葉面噴施抗逆制劑對小麥灌漿特性及產量的影響

楊 娜，席吉龍，席天元，王 珂，姚景珍，張建誠

（山西省農業科學院棉花研究所，山西運城044000）

小麥是我國乃至世界主要的糧食作物之一，其產量高低關系到國計民生和糧食安全[1]。近年來，受全球氣候變暖影響，春季氣溫回升不穩定，常出現驟升驟降現象，對小麥生產造成較大的影響[2-4]。春季凍害已成為影響小麥高產穩產的主要氣象災害因子之一[5]。拔節期是小麥生長發育、幼穗分化的重要時期，也是溫度敏感期[6]。拔節期小麥遭受嚴重的倒春寒，會導致分蘗節全部或部分凍死，對小麥造成不可逆轉的傷害[7]。拔節期低溫會造成小麥葉綠素合成受阻、酶系統失活、光合作用效率降低等影響[6，8]。前人關于低溫對小麥生理和產量的影響研究較多，但相關研究多以人工模擬低溫為主[9-12]，自然低溫凍害出現后噴施抗低溫制劑對小麥產量和籽粒灌漿特性的研究鮮有報道。

本研究以山西南部2018 年4 月7 日凌晨出現的自然凍害為條件，通過葉面噴施不同抗逆制劑，研究低溫災害發生后不同抗逆制劑對小麥灌漿特性、光合特性以及產量性狀的影響，以期為小麥生產遭遇低溫災害后噴施抗逆制劑減災提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗在山西省農業科學院棉花研究所牛家凹農場（35°11′N，111°4′E）進行。試驗地地勢平坦，土壤為壤土，播前基礎土壤養分含量分別為有機質15.01 g/kg、全氮0.901 g/kg、有效磷10.83 mg/kg、有效鉀157.5 mg/kg。2018 年4 月7 日凌晨出現晚霜凍，最低氣溫-3～-2 ℃，低溫持續時間5～6 h。

1.2 試驗材料

供試小麥品種為濟麥22；供試5 種抗逆制劑為：旱地龍、天達2116、磷酸二氫鉀、脫落酸、kn-8，其中，kn-8 由山西省農業科學院棉花研究所抗逆減災課題組研制。

1.3 試驗方法

試驗共設6 個處理，分別為：T1.旱地龍（500 倍稀釋液）；T2.天達2116（600 倍稀釋液）；T3.磷酸二氫鉀（600 倍稀釋液）；T4.脫落酸（10 mg/kg）；T5.kn-8（500 倍稀釋液）；T6.清水（CK）。試驗采用隨機區組設計，小區面積15 m2，4 次重復，噴施時間為2018 年4 月11 日。2017 年10 月7 日小麥前茬作物玉米收獲后秸稈直接還田。10 月11 日播種小麥，播種前精細整地，底施重過磷酸鈣（P2O5含量46%）390 kg/hm2、尿素（N 含量46%）480 kg/hm2，12 月4 日澆越冬水。2018 年6 月11 日收獲。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 光合特性測定 用LCpro 便攜式光合儀，選擇晴朗天氣于9：00—11：00 在葉片相同部位進行光合參數測定，每小區隨機測定3 個葉片。

1.4.2 灌漿速率測定 每小區選擇開花一致的穗子進行掛牌標記，自5 月4 日開始取樣，每7 d 取樣一次直至收獲。每小區取10 穗，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒質量，脫粒后稱量籽粒干質量，并計算千粒質量。

1.4.3 產量及其構成因素測定 收獲期各小區選有代表性的1 m2調查成穗數；隨機取10 株進行室內考種，測定穗粒數；從收獲風干的籽粒中隨機抓取500 粒，重復2 次，計算千粒質量；各小區單獨收獲測定產量。

1.5 數據處理

利用SPSS 數據處理系統進行數據統計分析和模擬回歸，利用Excel 軟件進行作圖及數據分析。

采用Logistic 作物生長方程，將粒質量的增長過程進行回歸模擬[13]，建立粒質量增長過程模型，灌漿參數由方程的一階導數和二階導數推導[14]。

2 結果與分析

2.1 不同抗逆制劑對小麥光合特性的影響

由表1 可知，除T3 處理外，其余處理的光合速率、蒸騰速率和氣孔導度均高于對照，T1 處理的光合速率最高，T5 處理次之，且與T1 處理間差異不顯著，光合速率增加有利于同化產物的積累，促進小麥千粒質量提高；蒸騰速率以T5 處理最高。胞間CO2濃度以T1 和T5 處理較低，與對照間差異顯著，說明噴施旱地龍和kn-8 后小麥葉片凈光合速率升高，使得胞間CO2濃度降低。

表1 不同抗逆制劑對小麥葉片光合特性的影響

2.2 不同抗逆制劑對小麥灌漿速率的影響

圖1 反映了各處理小麥開始灌漿后的粒質量增長趨勢。由圖1 可知，各處理灌漿期的粒質量增長皆表現為前慢、中快、后慢。灌漿初期各處理的籽粒干物質積累量相近，中期均明顯超過對照，后期增加幅度減小，但仍高于對照。

2.3 不同抗逆制劑處理的小麥籽粒質量積累模型

對6 個處理籽粒干質量積累以Logistic 曲線方程Yt＝k/（1＋ea＋bt）進行模擬回歸，各處理的決定系數高達0.994 7 以上（表2），說明Logistic 模型可以很好地反映小麥籽粒灌漿過程。由表3 可知，不同抗逆制劑延長了第1 拐點和第2 拐點出現的時間，快速增長期（出現第1 拐點與第2 拐點時間的差值）較對照分別延長了0.91～1.57，2.22～3.83 d，灌漿時間的延長有利于光合產物的積累，促進粒質量的增加。5 種抗逆制劑以天達2116 和kn-8 快速增長期持續時間長，這也是其千粒質量較高的原因所在。平均灌漿速率較對照有所增加，但最大灌漿速率并未增加。綜合可知，影響小麥千粒質量主要是灌漿時間的延長。

表2 不同抗逆制劑處理下粒質量模擬方程及決定系數

表3 不同抗逆制劑處理對小麥灌漿特征參數的影響

2.4 不同抗逆制劑對小麥產量及其構成因素的影響

由表4 可知，噴施不同抗逆制劑的小麥產量均高于清水對照，增幅為0.14%～9.34%，T1 處理最高，T5 處理次之，二者間差異不顯著，與對照間差異達極顯著水平，其余3 種制劑與對照間差異不顯著。說明，噴施旱地龍和kn-8 葉面制劑可有效補救拔節期低溫災害對小麥的影響。

表4 不同抗逆制劑對小麥產量及其構成因素的影響

從產量構成因素看，5 種抗逆制劑處理的成穗數比對照增加19.4 萬～50.0 萬穗/hm2，以T2 處理最高，T5 處理次之，分別比對照增加10.87%和10.28%，二者與對照間差異達顯著水平。噴施5 種抗逆制劑后穗粒數比對照增加3.1～7.8 粒，以T5處理增幅最大，差異達到極顯著水平；千粒質量較對照增加1.17～2.41 g，以T2 處理增加最多，T5 處理次之，二者與對照間差異達極顯著水平。結果表明，與對照相比，噴施抗逆制劑旱地龍和kn-8 能夠顯著提高穗數，增加穗粒數，延長灌漿時間，顯著提高千粒質量，從而提高產量。

3 結論與討論

黃淮海地區是我國冬小麥的主產區，以氣溫升高為主要特征的氣候變化，使春季低溫災害風險加大。低溫是山西省發生的重要氣象災害之一，倒春寒引發的小麥晚霜凍年際發生頻率為30%～40%，晚霜凍成災面積上升，危害程度加重。應對小麥凍害的主要措施是災前預防和災后補救，而災后葉面噴施抗逆制劑是減輕低溫對小麥的影響、降低災害程度的一項行之有效的補救措施。

前人對灌漿特性與產量的關系研究表明，加快灌漿速率[15]或延長灌漿持續時間[16]是提高產量的重要途徑。近年來，抗逆制劑種類逐漸增多，其對小麥產量的影響主要表現在光合作用和籽粒灌漿方面。李淑能等[17]通過在小麥不同生育階段噴施復合葉肥綠榮追施寶認為，小麥產量的提高是由于葉片功能期的延長增加了粒質量。春小麥噴施一定濃度ALA（5-氨基乙酰丙酸）葉面肥能夠提高小麥葉片的光合作用，增加籽粒灌漿速率[18]。磷酸二氫鉀噴施能夠顯著增強小麥抗低溫冷害的能力[19]，促進小麥中前期灌漿，同時延緩后期旗葉的衰老[20]。因此，葉面噴施抗逆制劑是改善作物抗逆性、提高產量的一項重要栽培技術[21-23]。

本研究對5 種抗逆制劑在小麥凍害后的應用進行分析，結果表明，噴施抗逆制劑在提高小麥的光合速率、延緩葉片衰老、延長小麥灌漿時間，提高千粒質量、增加穗粒數，降低凍害風險有明顯效果，但降低小麥凍害風險應從多方面采取措施，在選擇耐寒品種的同時，合理運籌水肥，并進行化學調控，才能最終達到提高抗低溫風險的能力。

本研究噴施的抗逆制劑能不同程度地提高小麥產量，產量較對照增加0.14%～9.34%。綜合光合特性、灌漿特性和產量表現，自研制劑kn-8 和旱地龍的抗逆減災效果較好。