苗期不同濃度多效唑對南方晚粳稻秧苗素質、莖蘗動態及產量的影響

成臣 雷凱 程慧煌 王盛亮 朱博 盧占軍 高冰可 王斌強 石慶華 曾勇軍, *

苗期不同濃度多效唑對南方晚粳稻秧苗素質、莖蘗動態及產量的影響

成臣1, 2, #雷凱1, 3, #程慧煌1, 4王盛亮1, 5朱博2盧占軍2高冰可3王斌強3石慶華1曾勇軍1, *

(1作物生理生態與遺傳育種教育部重點實驗室/江西省作物生理生態與遺傳育種重點實驗室/江西農業大學雙季稻現代化生產協同創新中心/南方糧油作物協同創新中心，南昌 330045；2贛南師范大學 生命與環境科學學院/國家臍橙工程技術研究中心, 江西 贛州 341000；3九江農業科學院，江西 九江 332101；4江西省棉花研究所，江西 九江 332105；5江西省高安市農業農村局，江西 宜春 330800；#共同第一作者;*通信聯系人，E-mail: zengyj2002@163.com)

【】通過噴施多效唑來達到高產所需的足穗，解決南方晚粳稻有效穗數不足的問題。設計以品種為主區、多效唑濃度為副區的裂區試驗。以鎮稻11和甬優2640為晚粳稻材料，以晚秈稻H優518為對照；多效唑濃度(以有效成分計)分別設A1(0 mg/L)、A2(84 mg/L)、A3(120 mg/L)、A4(156 mg/L)和A5(192 mg/L)共5種施用水平。2014—2015年評估了不同濃度多效唑對南方晚粳稻秧苗素質、莖蘗動態及產量的影響。隨多效唑濃度增加，2年各品種秧苗苗高均逐漸降低；H優518及甬優2640秧苗葉齡及SPAD值逐漸增加，而鎮稻11卻先增后降；三品種秧苗單株根長、根數、分蘗數以及有效穗數、結實率、籽粒充實度和產量均隨苗期噴施多效唑濃度的增加呈現先增后降趨勢，其中H優518及甬優2640兩品種的上述指標均在A4時最高，鎮稻11在A3表現最佳。噴施適宜濃度多效唑可顯著提高水稻秧苗素質、有效穗數及產量。其中，H優518及甬優2640以A4(156 mg/L)時產量表現最好，而鎮稻11卻在A3(120 mg/L)時產量達到最高。

多效唑；晚粳稻；秧苗素質；莖蘗動態；產量

隨著居民飲食習慣的改變及生活水平的提高，粳米的需求量也逐年增加，擴大粳稻種植面積及提高粳稻總產量可有效緩解我國粳米供不應求的現狀[1]。東北三省是我國粳稻主產區，其粳稻種植比例約為93.7%；長江中下游地區如江蘇、上海及浙江等單季稻發展也較好。江西、湖南等南方雙季稻區是我國糧食主產區，目前粳稻種植比例不高，發展粳稻的空間及潛力可觀[1]。近年來“秈改粳”工作在南方雙季稻區取得重大突破，已呈現“秈退粳進”的發展趨勢，并成為該稻區增產提質的重要舉措[2]，其中“晚粳稻”是最主要的種植模式[3]。

為了進一步擴大南方稻區粳稻推廣面積，對“秈改粳”發展的制約因素進行技術攻關尤為重要。目前晚粳稻品種選擇及配套的栽培技術措施均有深入研究[1, 4-6]；然而大量研究[7, 8]表明，由于晚粳稻分蘗期氣溫較高、粳稻尤其是常規粳稻，水稻分蘗能力降低，分蘗持續時間短且成穗率不高，以致有效穗數不足的現象較為突出，從而在一定程度上限制了晚粳稻超高產的形成。雖然，董嘯波[9]研究表明，通過提高每穴栽插苗數可以達到高產所需要的有效穗數，但增加用種量提高了種植成本。能否探索一種低成本又便捷的有效方式是發展和推廣粳稻的重要目標。

多效唑是一種具有促進植物分枝、分蘗、生根、抑制莖稈伸長、提高產量和增強抗逆性等生理效應的植物生長延緩劑，同時多效唑還具有用量少及成本低等特點，在農作物及園藝作物生產上應用很廣泛[10-13]。然而目前能否通過施用多效唑來解決晚粳稻有效穗數不足的問題尚未見相關報道，有關南方晚粳稻對不同多效唑濃度的響應也不清楚。因此，本研究以南方晚粳稻為對象，研究不同多效唑濃度對水稻秧苗素質、莖蘗動態及產量的影響，旨在為南方雙季稻區“秈改粳”高產穩產及高效栽培提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗點概況

于2014－2015年在江西省上高縣泗溪鎮曾家村(115°9' E，28°31' N)晚稻季開展試驗研究。試驗田前茬為早秈稻，2014和2015年試驗前耕層(0－20 cm)土壤全氮含量分別為2.11 g/kg和2.18 g/kg、速效氮73.5 mg/kg和75.8 mg/kg，速效磷27.4 mg/kg和28.6 mg/kg，速效鉀74.3 mg/kg和75.7 mg/kg，有機碳20.8 g/kg和21.6 g/kg，土壤pH分別為5.26和5.29。

1.2 試驗設計

晚粳稻供試品種為常規粳稻鎮稻11與秈粳雜交稻甬優2640，以晚秈稻H優518為對照。供試多效唑(植物生長調節劑)為有效成分含量15%的可濕性粉劑(江蘇蘇中農藥化工廠出品)。多效唑濃度(以有效成分計)分別設A1(0 mg/L)、A2(84 mg/L)、A3(120 mg/L)、A4(156 mg/L)和A5(192 mg/L)共5種施用水平。試驗按照品種為主區、多效唑濃度為副區的裂區試驗設計，3次重復，共45個小區。秧田期及本田期每小區面積分別為2 m2及30 m2，各小區之間筑田埂保證單獨排灌，并用塑料薄膜包埂防止串水串藥串肥。

兩年均于6月25日播種，采用濕潤育秧方式。在1葉1心期(秧苗期)噴施不同濃度的多效唑藥液，用水量均為0.15 L/m2，噴施時秧田水層灌至3~5 cm、施藥后持續保持有水層至移栽，中途可適度灌溉加水(中途切勿排水)，之后均常規管理。7月20日移栽(采用人工移栽方式)，栽插行株距為25 cm×15 cm，鎮稻11、甬優2640及H優518每穴分別栽插5、3及2株苗。施用尿素、鈣鎂磷肥和氯化鉀，鎮稻11和甬優2640純N施用量均為255 kg/hm2，H優518純N施用量為195 kg/hm2，3個品種磷肥和鉀肥(分別以P2O5及K2O計)施用量均一致，分別為90 kg/hm2及180 kg/hm2。其中，氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶2∶3施用，磷肥一次性作基肥施用，鉀肥按基肥∶穗肥=7∶3施用。水分管理技術以及其他農事操作均按水稻高產優質栽培技術進行。

表1 在不同年份、品種和多效唑濃度下南方晚粳稻秧苗素質的方差分析(F值)

**表示在0.01水平上差異顯著，ns表示差異不顯著。

**indicates significant difference at the 0.01 level. ns, No significance.

1.3 測定內容與方法

1.3.1 秧苗素質

秧苗移栽前1 d，隨機挑選各處理下株型及長勢中等的秧苗30株，3次重復，分別記錄其葉齡、苗高、根長、根數(0.5 cm以上的不定根)、分蘗數及其SPAD值。

1.3.2 莖蘗動態

水稻移栽至齊穗期，各小區定點10穴調查其莖蘗數；分蘗前中期每3 d調查1次，分蘗后期每6 d調查1次。

1.3.3 產量及產量構成因素

在水稻成熟期，各小區隨機調查120蔸有效穗數，按照平均有效穗數法選取5蔸稻穗進行每穗粒數、結實率及千粒重等產量構成因素考查。并在各小區中心區域實收200穴，脫粒、曬干并風選后稱重，測定其實際產量。

1.3.4 籽粒充實度

在成熟期，將考種稻穗經手工脫粒后，采用水漂法分離密度小于1.0(空癟粒漂浮水面)和密度大于1.0(飽滿籽粒沉入水底)的水稻籽粒，隨后將沉入水底的籽粒烘干，隨機數取200粒稻谷、重復5次，稱重并進行標準含水量換算。依照朱慶森等[14]的計算方法：籽粒充實度(%)=(受精籽粒千粒重/密度大于1的飽滿籽粒千粒重)×100%。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2010、SPSS 22.0和Origin 9.0軟件分析處理數據和制圖；LSD 法進行差異顯著性檢驗(＜0.05)。

2 結果與分析

2.1 秧苗素質

方差分析表明，各秧苗素質指標在不同品種及處理間均存在極顯著差異；除單株根長及根數外，其他指標在年份間差異均達極顯著水平(表1)。單株根長、根數及SPAD值在品種與處理互作上差異達極顯著水平。

隨多效唑濃度增加，兩年各品種秧苗單株根長、根數及分蘗數均呈先增后降。其中H優518及甬優2640的上述指標均在施用156 mg/L多效唑 (A4)時最高，鎮稻11在施用120 mg/L多效唑(A3)表現最佳(表2)；而各品種苗高卻均呈逐漸降低趨勢。各品種在秧苗葉齡及SPAD值上存在差異，H優518及甬優2640上述指標均隨多效唑濃度增加而增加，但鎮稻11卻先增后降，并在A3處理最大。

2.2 莖蘗動態

隨著多效唑施用濃度增加，在移栽至高峰苗期，H優518和甬優2640莖蘗數均逐漸增加；而高峰苗期之后莖蘗數呈先增后降，并均在A4時達到最高(圖1)。鎮稻11莖蘗數隨多效唑濃度增加呈先增后降，其中在移栽后12 d其莖蘗數均在A3時達到最高。

從不同品種來看， H優518分蘗增長率及分蘗下降率均最高，其莖蘗數有“大起大落”之勢；鎮稻11分蘗增長率及分蘗下降率均最低，其莖蘗數變幅較為平緩；而甬優2640介于二者之間。此外，在達到高峰期的時間也存在差異，H優518及甬優2640在移栽后24 d達到高峰苗期，而鎮稻11號莖蘗數卻在移栽后27 d達到最高值。

表2 不同多效唑濃度對南方晚粳稻秧苗素質的影響

A1, A2, A3, A4, A5分別表示多效唑濃度(以有效成分計)為0、84、120、156、192 mg/L; 表中同一品種后跟相同小寫字母表示不同處理同一季節和品種間差異達5%顯著水平(﹤0.05)，表中數據均為平均數（=5）。

A1, A2, A3, A4, A5indicate that the concentrations of paclobutrazol are 0, 84, 120, 156 and 192 mg/L(calculated by active ingredients), respectively. Common lowercase letters in the same column indicate no significant difference in the same year for a given variety at 5%. Data are shown as mean(=5).

Fig. 1. Effect of different concentrations of paclobutrazol on tiller dynamics ofrice during late-rice cropping seasons in southern China (2014).

2.3 產量及其構成因素

方差分析表明(表3)，有效穗數、每穗粒數、結實率、千粒重、籽粒充實度及產量在品種間差異均呈極顯著。除結實率與千粒重外，其他指標均在年份間差異達顯著水平或極顯著。除每穗粒數及結實率外，其他指標在處理間均達極顯著水平。產量、有效穗數、結實率及籽粒充實度在品種與處理互作上均表現差異顯著或極顯著。

隨著多效唑濃度增加，各品種產量均呈先增后降趨勢(表4)。其中，H優518和甬優2640在A4時達到最高，與A4產量相比，H優518和甬優2640品種A1、A2、A3、A5處理產量分別降低10.5% ~12.1%、5.7%~8.3%、3.0%~3.2%、0.3%~0.5%和14.0%~14.5%、7.8%~8.7%、2.3%~2.6%、0.6%~0.8%；而鎮稻11在A3時產量表現最好，與A3產量相比，其A1、A2、A4、A5處理產量分別降低6.6%~6.7%、3.8%~3.9%、0.8%~0.9%、3.3%~3.5%。

表3 在不同年份、品種和多效唑濃度下南方晚粳稻產量及其構成因素的方差分析(F值)

*和**分別表示在0.05和0.01水平上差異顯著，ns表示差異不顯著。

*and**indicate significant difference at the 0.05 and 0.01 levels, respectively. ns, No significance.

表4 不同多效唑濃度對南方晚粳稻產量及其構成因素的影響

表中同列相同小寫字母表示不同處理同一季節和品種間差異未達5%顯著水平, 表中數據均為平均數(=5)。

Common lowercase letters in the same column indicate no significant difference in the same year for a given variety at 5%. Data are shown as mean(=5).

從產量構成因素來看，不同品種下各處理對有效穗、千粒重及籽粒充實度存在顯著性差異，對每穗粒數及結實率的影響不顯著(表4)。隨著多效唑濃度增加，各品種有效穗數、結實率及籽粒充實度均呈先增后降趨勢，其中H優518和甬優2640各指標均在A4時達到最高，而鎮稻11均在A3時產量表現最好。

相關分析表明，產量與每穗粒數及結實率相關不顯著，與有效穗數及充實度均呈極顯著相關(表5)。與千粒重的相關性因品種而異，其中H優518及甬優2640品種產量與千粒重均呈極顯著相關，而鎮稻11二者相關不顯著。

表5 不同品種產量與產量構成因素之間相關性分析

0.05=0.63,0.01=0.77.

3 討論

多效唑是一種高效、低毒及價廉的植物生長延緩劑，具有調控植物生長、促進花芽分化、延長花期、提高植物抗逆性、強化抗倒伏能力及提高作物產量等作用，在農作物、花卉、蔬菜和果樹等作物上均有廣泛應用[15-17]。目前晚粳稻是南方稻區增產穩產的重要途徑，與晚秈稻相比，晚粳稻能充分利用10月中旬至11月上旬之間的溫光資源，“源”足是其獲得高產的重要因素；而有效穗數少是晚粳稻進一步增產的主要限制因素，進行擴“庫”特別是有效穗數的提高將尤為重要，然而目前晚粳稻有效穗數及產量對多效唑的響應還不清楚。因此，深入探究多效唑對晚粳稻生長發育的影響是南方稻區擴大粳稻推廣面積的有力保障。

3.1 秧苗期噴施多效唑對晚粳稻秧苗素質及其產量的影響

培育壯秧是實現水稻高產、穩產的基礎，其中秧苗期多效唑的合理使用對秧苗素質具有顯著的調控作用。翟孝勛[18]研究認為，于水稻秧苗期噴施多效唑具有促進秧苗生根及分蘗的發生，提高葉齡、葉鞘重和基莖粗，推遲分蘗滯增期等作用，可優化水稻秧苗群體并提高秧苗素質，從而為實現水稻高產奠定良好基礎。劉希財等[19]也發現，水稻秧苗期噴施稀釋600及800倍液濃度的多效唑均可提高秧苗葉齡、莖基部寬、總根數、白根數、分蘗數及百株莖葉干重，其中以600倍液濃度的多效唑施用效果最佳；而噴施稀釋400倍液濃度的多效唑對秧苗素質存在明顯的抑制作用。本研究得到類似結果，1葉1心期噴施適宜濃度的多效唑可以顯著提高晚粳稻秧苗單株根長、根數、分蘗數及SPAD值并顯著降低苗高，若多效唑施用的濃度過高則對秧苗生長發育存在一定抑制作用。

在秧苗期噴施多效唑不僅對秧苗素質具有顯著影響，還具有一定后效應。本研究表明，于秧苗期噴施適宜濃度的多效唑可顯著增加晚粳稻分蘗期莖蘗數、有效穗數、千粒重及產量。翟孝勛[18]研究也認為，水稻秧苗期施用多效唑后，其后效應對本田水稻群體質量的改善效果顯著，主要表現在成穗率高，單位穎花量增加，光合效率、粒葉比及干物質積累量顯著提高，通過增穗、增粒及增重等措施實現水稻高產。閆凱莉等[20]也研究表明，在水稻1葉1心期噴施15%多效唑可濕性粉劑以400 mg/L的使用濃度時促分蘗效果最好，而以100～200 mg/L的使用濃度時可顯著提高每穗粒數、結實率、千粒重和產量，若濃度進一步提高則可顯著抑制水稻分蘗及其生長。本研究也表明，適宜多效唑濃度的施用可有效提高秧苗素質、提高分蘗能力、改善株型，從而實現增產；但多效唑施用濃度過高，則會導致分蘗期莖蘗數、有效穗數、千粒重及產量均有所降低。

綜上，對適宜多效唑濃度顯著提高有效穗數、千粒重及產量等結論均得到認可。究其原因，閆凱莉等[20]認為，施用多效唑后其抑制植物體內赤霉素的合成，并提高體內IAA氧化酶活性并調節IAA及ABA含量，達到抑制作物生長并促進其分支分蘗等作用，從而實現高產。王熹等[21]研究認為，多效唑通過提高水稻體內吲哚乙酸氧化酶活性，氧化降解植物內源IAA并降低內源IAA含量，有效緩解稻苗頂端生長優勢，從而促進側芽(分蘗)的發生，達到“控長促蘗”的效果。但本研究表明噴施多效唑對每穗粒數及結實率的影響不大，這與霍孝勛[18]及閆凱莉等[20]觀點不同，產生的差異可能與品種特性(如生育期、株型及對多效唑的敏感性等)或栽培方式有關，但與張結剛等[22]研究報道較為一致，其也認為通過秧苗期施用多效唑可以通過增加有效穗數而顯著提高機插稻產量，但對每穗粒數及結實率均無顯著差異。

本研究采用濕潤育秧、秧齡為20 d時進行人工移栽，噴施多效唑壯秧增產效果較好，若秧齡延長至30 d其增產效果如何還有待于研究。濕潤育秧是較為傳統的育秧方式，而旱育秧具有節水省工、秧苗健壯、根系發達、秧齡短彈性大、返青快等較多優勢，若配合噴施多效唑是否可以進一步提高秧苗素質也需深入探究。此外，本研究還發現，不同品種對噴施多效唑的適宜濃度存在差異。本研究對不用類型品種的晚粳稻僅采用1個品種開展了研究，因此關于晚粳稻不同類型品種對多效唑適宜濃度的確定還需進一步深入研究。

3.2 各時期、多時期或多種調節劑聯合施用多效唑的作用及其應用功能探究

3.2.1 施用時期對水稻秧苗素質及其產量的影響

本研究中多效唑噴施時期為秧苗1葉1心期，然而不同多效唑施用時期對晚粳稻生長發育可能存在差異，其適宜的濃度也可能不同。張建華等[23]研究認為，于返青分蘗期施用750～1125 g/hm2的多效唑水稻產量間差異不顯著，但對改善株形結構、增加有效穗數及抗倒伏能力，并提高水稻穩產性能等方面具有顯著作用。據龔超熱[24]研究報道，于拔節期噴施多效唑進行化控，可有效提高水稻成穗率及增加植株中下部透光率，有利于高產群體的形態建成，而在幼穗分化六期(即葉枕平時)施藥效果不明顯。王熹等[25]研究表明，于水稻始穗期施用適宜濃度的多效唑可有效抑制單穗粒間頂端優勢, 顯著增加結實率和千粒重, 從而實現產量增加；而高濃度多效唑的施用存在減產作用。因此，有必要對不同多效唑施用時期下實現晚粳稻高產的適宜濃度進行明確，相關作用機理也需深入研究，以期更加全面地為南方稻區晚粳稻增產穩產提供理論依據及技術指導。

3.2.2 多時期及多種調節劑聯合施用多效唑對水稻秧苗素質及其產量的影響

多效唑單一時期或單一藥劑施用其調控效能均可能受到限制。姚雄等[26]研究認為，與單一時期施用相比采用100 mg/L 多效唑浸種并結合2葉1心期噴施250 mg/L多效唑其秧苗素質較好、栽插質量高，利于大田生長，最終保證高產所需基本苗。于秧苗期噴施新型植物生長調節劑多效唑鉀鹽[27]或噴施3.2%赤霉素·多效唑[28](俗名粒粒飽，LLB)下也均比單一使用多效唑的水稻增產效果好。因此，多時期及多種生長調節劑聯合施用對晚粳稻的生長發育影響也是下一步研究的重要方向。

3.2.3 多效唑在水稻生產中多種應用功能探究

本通過施用多效唑來解決晚粳稻有效穗數不足的問題，取得較好的效果。龍瑞平等[29]通過噴施多效唑有效地解決了機插稻育秧秧齡彈性過小的關鍵問題，并建議與采用旱育秧及降低播種量等措施相結合的育秧方式來延長機插稻秧齡的彈性。姜龍等[30]及龔超熱[24]均研究認為，噴施多效唑主要增加了水稻莖稈的粗度和壁厚，增強了其抗折力及抗倒伏能力，從而能有效解決優質稻、直播及拋秧等易倒伏的問題。王熹等[21]還研究表明，長江中下游地區晚秈稻秧苗徒長嚴重，應用多效唑可有效達到控長促蘗增產的目標。陳覺敏[31]為了解決早稻稻栽后容易僵苗或者早中熟品種因超秧齡而出現早穗的問題，其研究認為噴施多效唑對早稻秧苗矮化、促蘗和防止僵苗等作用明顯，并可有效防止超秧齡的早穗情況。因此，還需進一步利用并深入挖掘多效唑不同作用功效，以期解決農業生產過程中更多的實際問題。

4 結論

在南方雙季稻區，適量噴施多效唑濃度可顯著提高秧苗單株根長、根數、分蘗數、葉齡及SPAD值，降低苗高，并同步增加分蘗期莖蘗數、有效穗數、千粒重及產量，而每穗粒數及結實率差異不顯著。其中H優518及甬優2640品種以施用156 mg/L多效唑時產量表現最好，而鎮稻11對多效唑表現略為敏感，在施用120 mg/L多效唑時產量達到最高。因此，在秧苗1葉1心期噴施多效唑可以解決南方晚粳稻有效穗數不足的問題，其適宜的施用濃度因品種而異。

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Effects of Different Concentrations of Paclobutrazol in Seedling Stage on Seedling Quality, Tillering Dynamics and Grain Yield ofRice During Late Cropping Season in Southern China

CHENG Chen1, 2, #, LEI Kai1, 3, #, CHENG Huihuang1, 4, WANG Shengliang1, 5, ZHU Bo2, LU Zhanjun2, GAO Bingke3, WANG Binqiang3, SHI Qinghua1, ZENG Yongjun1,*

(Key Laboratory of Crop Physiology,,,;Life and Environmental Sciences College,,,;Jiujiang Academy of Agricultural Sciences,,;Cotton Research Institute of Jiangxi Province,,;,,; These authors contribute equally to this work. Corresponding author,:)

【】Sufficient panicle number holds the key to higher yield of laterice in southern China. Our goal is to achieve sufficient panicle number by paclobutrazol treatment so as to gain higher yield. 【】The split plot was designed with variety as main area and paclobutrazol concentrations as sub-area. Zhendao 11 and Yongyou 2640 were used as laterice materials and H you 518 as control. Five concentrations of paclobutrazol (calculated by active component; A1, 0 mg/L, A2, 84 mg/L, A3, 120 mg/L, A4, 156 mg/L and A5, 192 mg/L) were used in the present field experiment. We investigated the effects of different concentrations of paclobutrazol on seedling quality, tillering dynamics and yield of laterice in southern China between 2014 and 2015.【】The seedling height gradually decreased during the two years. The leaf age of seedling and SPAD of H you 518 and Yongyou 2640 gradually increased, while those of Zhendao 11 increased first and then decreased with increasing concentrations of paclobutrazol. The seedling root length, root number, tiller number, productive panicle number, seed setting rate, grain plumpness and yield of the three cultivars increased first and then decreased along with the rising concentrations of paclobutrazol. These indexes of H you 518 and Yongyou 2640 peaked at 156 mg/L of paclobutrazol, and Zhendao 11 at 120 mg/L of paclobutrazol. 【】Rice seedling quality, panicle number and yield were significantly enhanced by applying suitable concentrations of paclobutrazol. The yield of H you 518 and Yongyou 2640 peaked at 156 mg/L of paclobutrazol, while Zhendao 11 reached the highest yield at 120 mg/L of paclobutrazol.

paclobutrazol; laterice; seedling quality; tiller dynamics; yield

S482.8;S511.01

A

1001-7216(2020)02-0150-09

10.16819/j.1001-7216.2020.9064

2019-06-06；

2019-08-04。

江西省水稻產業技術體系專項(JXARS-02-03)；江西現代農業科研協同創新專項(JXXTCX2015001-011)；中青年科技創新領軍人才專項[贛科計字(2018)175號]；江西省青年科學家培養對象計劃資助項目(20153BCB23015)。