免疫誘抗劑對(duì)水稻秧苗生長(zhǎng)與產(chǎn)量形成的影響

王曉丹，阮松林，肖文斐，易子豪，陳惠哲*

(1.中國(guó)水稻研究所，浙江 杭州 310006； 2.杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院 生物技術(shù)所，浙江 杭州 310024)

水稻生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遭受到病蟲(chóng)害侵害，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量[1]。長(zhǎng)期以來(lái)，在防治水稻病蟲(chóng)害問(wèn)題上，大多依賴(lài)對(duì)環(huán)境與生態(tài)造成較嚴(yán)重破壞的化學(xué)農(nóng)藥。現(xiàn)階段，我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域越來(lái)越追求安全無(wú)污染，在提高水稻抗病性同時(shí)提高產(chǎn)量。選擇植物免疫誘抗劑是進(jìn)行水稻田間管理的新方法[2-3]。免疫誘抗劑通過(guò)激活植物的免疫系統(tǒng)并調(diào)節(jié)植物的新陳代謝，從而增強(qiáng)植物抗病和抗逆能力[4-5]。同時(shí)，免疫誘抗劑可以促進(jìn)植物根莖葉生長(zhǎng)和葉綠素含量提高，從而提高作物產(chǎn)量[6-7]。本研究通過(guò)大田試驗(yàn)，探討植物免疫誘抗劑對(duì)水稻秧苗素質(zhì)、病害防治、產(chǎn)量及其構(gòu)成的影響，旨在為免疫誘抗劑在水稻生產(chǎn)上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)于2017—2018年在中國(guó)水稻研究所富陽(yáng)試驗(yàn)基地進(jìn)行。水稻供試品種為秈型三系超級(jí)稻中浙優(yōu)1號(hào)，免疫誘抗劑保康靈1號(hào)和保康靈2號(hào)由杭州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)中育秧旱地土取自稻田，播種量為60 g·盤(pán)-1，采用機(jī)插標(biāo)準(zhǔn)秧盤(pán)(規(guī)格58 cm×28 cm×2.8 cm)育秧。共設(shè)置4個(gè)處理：(1)保康靈1號(hào)處理(T1)，其中保康靈1號(hào)300倍液浸種，并在苗期和水稻大田移栽后穗分化期噴施2～3次，水稻生育期不施用化學(xué)農(nóng)藥；(2)保康靈1號(hào)+化學(xué)農(nóng)藥減量施用(T2)，水稻生長(zhǎng)期間按常規(guī)施用化學(xué)農(nóng)藥，其中化學(xué)農(nóng)藥施用量減1/3噴施，并同T1處理一樣施用保康靈1號(hào)；(3)保康靈2號(hào)處理(T3)，其中保康靈2號(hào)300倍液浸種，并在苗期和水稻大田移栽后穗分化期噴施2～3次，水稻生育期不施用化學(xué)農(nóng)藥；(4)保康靈2號(hào)+化學(xué)農(nóng)藥減量施用(T4)，水稻生長(zhǎng)期間按常規(guī)施用化學(xué)農(nóng)藥，其中化學(xué)農(nóng)藥施用量減1/3噴施，并同T3處理一樣施用保康靈2號(hào)。對(duì)照(CK)：種子25%咪鮮胺浸種，苗期和穗分化后期噴施化學(xué)農(nóng)藥2～3次。所有處理浸種2 d后清洗，35 ℃催芽1 d，種子露白后播種，每處理6盤(pán)。播種后將秧盤(pán)直接放在大棚中育秧。秧苗在大棚內(nèi)生長(zhǎng)20 d后，測(cè)定秧苗素質(zhì)。大田種植規(guī)格為30 cm×20 cm，每處理36 m2為一個(gè)大區(qū)，3次重復(fù)。穗分化期后，按要求噴施不同處理溶液，每667 m2用水量30 kg，至抽穗后停止噴施。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

1.3.1 成苗率

出苗5 d后選擇秧盤(pán)上具有代表性的區(qū)域調(diào)查出苗數(shù)，調(diào)查面積為90 cm2(15 cm×6 cm)，5次重復(fù)，計(jì)算成苗率。

1.3.2 秧苗素質(zhì)

播種后第20天取具代表性植株30株，測(cè)定秧苗株高、葉齡、根長(zhǎng)等，并將植株分離地上部與地下部，105 ℃殺青15 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，測(cè)定干物質(zhì)量，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.3.3 田間病害發(fā)生調(diào)查

2018年灌漿結(jié)實(shí)期調(diào)查紋枯病和白葉枯病等病害發(fā)生情況，每個(gè)處理采用五點(diǎn)取樣法，每點(diǎn)調(diào)查15株。

1.3.4 產(chǎn)量與構(gòu)成因素

水稻生長(zhǎng)到黃熟期，在每個(gè)小區(qū)取具代表性植株30叢，考查有效穗數(shù)并測(cè)產(chǎn)，取代表性植株3株考種，測(cè)定穗粒結(jié)構(gòu)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007、SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 免疫誘抗劑對(duì)水稻出苗率的影響

比較不同免疫誘抗劑處理對(duì)水稻種子出苗的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。2017年T1和T2處理的出苗率分別為80.33%和78.23%，比CK處理的66.43%分別高出17.30%和15.08%，T3和T4處理的出苗率也高于CK。2018年水稻種子出苗率與2017年基本一致。說(shuō)明免疫誘抗劑保康靈1號(hào)和保康靈2號(hào)處理對(duì)中浙優(yōu)1號(hào)水稻種子出苗有一定的促進(jìn)作用，可提高種子出苗率。

同年柱間無(wú)相同小寫(xiě)字母表示組間差異顯著。圖1 不同處理對(duì)水稻出苗率影響

2.2 免疫誘抗劑對(duì)水稻秧苗素質(zhì)的影響

由表1可知，與對(duì)照相比，2017年免疫誘抗劑處理的秧苗株高、葉齡、根長(zhǎng)、根數(shù)和干質(zhì)量等均增加，根冠比也提高。2018年，T1、T2、T3處理的株高與對(duì)照相比沒(méi)有顯著差異，T4處理株高顯著低于對(duì)照，T1、T2、T3、T4處理的秧苗根數(shù)均顯著高于對(duì)照；T1和T4處理的根冠比顯著高于對(duì)照，其他處理與對(duì)照無(wú)顯著差異。說(shuō)明免疫誘抗劑保康靈1號(hào)和保康靈2號(hào)對(duì)水稻株高、葉齡等的影響年度間存在一定的差異，但對(duì)根系數(shù)量和根冠比的影響基本一致，表明免疫誘抗劑可改善根系的生長(zhǎng)狀況。

表1 不同處理對(duì)水稻秧苗素質(zhì)的影響

注：同年同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫(xiě)字母表示組間差異顯著。表2同。

2.3 免疫誘抗劑對(duì)中浙優(yōu)1號(hào)紋枯病和白葉枯病的防治效果

2018年水稻大田生長(zhǎng)期間，在灌漿結(jié)實(shí)期調(diào)查紋枯病和白葉枯病等病害發(fā)生情況，結(jié)果見(jiàn)圖2。T1處理紋枯病病情指數(shù)最低，僅為1.60；對(duì)照組的紋枯病病情指數(shù)為2.01。T2處理白葉枯病病情指數(shù)最低，僅為1.81；對(duì)照組的紋枯病病情指數(shù)為2.79。T3和T4處理紋枯病和白葉枯病病情指數(shù)均高于對(duì)照，說(shuō)明免疫誘抗劑保康靈1號(hào)和保康靈1號(hào)減量處理可以增強(qiáng)對(duì)水稻紋枯病與白葉枯病的防治效果，保康靈2號(hào)對(duì)紋枯病和白葉枯病的防控效果不理想。

同病柱間無(wú)相同小寫(xiě)字母表示組間差異顯著。圖2 不同處理對(duì)水稻紋枯病和白葉枯病的 防治效果

2.4 免疫誘抗劑對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表2可以看出，2年試驗(yàn)中，T1和T2處理可以顯著提高水稻產(chǎn)量，與對(duì)照相比，2017和2018年T1處理分別增產(chǎn)2.82%和1.76%，T2處理分別增產(chǎn)0.15%和2.56%。T1和T2處理在穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率上也均優(yōu)于對(duì)照組，T3和T4處理的產(chǎn)量有所下降，表明保康靈1號(hào)對(duì)水稻有一定的增產(chǎn)效果。

表2 不同處理對(duì)水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

3 小結(jié)與討論

土壤和作物的動(dòng)態(tài)聯(lián)系集中于作物的根系，根系形態(tài)和生理特性與地上部的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)[8-9]。前人研究表明，根系形態(tài)指標(biāo)與產(chǎn)量、有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)、總干物質(zhì)量呈正相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性達(dá)到顯著或極顯著[10]。本研究表明，免疫誘抗劑保康靈1號(hào)可顯著增加根干質(zhì)量，利于根系吸收水分與養(yǎng)分，促進(jìn)形成壯苗，同時(shí)保康靈1號(hào)還可通過(guò)增加穗粒數(shù)進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量。保康靈1號(hào)可以顯著降低水稻紋枯病、白葉枯病的病情指數(shù)，提高病害的防治效果。

本試驗(yàn)探索了利用免疫誘抗劑保康靈1號(hào)與保康靈2號(hào)作為農(nóng)藥替代品，減少常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥使用量，同時(shí)利用免疫誘抗劑與常規(guī)化學(xué)農(nóng)藥混合使用，促進(jìn)化學(xué)農(nóng)藥的減施增效，提高了水稻中浙優(yōu)1號(hào)產(chǎn)量。通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，免疫誘抗劑保康靈1號(hào)在有機(jī)水稻生產(chǎn)中做浸種劑使用有較大發(fā)展前景[11]。