石麗敏, 呂學高, 劉新華, 宋費玲, 朱正梅, 曹春信, 盧華兵*
(1.浙江省農業科學院玉米與特色旱糧研究所,浙江 東陽 322100; 2.金華市農業科學研究院,浙江 金華 321017)
高粱(SorghumbicolorL. Moench)是世界上最重要的谷類糧食作物之一,也是我國傳統的五谷之一,可作為優質的糧食、釀醋、釀酒原料,在我國農業生產中占有重要的位置[1]。高粱植株普遍較高,又因穗部在頂端,抽穗后隨著籽粒灌漿穗部重不斷增加,在遇到極端風雨天氣后極易發生倒伏,進而影響產量。
化學調控是一種實用的低投入高產出農業技術,在很多作物上已經廣泛應用,是提高作物抗逆性和增加產量的有效途徑之一[2]。烯效唑是較為常用的一種植物生長調節劑,可有效調節作物的生長發育過程,達到穩產增產、改善品質、增強作物抗逆性等目的[3],且在土壤中殘留量極低,對后茬作物影響小。在很多作物上都有應用烯效唑的報道,樊高瓊等[4]的研究表明,烯效唑浸種可顯著提高冬小麥的產量,同時提高籽粒蛋白質含量,改善面粉的營養品質。肖琳等[5]的研究表明,烯效唑可以提高水稻光合速率和后期灌漿速率,從而提高水稻產量。杜超等[2]研究發現,食用向日葵經烯效唑處理可提高百粒重、籽仁率及產量。張忠鑫等[6]研究發現,烯效唑處理油菜可增加幼苗綠葉數、根莖粗,降低薹高,有助于培育壯苗,提升幼苗耐寒性,又可降低成熟期植株株高、有效分枝高度、增強抗倒性,提高產量。然而,烯效唑在高粱上的應用不多。魏世林等[7-8]研究發現,在拔節期均勻噴施烯效唑后高粱株高降低、節間長度縮短、莖粗增加、抗折力增加,有效提高了高粱的抗倒伏能力。梁篤等[9]則通過對高粱浸種和葉面噴施兩種處理方式下高粱超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)等活性的變化進行研究,發現烯效唑處理在一定程度上可防止或減緩細胞膜脂質過氧化,增強抗逆性。本研究采用烯效唑溶液浸種的方式處理高粱品種川糯粱1號種子,調查烯效唑浸種對種子萌發的影響,以及植株主要農藝性狀的變化,從生長角度揭示烯效唑浸種處理對高粱的作用。
川糯粱1號種子,由瀘州金土地種業有限公司生產。烯效唑,有效成分含量為5%的可濕性粉劑,由四川潤爾科技有限公司生產。
1.2.1 種子處理
配制濃度分別為5 mg·L-1(處理1)、20 mg·L-1(處理2)、35 mg·L-1(處理3)、50 mg·L-1(處理4)的烯效唑溶液,以清水浸泡的種子作為對照(CK)。稱取100 g川糯粱1號種子5份,分別浸泡入不同濃度的烯效唑溶液和清水中,置于4 ℃冰箱中。
1.2.2 大田播種
浸種12 h后,取出部分種子進行大田播種。于2021年種植于浙江省農業科學院玉米與特色旱糧研究所試驗基地內,前茬種植鮮食玉米,土壤肥力中等。試驗按照隨機區組排列,設置3次重復,每個小區長8.5 m,寬2.6 m,開溝起2壟,每壟種植2行,行距65 cm,株距15 cm。2021年6月29日播種,穴播。
1.2.3 性狀調查方法
大田播種剩余的種子,常溫下放置于發芽盒內。分別于24、48和72 h從各處理中隨機選取10粒種子測量芽長、根長、芽粗和根粗。芽長指從種子與芽連接基部到芽尖的長度。根長指從種子與根連接基部到根尖的長度。芽粗指距離芽基部0.5 cm處芽的粗度。根粗指距離根基部0.5 cm位置根的粗度。
大田種植的種子,從出苗后開始進行性狀調查,成熟期從每個小區中隨機選取10株進行數據采集、處理。出苗期指幼苗出土露錐(子葉展開前)達75%的日期。抽穗期指全區75%的植株穗部開始突破葉鞘達50%的日期。成熟期指全區75%以上植株的穗背陰面下部第一枝梗籽粒達蠟狀硬度的日期。株高指植株生長定型后,從基部至穗頂部的高度。穗長指從穗基部到頂端(包括無效碼)的長度。莖粗指從基部起第3節莖中部直徑。單穗重指單個穗晾干后的質量。穗粒重指將以上所收穗子曬干后單穗脫粒并稱重的質量。收取每個小區中的中間兩行植株計產,并折合成小區產量。
利用SPSS 19.0軟件對以上采集到的數據進行差異顯著性分析。
由表1可知,烯效唑浸種處理對種子芽長具有很強的抑制作用。各處理芽長都與對照差異顯著,整體上來看,隨著烯效唑濃度增加,芽長受抑制越嚴重。其中處理1在浸種后48 h和96 h芽長與其他3個處理差異顯著,其他3個處理間芽長差異不顯著。各處理根長都與對照差異達顯著水平,說明烯效唑浸種對種子根生長也有顯著的抑制作用,但是各處理間差異不顯著。烯效唑浸種對種子萌發芽的粗度也有影響,但無明顯規律,其中處理1與對照相比芽顯著變粗,其他幾個處理與對照相比差異不顯著。整體來看,各處理種子萌發根粗與對照相比都有增加,但是未達到顯著差異。

表1 各處理種子發芽情況
對照與各處理都是6月29日播種的,播種后同樣的管理,處理1和對照同一天出苗,處理2、3、4則較對照晚1 d出苗。各處理的抽穗期、成熟期則與對照無明顯差別(表2)。

表2 各處理田間生長情況及性狀表現
與對照相比,處理1、2幼苗期無明顯差異,處理3和4生長明顯滯后,且幼苗葉色濃綠、植株粗壯矮縮,5葉期后各處理間生長趨于一致,無明顯性狀差異。
成熟后,對各處理的株高、莖粗、穗長、單穗重、單穗粒重、單株干重等性狀進行調查。從數據來看,隨著烯效唑濃度增加,株高逐漸降低,但是經方差分析各處理與對照間差異未達到顯著水平。處理2和3的莖粗與對照相比顯著增粗,處理1和4與對照無顯著差異。各處理與對照在穗長、單株干重方面無顯著差異。單穗重和單穗粒重方面,處理3均最高,與對照及其他幾個處理差異顯著,而其他幾個處理與對照無顯著差異。
與對照相比,烯效唑浸種后各處理的倒伏率均有所下降,其中處理2倒伏率最低,處理3次之,對照小區倒伏率最高,處理2倒伏率較對照下降。小區產量數據與各處理倒伏率表現基本一致,處理2小區產量最高,處理3次之,對照小區產量最低,處理2較對照增產。
不同濃度的烯效唑浸種處理,均對種子發芽后芽和根的伸長生長有顯著的延緩作用,與廖爾華等[10]在玉米上的研究結果基本一致,他們認為烯效唑浸種能延緩玉米種子前期萌發進程。鄒華文等[11]發現,經烯效唑浸種處理,玉米幼苗不僅根長增加而且根數、根干重和根冠比表現為增加。而本文只針對種子萌發情況和植株大田地上部分性狀進行了研究,烯效唑浸種處理對高粱地下部根系生長的影響有待進一步研究。田間幼苗隨著烯效唑處理濃度增加,出苗期推遲,幼苗表現葉色濃綠、植株粗壯矮縮,與關華等[12-14]的研究結果一致,葉色濃綠是葉片內葉綠素含量增加的表現。
生長中后期烯效唑抑制作用逐漸解除,各處理與對照之間在葉色、株高等方面無顯著差異。適當濃度的烯效唑處理可增加植株莖粗、單穗重、單穗粒重,提高植株的抗倒伏能力,增加產量。筆者分析,產量增加一方面是因為單穗重、單穗粒重增加,另外一方面是因為植株莖粗增加,抗倒伏能力增強,倒伏率下降。當然,在大田試驗中,影響產量的因素除了農藝性狀和倒伏情況,還受到病蟲害、實際密度等其他因素的多重影響,但是在本研究中,在其他管理條件相對一致的情況下,無疑倒伏對植株產量的影響是十分顯著的。烯效唑浸種處理對抽穗期、成熟期、株高、穗長、單株干重等無顯著影響。本文研究結果表明,用35 mg·L-1烯效唑溶液浸種處理川糯粱1號種子,能有效壯苗、增強植株抗倒伏能力,降低小區倒伏率,提高產量。