3種不同結構的蕓苔素內酯在小麥上的應用研究

孫 曉 ，姜興印 ，姚晨濤 ，喬治華 ，姚向峰 ，于灝泳 ，張建業

（1.山東農業大學植物保護學院，山東泰安 271018；2.山東省農藥毒理與應用技術重點實驗室，山東泰安 271018）

蕓苔素內酯是一種活性極強的新型甾醇類物質，是國際公認的高效、低毒的植物生長調節劑[1]，也是當前中國發展高產、優質、高效農業和生態農業最有生機和活力的一種新型物質[2]。小麥作為我國的三大谷物之一，其品質、產量和投入產出比關系到我國糧食的穩定。我國是世界最大的小麥生產國和消費國，保持小麥的高產和穩產尤為重要[3-4]。據統計，我國小麥產量逐年上升，但是在糧食總產量所占的比重基本無變化。在此形勢下，我國更加注重植物生長調節劑的使用，以此來提高小麥的產量和品質，提升我國小麥的競爭優勢[5]，近年來蕓苔素內酯在小麥上登記的數量顯著增加即是一佐證。自1970年從油菜花粉中提取出蕓苔素內酯

到目前為止，人類已經發現了70余種蕓苔素內酯，其中結構相似、活性較高的有28-表高蕓苔素內酯、24-表蕓苔素內酯、28-高蕓苔素內酯。研究比較這3種結構的蕓苔素內酯在小麥上的作用效果具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地地勢平坦，土壤為沙壤土。土壤養分質量比：全氮1.2 g/kg，堿解氮85.2 g/kg，速效磷52.6 g/kg，速效鉀128.4 g/kg，有機磷8.9 g/kg。土壤pH值為7.18。小麥的生長條件（土壤類型、土壤肥力、品種、播栽期、行距等）均一致。試驗期間殺蟲劑、殺菌劑正常使用，且不使用其他植物生長調節劑。

1.2 試驗方法

試驗藥劑：85.8%24-表蕓苔素內酯原藥、92.1%28-高蕓苔素內酯原藥、92%28-表高蕓苔素內酯原藥均由張掖市大弓農化有限公司提供。

試驗處理：小麥田間試驗使用的品種是“泰農18”，在泰安市寧陽縣小麥田中進行，土壤為沙壤土。田間試驗采用莖葉噴霧處理進行施藥，根據預實驗，每種結構的蕓苔素內酯分別設5個質量比，分別為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08 mg/kg，加空白對照（CK），共6個處理，每個處理3次重復，每個小區面積為30 m2（10 m×3 m），小區采用隨機區組設計，田間管理條件一致。施藥方式為莖葉噴霧法（MATABI Super Green16手動儲壓式噴霧器），在小麥苗期、揚花期和灌漿期共施藥3次。

1.3 調查內容

在小麥返青期，測量小麥株高、根長和分蘗數；在小麥收獲時，根據五點取樣法，每小區共取5 m2（1 m×5 m），調查小麥的穗粒數，晾干后測量千粒重，根據小區產量換算出小麥的畝產量；以此來評價3種結構蕓苔素內酯在小麥上進行莖葉噴霧處理的最佳應用結構和使用劑量。試驗根據《農藥田間藥效試驗準則第26部分：棉花催枯劑試驗》（NY/T 1464.26—2007）進行，從每個小區中間3行未定點小麥上共摘取50個麥穗，晾干進行品質檢測，測定小麥的蛋白質、淀粉和水分含量。蛋白質含量的測定采用凱氏自動定氮儀法[6]，使用的儀器是K9840自動凱氏定氮儀和SH220F石墨消解儀。淀粉含量的測定參照蒽酮比色法[6]。

采用Microsoft Execl 2010和IBM SPSS Statistics 20軟件進行數據處理，采用鄧肯新復極差法（P＜0.05）進行差異顯著性分析，使用Origin 2019進行圖表的繪制。試驗結果為兩年試驗的平均值。

2 結果分析

2.1 對小麥生長量的影響

由表1可見，小麥經24-表蕓苔素內酯、28-高蕓苔素內酯和28-表高蕓苔素內酯莖葉噴霧處理后，各處理間的株高和千粒重差異顯著，根長、穗粒數、根數和分蘗數差異不顯著。各處理小麥生長量均優于空白對照。在苗期株高方面，處理質量比為0.04 mg/kg和0.06 mg/kg的28-高蕓苔素內酯的株高較高，分別為18.42 cm和18.48 cm，較空白對照的株高分別增高了1.10 cm和1.16 cm，增加效果顯著。0.06～0.08 mg/kg 24-表蕓苔素內酯和0.04～0.06 mg/kg 28-表高蕓苔素內酯處理的小麥生長量較好。在苗期根長方面，3種結構蕓苔素內酯的各處理均使根長增加，其中，0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內酯處理的小麥根長增加顯著，平均根長為13.26 cm；比空白對照的根長增加0.68 cm，其根數每株增加了0.37根。在分蘗數和穗粒數方面，0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內酯和0.04 mg/kg 28-表高蕓苔素內酯均表現出較為突出的效果，分別為2.64個/株、45.93個/穗和2.57個/株、45.76個/穗。在千粒重方面，0.04、0.06 mg/kg 28-高蕓苔素內酯處理表現較好，較空白對照的44.87 g分別增加2.57 g和2.48 g。

表1 3種不同結構的蕓苔素內酯噴霧處理對小麥生長量的影響

2.2 對小麥產量和增產率的影響

3種不同結構的蕓苔素內酯噴霧處理對小麥產量和增產率的影響見圖1。在0.02 mg/kg、0.04 mg/kg質量比下，28-高蕓苔素內酯的產量均高于其他兩種蕓苔素內酯的產量，且28-表高蕓苔素內酯的產量高于24-表蕓苔素內酯的產量。隨質量比的增加，各處理小麥的產量增加率有所回落；但與對照相比均有一定的增產作用。

圖1 3種不同結構的蕓苔素內酯噴霧處理對小麥產量和增產率的影響

在28-高蕓苔素內酯和28-表高蕓苔素內酯的不同處理中，其0.04 mg/kg的質量比處理對小麥的增產率均最高；當質量比大于0.04 mg/kg時，上述2種蕓苔素內酯處理的小麥增產率均隨質量比升高而下降。

在24-表蕓苔素內酯的不同處理中，0.06 mg/kg的質量比處理對小麥的增產率最高；當質量比大于0.06 mg/kg時，小麥的增產率隨質量比的升高而下降。

2.3 對小麥中營養成分質量分數的影響

由表2可見，3種結構的蕓苔素內酯對小麥中淀粉的含量有明顯的提升作用，各處理之間差異顯著。其中0.04mg/kg28-高蕓苔素內酯提升作用最顯著，淀粉含量達67.59%，比空白對照的淀粉含量增加2.31%；其次是0.06 mg/kg 28-表高蕓苔素內酯。3種結構的蕓苔素內酯對小麥蛋白質含量的提升作用不大，各處理間無明顯差異，但是均略高于空白對照。3種結構的蕓苔素內酯對小麥水分含量無明顯影響。

表2 3種結構的蕓苔素內酯噴霧不同處理對小麥營養成分含量的影響

3 結論與討論

研究表明，一定濃度的28-高蕓苔素內酯可以提高小麥產量[7-8]。戴愛梅等[9]通過比較穗粒數、穗數和千粒重等數據證明蕓苔素內酯對小麥的增產作用，且在小麥上使用蕓苔素內酯可明顯降低生產成本。本試驗根據以上指標對比3種結構的蕓苔素內酯對小麥產量的影響，發現3種結構的蕓苔素內酯對小麥穗粒數和千粒重提升明顯，也能提高苗期的根數、株高、根長和分蘗數，與戴愛梅等的研究結果相似，其中具有顯著增產作用的是28-高蕓苔素內酯。吳明榮等[9]從淀粉含量和蛋白質含量方面分析了蕓苔素內酯對小麥品質的影響，并發現蕓苔素內酯處理對小麥的淀粉含量和蛋白質含量無明顯影響。但本試驗研究結果顯示，蕓苔素內酯能較好地提升小麥淀粉的含量，與吳明榮等[10]的研究結果不同，可能是由于試驗田內氮元素含量不同，或是使用的小麥品種不同。另，本試驗在淀粉含量方面的研究結果與解備濤[11]的研究結果有相似性，蕓苔素內酯在一定濃度范圍內有助于提高小麥淀粉的含量。但是對蛋白質和水分含量無顯著影響。因此，在提高小麥產量和品質方面，建議使用0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內酯、0.04 mg/kg 28-表高蕓苔素內酯和0.06 mg/kg 24-表蕓苔素內酯，以上3個處理的作用效果依次遞減。其中0.04 mg/kg 28-高蕓苔素內酯在提高產量的同時能夠較大程度地提高小麥淀粉的含量，因此較為推薦使用。