5%調(diào)環(huán)酸鈣EA對小麥抗倒伏和產(chǎn)量及其相關(guān)因素的影響

孫 斌，張佳佳，宋語嬌，海 飛，王 磊

（1河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南中牟 451450；2河南省中牟縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村工作委員會(huì)，河南中牟 451450）

0 引言

隨著大量使用具有化學(xué)調(diào)控作用的植物生長調(diào)節(jié)劑，適當(dāng)改善小麥等作物的高度、粗度甚至生理，提高其抗倒伏能力，發(fā)揮了顯著的增產(chǎn)作用[1]。自20 世紀(jì)90 年代以來，大量使用縮節(jié)胺、矮壯素、多效唑、烯效唑等植物生長抑制劑[1-2]，這些植物生長調(diào)節(jié)劑的作用機(jī)理主要表現(xiàn)在抑制赤霉素(GA)合成，達(dá)到降低株高防止倒伏的目的。同時(shí)人們在正常使用時(shí)也發(fā)現(xiàn)了作物后期早衰的不良表現(xiàn)[1]。

調(diào)環(huán)酸鈣(prohexadione calcium)作為一種新型植物生長延緩劑，結(jié)構(gòu)上屬于環(huán)已烷三酮類。研究顯示其具有抑制活性赤霉素合成的特性[3-5]，可以縮短許多植物的莖桿伸長[6]，但對植物體內(nèi)既有的赤霉素活性沒有影響。具有低毒、低殘留，環(huán)境中易光降解和生物降解的特性[1]。被國外多個(gè)發(fā)達(dá)國家登記，并在果樹[7-9]、蔬菜[10-11]和花卉草坪草[12]、花生[13]上使用。

研究表明，調(diào)環(huán)酸鈣在果樹上被用來控制新枝的過量生長[14]，還可以提高果實(shí)中糖分的積累，從而提升果實(shí)品質(zhì)[15-16]。蔬菜上可減輕番茄低溫冷害[17]。Joshua 等[13]花生上施用調(diào)環(huán)酸鈣有效成分140 g/hm2，發(fā)現(xiàn)比對照增產(chǎn)310 kg/hm2。在草坪草上施用可延緩生長，減少割草作業(yè)次數(shù)[12]。

國內(nèi)對調(diào)環(huán)酸鈣的研究開展較晚，主要集中在合成工藝上[18-19]和花生[20-22]、高粱[23]上的應(yīng)用研究，在小麥上的應(yīng)用報(bào)道較少，且對基部莖節(jié)長度和不同用量探討得較少。本試驗(yàn)通過設(shè)置不同劑量的調(diào)環(huán)酸鈣對同一小麥品種的作用進(jìn)行研究，進(jìn)一步明確調(diào)環(huán)酸鈣對小麥生長的調(diào)控作用及安全性問題，為大面積推廣調(diào)環(huán)酸鈣提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

田間試驗(yàn)研究于2019 年被安排在在河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院農(nóng)業(yè)高新科技園區(qū)試驗(yàn)田。田間土質(zhì)為沙壤土，前茬作物為夏玉米，田間肥力條件中等。2018 年10月15日播種，小麥品種為‘豫麥49’。試驗(yàn)田按常規(guī)管理進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)藥劑

供試藥劑：調(diào)環(huán)酸鈣單劑（5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰粒劑EA）和調(diào)環(huán)酸鈣套餐（5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰粒劑EA+0.01%蕓苔素內(nèi)酯可溶性液劑SL），安陽全豐生物科技有限公司；50%矮壯素水劑AS，山東省德州祥龍生化有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，分別為5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰粒劑EA 150 g/hm2、300 g/hm2、600 g/hm2，5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰粒劑EA 150 g/hm2+0.01%蕓苔素內(nèi)酯可溶性液劑SL150 mL/hm2，5%調(diào)環(huán)酸鈣泡騰粒劑EA300 g/hm2+0.01%蕓苔素內(nèi)酯可溶性液劑SL 150 mL/hm2，以上均為制劑用量，另設(shè)50%矮壯素水劑AS 1200 mL/hm2和清水對照。小區(qū)面積20 m2，小區(qū)間間隔0.5 m 為保護(hù)行，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

試驗(yàn)用藥3 次，2019 年3 月10 日（小麥返青期）、4月29日（小麥抽穗期）、5月13日（小麥灌漿期）施藥，施藥當(dāng)天均為晴天，微風(fēng)。按藥液225 kg/hm2（小麥返青期）、450 kg/hm2（小麥抽穗期、灌漿期）計(jì)，折合小區(qū)用藥量。使用背負(fù)式手動(dòng)噴霧器噴霧均勻，進(jìn)行田間藥效試驗(yàn)，藥劑按處理要求進(jìn)行。背負(fù)式手動(dòng)噴霧器標(biāo)準(zhǔn)為噴霧幅寬4～5 m，工作壓力5.5 Bar，流量2.8 L/min。

小麥?zhǔn)斋@時(shí)各小區(qū)分別收獲，測定小區(qū)產(chǎn)量。收獲期取樣調(diào)查1 次。田間觀察抗倒伏效果。每小區(qū)5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)10株小麥。調(diào)查樣點(diǎn)內(nèi)植株相關(guān)指標(biāo)。

1.3.2 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)用DPS 系統(tǒng)處理，用Duncan’s 新復(fù)極差法比較藥后不同時(shí)期各處理差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)環(huán)酸鈣對小麥株高、基部節(jié)長、莖粗和莖壁厚度的影響

從表1 可以看出，施用調(diào)環(huán)酸鈣可明顯降低小麥株高、縮短基部第1 節(jié)間長度、增加莖粗和莖壁厚度。返青期、抽穗期，5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 600 g/hm2和50%矮壯素AS 1200 mL/hm2處理作用相似。2個(gè)處理間差異不顯著，但與CK均達(dá)顯著水平。

表1 調(diào)環(huán)酸鈣對小麥抗倒伏效果田間生長試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析表

對于基部第1節(jié)間長度，施用調(diào)環(huán)酸鈣隨用量的增加而縮短。返青期、抽穗期，5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 600 g/hm2和50%矮壯素AS 1200 mL/hm2處理作用相似，2 個(gè)處理間差異不顯著，但與CK均達(dá)顯著水平。

對于粗度，調(diào)環(huán)酸鈣和矮壯素2 種處理能明顯增加植株粗度。返青期5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 600 g/hm2和50%矮壯素AS 1200 mL/hm2處理作用相似，2 個(gè)處理間差異不顯著，但與CK 均達(dá)顯著水平。而抽穗期二者差異極顯著。

對于莖壁厚度，調(diào)環(huán)酸鈣和矮壯素能夠明顯增加莖壁厚度。返青期5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 600 g/hm2和50%矮壯素AS 1200 mL/hm2處理作用相似，2 個(gè)處理間差異不顯著，但與CK 均達(dá)顯著水平。而5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 300 g/hm2+0.01%蕓苔素內(nèi)酯SL 150 mL/hm2處理莖壁厚度增加不明顯，說明蕓苔素內(nèi)酯起到了生長刺激作用。

2.2 調(diào)環(huán)酸鈣對小麥增產(chǎn)效果田間生長試驗(yàn)效果分析

從表2 可以看出，調(diào)環(huán)酸鈣可以明顯增加小麥穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重，從而達(dá)到增加產(chǎn)量的作用。

表2 調(diào)環(huán)酸鈣對小麥增產(chǎn)效果田間生長試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析表

其中，返青期隨施藥處理劑量的增加對穗數(shù)的促進(jìn)作用越明顯，而抽穗期、灌漿期無差異。返青期5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 300 g/hm2和5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 300 g/hm2+0.01%蕓苔素內(nèi)酯SL 150 mL/hm2處理的穗數(shù)分別為387.1、393.3 個(gè)/m2，與CK 差異達(dá)極顯著，但與50%矮壯素AS1200 mL/hm2無差異。

對穗粒數(shù)，返青期處理與CK相比無明顯差異，但抽穗期、灌漿期與CK相比差異明顯。

對千粒重，返青期、抽穗期隨施藥處理劑量的增加而明顯提高，而灌漿期無差異。返青期5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 300 g/hm2和5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 300 g/hm2+0.01%蕓苔素內(nèi)酯SL 150 mL/hm2處理的千粒重分別為45.2、45.3 g，與CK 差異達(dá)極顯著，但與50%矮壯素AS 1200 mL/hm2無差異。抽穗期的相應(yīng)2 個(gè)處理千粒重分別為44.5、44.9 g，與CK 差異達(dá)極顯著，也與50%矮壯素AS1200 mL/hm2無差異。

對于產(chǎn)量，返青期、抽穗期、灌漿期3個(gè)時(shí)期的產(chǎn)量各處理隨施藥處理劑量的增加而明顯提高，且與對照差異極顯著。灌漿期5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 300 g/hm2和5%調(diào)環(huán)酸鈣EA 300 g/hm2+0.01%蕓苔素內(nèi)酯SL 150 mL/hm2、50%矮壯素AS 1200 mL/hm2處理的產(chǎn)量分別為6756.0、6876.0、6852.0 kg，比對照分別增產(chǎn)10.7%、13.0%、12.4%，與對照差異達(dá)極顯著，但3 個(gè)處理差異不顯著。抽穗期的3 個(gè)處理產(chǎn)量分別為7131.0、7176.0、6502.5 kg，比對照分別增產(chǎn)9.7%、10.4%、10.0%，與對照差異達(dá)極顯著，但3 個(gè)處理差異不顯著。返青期的3 個(gè)處理產(chǎn)量分別為7410.0、7560.0、7519.5 kg，比對照分別增產(chǎn)5.8%、7.7%、7.3%，與對照差異達(dá)極顯著，但3個(gè)處理差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

調(diào)環(huán)酸鈣作為植物生長抑制劑的新產(chǎn)品新劑型，能抑制活性赤霉素合成，主要作用是阻止GA20 向GA1 轉(zhuǎn)化，不會(huì)對GA4 等其他赤霉素的合成造成抑制，能維持和延長體內(nèi)既存赤霉素的活性水平，有效防止作物早衰；目前已知GA1 主要存在于營養(yǎng)器官，控制莖葉的伸長，GA4 主要存在于生殖器官，控制花芽分化和穗粒發(fā)育[24-25]。研究表明，灌漿期5%調(diào)環(huán)酸鈣EA300 g/hm2和5%調(diào)環(huán)酸鈣EA300 g/hm2+0.01%蕓苔素內(nèi)酯SL150 mL/hm2、50%矮壯素AS1200 mL/hm2處理的產(chǎn)量分別為6756.0、6876.0、6852.0 kg，比對照分別增產(chǎn)10.7%、13.0%、12.4%，與對照差異達(dá)極顯著。這與杜連濤[20-22]、郭世保[2,25]、陳俊華[1]試驗(yàn)結(jié)果一致。同時(shí)，該試驗(yàn)也證明了調(diào)環(huán)酸鈣能顯著增加基部節(jié)長、莖粗和莖壁厚度。盡管矮壯素使用效果顯著，但矮壯素等抑制幾乎所有赤霉素(GA)合成，使植株體內(nèi)多種GA 水平整體全面下降，達(dá)到降低株高和防止倒伏的目的，同時(shí)發(fā)現(xiàn)對生殖生長的副作用和用量大時(shí)后期易早衰的副作用[25-26]。

試驗(yàn)表明，調(diào)環(huán)酸鈣具有明顯控旺和增產(chǎn)的作用，可替代較老的抑制劑。該產(chǎn)品還可探索通過無人機(jī)噴撒、浸種、澆灌、噴灌、滴灌等方式施用。研究未觀察到其藥害問題，具有良好的推廣前景。