，因而有可能取代三唑類生長延緩劑，具有廣泛的應用前景。多效唑、烯效唑等抑制了幾乎所有赤霉素（GA）的合成，使植株體內多種GA水平全面下降，從而降低株高達到防止倒伏的目的，但是也表現出了對生殖生長的副作用，用量大時后期容易導致作物早衰。GA1主要存在于營養器官，控制莖葉的伸長生長，GA4主要存在于生殖器官中，控制花芽分化和穗粒發育。調環酸鈣主要阻止GA20向GA1的轉化，并不會對GA4等其他赤霉素的合成造成抑制，反而調環酸鈣能維持和延長體內既存赤霉素的活性水平，有效防止作物早衰。調環酸鈣在控旺的同時，顯著促進生殖生長，提高作物抗病害能力，達到控旺、增產和改善品質的目的，是理想的矮化劑。調環酸鈣還可通過浸種、澆灌等方式起作用。配套的施用技術還需進一步的研究。