作物化學調控研究進展

張曉明

摘要 本文主要從化學調控技術的研究與發展歷程、化學調控技術在主要作物上的應用及實際應用中存在的問題幾方面進行了綜述，以期為以后進一步的深入研究提供參考。

關鍵詞 作物；化學調控；植物生長調節劑

中圖分類號 S311 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）10-0135-02

植物生長調節劑是一種人工合成、具有植物激素活性劑功能的化學物質，英文名為plant growth regulator（簡寫為PGRs）。PGRs具有影響植物內源激素系統的作用，進而對植物的生長發育具有一定的調控作用[1]。作物化學調控技術（crop chemical regulation）是指人們為了使作物朝著人們預期方向或目標生長而采取的一系列調控手段，而利用添加植物生長調節劑（PGRs）的手段進行物質代謝改變植物內源激素的構成[2]，且PGRs已經被公認為是21世紀國內外農業產業中的關鍵性技術手段[3]。傳統的農業生產技術通常通過調節外界環境因素（例如水、氣、光、熱等）提升農產品的品質及產量，而作物化學調控方法則更加注重內在因素的刺激與調控，根據人們的需求對作物生長發育進行調節。

1 化學調控技術的研究與發展歷程

1928年荷蘭人Went首先發現植物激素，經過近100年的發展，植物激素在作物花期及坐果期的調控作用十分突出，并取得了巨大成就[4]。隨著研究的快速發展，這一領域已成為學界研究的熱點，有近100種的PGRs廣泛應用于農業生產。由于各地區的農業發展水平不同，地貌、氣候差異巨大，PGRs的具體使用種類也各異。例如植物脫葉劑、矮化劑、干燥劑等在歐美國家普遍使用，原因在于歐美國家農業機械化程度較高，采用上述PGRs能夠有效提高機械化生產效率。而在日本，GA3被廣泛用于生產無核葡萄、打破馬鈴薯的休眠期，其原因在于日本農業更加注重提升農產品的品質[5]。由于中國人口眾多，其農業生產通常更加注重農產品的產量，我國科學家將多效唑應用于水稻、油菜的生產中，實現了顯著的增產效果，根據統計數據顯示，我國是世界上應用推廣多效唑最多的國家[6]。

可以說，國外作物化學調控市場已經趨于成熟，PGRs已經進入了一個高速更新換代的階段。隨著全球經濟的不斷發展，對農產品的需求提出了更高要求，這也對PGRs的研究與推廣提出了更高的標準，也預示著PGRs具有非常廣闊的市場前景。

2 化學調控在主要作物上的應用

2.1 農作物提質增產

農作物生產的最終目的是產量，地理氣候和品種的差異是影響作物產量最關鍵的兩大因素。PGRs的調控作用很難一概而論，不同時期、不同作用部位、不同作用機理條件下，PGRs的調控效果可能存在很大的差異性[7]，進而對農作物的產量與品質的調控效果也千差萬別。馬雪梅等[8]發現，通過探索在水稻不同生長時期使用不同的PGRs，最終可以實現增加產量、提升品質的目的。具體而言，在水稻分化期時使用噸田寶能夠有效促進細胞組織分化、提升葉綠素含量、加快水稻生長發育，研究數據表明，可以有效增產9.8%～17.3%；除此之外，水稻齊穗后期聯合噴施多效唑和6-BA，可以提高籽粒中胚乳淀粉含量，有效提升水稻品質，也可以利用PGRs定向調控米粉稻中稻米直鏈淀粉的含量來改善稻米品質[9]。

2.2 作物株型結構塑造

作物獲得高產，良好的株型和合理的群體結構是基礎[10]。農作物倒伏問題的出現，關鍵原因在于農作物的植株較高、較細。因此，在農作物生長的關鍵時期，合理施用PGRs可抑制農作物徒長，進而降低農作物高度、增加植株的直徑，并能夠有效提升莖稈中木質素、纖維素等的含量，進而提升莖稈韌性，最終提升農作物的抗倒伏能力，降低倒伏帶來的經濟損失[11]。此外，作物的抗莖倒能力也是衡量作物特性的重要指標之一。研究結果表明，對于玉米等作物，可通過施用植物生長調節提升抗莖倒能力[12]。

2.3 提高作物抗逆性

首先，遺傳因素是影響作物抗逆性最關鍵的因素。其次，植物激素含量、活性的變化也是影響作物抗逆性的重要因素，因而通過調控植物體內激素含量及活性機理能夠有效提升作物的抗逆能力[13]。鹽脅迫會阻礙種子中核酸與蛋白的合成，破壞有絲分裂，影響種子發芽及幼苗的生長發育。例如，在我國長江中上游地勢較低的小麥產區，由于經常遭受澇漬災害的影響，小麥的產量及品質受到嚴重威脅，可通過使用PGRs來提升小麥中抗氧化酶含量，提升小麥根系活力，進而抵抗澇漬帶來的影響[14]。除此之外，另有研究發現，通過采用PGRs浸種處理，能夠有效緩解玉米苗期干旱帶來的影響[15]。某些富含赤霉素、水楊酸以及脫落酸等低分子PGRs對提升農作物的抗干旱、抗低溫能力有顯著作用，為農業生產防災減災生產帶來了新的啟示。

3 化學調控技術在應用中存在的問題

PGRs雖然具備提升產量、提高品質、增強作物抵抗力等一系列優勢，但其畢竟是一種人工合成的化學物質，從某種程度上說可視為一種植物農藥。通常情況下，其毒性較低且殘留較少，經過微生物分解、雨水沖釋等作用后不會對人畜、作物、土壤等造成危害。但如果PGRs使用不當，在用量不斷增大的情況下其所造成的危害也日益凸顯，應引起人們的高度重視。

4 展望

隨著農業科技的飛速發展，作物化學防控技術已逐步成為業界研究與推廣的熱點。眾所周知，化學調控給農業生產注入了強勁動力，不僅實現了農產品的高產、穩產，還有效提升了品質、效益。例如打破環境因子的限制，簡化常規栽培技術體系，有助于提高生物效應、生產效果、經濟效益和安全性。目前，我國在大田作物化學調控方面已走在了世界前列，取得了豐碩成果。近年來，隨著化控調節技術研究的深入，向混合型試劑方面發展、注重試劑多重功效和相互配合使用，以及防止污染、殘留等成為今后研究的主流。

5 參考文獻

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