化學調控下穗肥施氮量對水稻產量及抗倒性的影響

王英豪　汪源　蔣巖　姜恒鑫　趙燦　王維領　霍中洋

摘要：為探究大田栽培條件下，不同植物生長調節劑及穗氮肥施用量對水稻產量及其構成要素和莖稈抗倒性的影響，研究提高產量和增強抗倒伏能力的穗肥施氮量及植物生長調節劑，以金香玉1號為供試品種，在拔節前一個葉齡期噴施不同種類的植物生長調節劑和施用不同量尿素，在齊穗后20 d測定水稻各節間長度及抗折力等主要物理性狀，比較研究不同穗肥施用量下不同植物生長調節劑對水稻產量及其構成要素、株高、莖稈抗倒伏能力等的影響。結果表明，噴施烯效唑、多效唑、烯效·甲哌和噸田寶均能增加產量，其中烯效·甲哌的增產效果最為顯著，其原因在于有效穗數、每穗穎花數的增加較明顯。在施用尿素112.5 kg/hm2的情況下，多效唑降低株高的效果最為顯著。4種生長調節劑均縮短了基部第1節間（N1）、第2節間（N2）、第3節間（N3）長度，對基部第4節間（N4）長度影響不大，抗倒伏能力的增加主要在于基部節間抗折力的增加。由此得出，在拔節前一個葉齡期噴施植物生長調節劑均能降低株高和基部第1節間、第2節間、第3節間的長度，增強基部第1節間、第2節間的抗折力，從而減少田間倒伏情況，提高產量。

關鍵詞：生長調節劑；穗肥；水稻；產量；抗倒伏能力

中圖分類號：S511.06文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2023）11-0092-05

水稻是江蘇省第一大糧食作物，其種植面積占全省糧食作物的40％左右，全省80％的城鄉居民以稻米為主食［1］。因此，為實現種糧增效和農民增收，穩定發展水稻生產是我省的有力舉措，同時也是確保全省口糧安全的需要。目前，水稻生產過程中仍存在許多問題，其中倒伏是影響水稻優質高產的主要因素之一［2］。研究表明，倒伏是影響水稻優質高產的主要因素之一，倒伏不僅會使葉片和根系等器官受到抑制而影響光合產物的生成和運輸，而且會導致機械收割困難，造成產量的下降。群體物質生產力、生物產量和經濟產量會隨著株高的增加而增加，但是同時水稻發生倒伏的概率也大大上升［3-6］。研究表明，在合理減少施氮總量的基礎上，適當降低穗肥比例能有效增加水稻莖稈基部節間直徑，促進節間碳水化合物和鉀含量積累，提高節間折斷彎矩、斷面系數和彎曲應力，在降低倒伏風險的同時獲得理想的產量［7-8］。

植物生長調節劑是一類能調控植物生長發育的化學類藥劑，不僅可以提高水稻單位面積產量，改善稻米品質，還可以調整株高、莖長及莖粗，影響水稻莖稈抗折力、莖稈穿刺力以及莖稈中纖維素、半纖維素、木質素的成分和葉片保護酶的活性及同化物含量等，對產量的提高具有重要意義［9-12］。因此，在水稻前中期生長旺盛的前提下，在某個時期內通過噴施植物生長調節劑來達到有效控制株高、降低重心高度、縮短莖稈節間長度、增大莖粗和增強莖稈的機械強度等目的，既能防止水稻倒伏，避免對水稻產量造成損失，又能改善稻米品質，增加效益。本研究以水稻品種金香玉1號為材料，通過設置不同的穗肥施氮量和化學調控處理，探討不同穗肥施氮量下的不同植物生長調節劑對水稻產量形成及抗倒伏性能的影響，為水稻生產中合理使用穗氮肥和植物生長調節劑提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗點概況

試驗于2021年6—10月在江蘇省興化市釣魚鎮姚家村進行，試驗田前作為小麥。土壤為勤泥土，質地黏性，地力中等，0～20 cm土層含有機質含量26.8 g/kg，全氮含量1.9 g/kg，速效磷含量 13.6 mg/kg，速效鉀含量156.6 mg/kg。

1.2試驗材料

供試品種為金香玉1號，是遲熟中粳品種，由江蘇金土地種業有限公司、江蘇里下河地區農業科學研究所選育，屬于優質軟米品質。

供試藥劑：5%可濕性烯效唑粉劑，由江蘇劍牌農化股份有限公司生產；15%可濕性多效唑粉劑，由四川潤爾科技有限公司生產；噸田寶為中國農業科學院作物科學研究所國家發明專利產品；烯效·甲哌，由山西浩之大生物科技有限公司生產；尿素由山東潤銀生物化工股份有限公司生產，總氮含量≥45%。

1.3試驗設計

試驗設8個處理：A1，噴施15%可濕性多效唑粉劑900 g/hm²+施用尿素225.0 kg/hm²；A2，噴施5%可濕性烯效唑粉劑75 g/hm²+施用尿素 225.0 kg/hm²；A3，施用尿素225.0 kg/hm²；A4，噴施15%可濕性多效唑粉劑900 g/hm²+施用尿素112.5 kg/hm²；A5，噴施5%可濕性烯效唑粉劑 75 g/hm²+施用尿素112.5 kg/hm²；A6，施用尿素 112.5 kg/hm²；A7，噴施烯效·甲哌600 mL/hm²+施用尿素112.5 kg/hm²；A8，噴施噸田寶 1 800 mL/hm²+施用尿素112.5 kg/hm²。使用手動噴霧器進行均勻細水噴霧。施藥時均為晴朗、無風天氣。每個小區面積448 m²。6月3日播種，6月24日移栽，機插秧，移栽行株距為30 cm×12 cm，噴藥時期為拔節前一個葉齡期。

1.4測定內容與方法

1.4.1稻米加工品質的測定于成熟期適期收獲，經脫粒機脫粒去除雜質自然風干至標準水分后貯藏３個月。待其理化性質穩定后，每個處理稱取3份150 g樣本，參照GB/T 17891—1999《優質稻谷》測定糙米率、精米率、整精米率。

1.4.2植株株高、穗長及節間特性齊穗后20 d，對每個處理小區進行取樣，進行形態指標、力學特性的測定。

1.4.2.1形態指標測定株高、穗長、重心高度和基部第1、第2、第3、第4節間（N1、N2、N3、N4）長度。株高為水稻莖基部到頂葉拉展后最頂部的距離。將新鮮莖稈地上部（包括穗子、葉片和葉鞘）水平置于刀口上并左右移動，直至其平衡臥于刀口上。這時與刀口的接觸點即為重心，測定重心至莖稈基部的距離即為重心高度。

1.4.2.2力學特性將待測莖稈節間（保留葉鞘）置于自制的測定器上，令該節間中點與測定器中點對應（第1節間支點間距為3 cm，第2、第3、第4節間支點間距為5 cm，將3 cm換算成5 cm，即3 cm的抗折力×0.6），將彈簧測力計調成紀錄峰值模式，在節間中點拉彈簧測力計，拉至莖稈剛剛折斷時，讀取彈簧測力計顯示數值（即抗折力，單位為N），再將單位換算成g。按Seko的方法［13］計算彎曲力矩和倒伏指數。彎曲力矩=節間基部至穗頂長度（cm）×該節間基部至穗頂鮮質量（g）；倒伏指數=彎曲力矩/抗折力×100。

1.4.3產量測定成熟期普查每個小區50穴，計算有效穗數，取5穴調查每穗穎花數、結實率，以 1 000 粒實粒樣本（干種子）稱質量，重復3次（誤差不超過 0.05 g）求取千粒質量，從而求取理論產量。從成熟期各小區割取50穴，脫粒、去雜曬干后稱質量求取實際產量。

1.4.4主要生育期葉面積指數的測定分別于水稻拔節期、抽穗期、成熟期，采用5點取樣法，按照調查的平均莖蘗數，每小區隨機取５穴代表性樣品，分解為莖稈、葉片和穗（抽穗后），將各器官放置烘箱中，在80 ℃下烘干至恒質量后測定各時期干物質質量。采用比重法（從每株隨機選取20張葉片，統一剪取10 cm長度作為比重葉，量出每張葉片寬度求取平均值w，烘干稱取比重葉干物質質量和每株葉片總干物質質量，每株葉面積＝每株葉片總干物質重×0.1×w/比重葉干物質質量，從而計算出葉面積指數）測定葉面積指數。

2結果與分析

2.1化學調控下穗肥施氮量對水稻產量及其構成要素的影響

由表1可知，與相應對照（A3或A6處理）相比，噴施一定濃度烯效唑、多效唑、烯效·甲哌和噸田寶都有增產效果；其中A7處理的產量最高，較A6處理增產14.46%。在同一穗肥施用水平下，多效唑的增產效果和烯效唑相比差異不顯著（P≥0.05）。在同一化學調控下，穗肥施用112.5 kg/hm²尿素的產量要比施用225.0 kg/hm²的高，在噴施烯效唑或多效唑的情況下，隨著穗肥施氮量的增加，每穗穎花數顯著增加。有效穗數和結實率隨著穗肥施氮量的增加差異均不顯著；千粒質量會隨著穗肥施氮量的增加而顯著降低，烯效唑和多效唑處理的千粒質量均高于對應清水對照（A3或A6處理）。烯效·甲哌和噸田寶處理與對照（A6處理）相比，有效穗數和每穗穎花數均顯著增加，結實率和千粒質量均與對照無顯著差異，實際產量僅烯效·甲哌處理顯著高于對照。

2.2化學調控下穗肥施氮量對水稻抗倒伏能力的影響

水稻植株的倒伏指數與莖稈的抗折力成反比，與彎曲力矩成正比。倒伏指數降低，抗倒伏能力增強，植株發生倒伏的概率就小［14］。從表2可以看出，噴施烯效唑、多效唑、烯效·甲哌和噸田寶都增加了水稻的抗倒伏能力，尤其對水稻莖稈基部第1、第2、第3節間的抗倒效果影響顯著，對基部第4節間效果影響不顯著。無論是在施用112.5 kg/hm²尿素的穗肥處理還是在施用225.0 kg/hm²尿素的穗肥處理中，噴施多效唑、烯效唑、烯效·甲哌和噸田寶處理均減小了水稻莖稈基部第1、第2、第3節間的倒伏指數，對基部第4節間的倒伏指數沒有顯著影響。在噴施烯效唑或多效唑的情況下，穗肥增施尿素會增加基部第1、第2節間的倒伏指數，且對基部第1節間的倒伏指數有顯著影響。進一步分析發現，倒伏指數顯著降低主要是由抗折力的顯著增加引起的。由結果可得，施用112.5 kg/hm²尿素穗肥處理的抗倒伏效果較好；其中，多效唑對基部第1節間的抗倒伏能力影響強于烯效唑、烯效·甲哌和噸田寶，這4種生長調節劑對基部第2和第3節間的抗倒伏能力的影響多數差異不顯著，且大多數與清水對照（A6處理）差異顯著。

2.3化學調控下穗肥施氮量對水稻加工品質的影響

由表3可知，噴施烯效唑、多效唑、烯效·甲哌和噸田寶均能提高糙米率、精米率和整精米率，而穗肥增施尿素反而會顯著降低稻米加工品質。因此，在穗肥施氮量為112.5 kg/hm²時，稻米糙米率、精米率和整精米率最高；烯效·甲哌和噸田寶在改善加工品質方面效果并沒有烯效唑和多效唑好。其中A5處理的整精米率最高，較對照（A6處理）提高0.9百分點。

2.4化學調控下穗肥施氮量對水稻各節間長度和株高的影響

噴施生化調節劑和增施穗肥對水稻株高和節間長度等莖稈形態有一定影響。由表4可知，增施穗肥可以增加重心高度，A1與A4處理、A2與A5處理差異顯著。與相應對照相比，噴施烯效唑、多效唑、烯效·甲哌和噸田寶的處理均能不同程度降低重心高度，A4處理降幅最大，達到8.3%；施用112.5 kg/hm²尿素的穗肥處理比施用 225.0 kg/hm² 尿素的穗肥處理降低重心高度的效果好。穗肥增施尿素會增加株高。多效唑降低株高的效果比烯效唑好（A1處理＜A2處理，A4處理＜A5處理），與A6處理相比，烯效·甲哌和噸田寶處理均能顯著降低株高；在施用112.5、225.0 kg/hm²尿素的穗肥處理中，噴施烯效唑和多效唑均能顯著降低株高。與對照相比，噴施烯效唑能顯著降低基部第1、第2、第3節間長度，對基部第4節間長度的影響效果不顯著；與對照相比，噴施多效唑降低了基部第1、第2、等3節間長度，對基部第4節間長度影響不大。增施穗肥和噴施生化調節劑能不同程度增加穗長，同時也降低了重心高度，A2處理的穗長增幅最大。

2.5化學調控下穗肥施氮量對水稻葉面積指數影響

由表5可知，在穗肥施氮量相同的情況下，噴施多效唑、烯效唑和烯效·甲哌處理葉面積指數在抽穗期和成熟期顯著高于相應清水對照（A3或A6處理）。在噴施多效唑和烯效唑的情況下， 隨著穗肥施氮量的增加，葉面積指數沒有顯著差異。在施用112.5 kg/hm²尿素的穗肥處理中，噴施多效唑、烯效唑、烯效·甲哌和噸田寶處理的葉面積指數在抽穗期分別較清水對照（A6處理）提高3.48%、3.16%、2.21%和0.79%，在成熟期分別較清水對照提高3.59%、3.31%、6.63%和0.28%。在施用225.0 kg/hm²尿素的穗肥處理中，噴施多效唑和烯效唑處理，葉面積指數在抽穗期分別較清水對照（A3處理）提高1.69%和1.54%，在成熟期分別較清水對照提高2.75%和2.47%。由此可見，多效唑在提高葉面積指數方面要比烯效唑好。

3討論

3.1影響水稻抗倒伏能力的因素

倒伏是限制水稻優質高產和品質的主要因素之一［14］。據研究，莖高、莖粗、莖稈的機械強度都會影響作物倒伏［15］。莖稈的抗倒性會隨著莖稈的機械強度的增強而提高，它與節間粗、單位莖長的干物質量、維管束的大小分布以及鉀硅含量等莖稈的化學組成都有密切的關系［16］。整體上講，莖稈越粗，截面慣性矩越大，倒伏力矩越小，莖稈越不易倒伏，莖稈節間越短越不易倒伏，尤其是下位節間越短越抗挫折性倒伏［17］。關于多效唑和烯效唑對水稻抗倒伏能力的影響，其主要是通過抑制赤霉素生物合成來完成的，同時還會影響生長素和脫落酸的含量，從而控制植株旺長，改善與倒伏有關的形態和生理性狀［18］。本試驗中，隨著穗肥施氮量的減少，水稻莖稈基部第1、第2和第3節間抗折力增加，倒伏指數降低，抗倒伏能力提高。多效唑、烯效唑、烯效·甲哌和噸田寶這4種植物生長調節劑能不同程度地降低株高，其主要原因通是縮短了基部第1、第2和第3節間的長度。這與前人的研究［19-21］基本一致。

3.2植物生長調節劑對水稻產量及其構成因素的影響

植物生長調節劑對水稻產量及其構成因素的影響已有不少研究。周駿輝等研究發現，生長調節劑對產量、單位面積穗數及穗實粒數有降低效果，且效果不顯著［22］。李玥瑩研究發現，生長調節劑可以增加千粒質量和結實率，而對每穴穗數影響不大，增產達8.3%～13.6%，結果表明，烯效唑是通過增加千粒質量和結實率來提高產量的［23］。項祖芬研究發現，生長調節劑對千粒質量有一定的增效作用，可提高0.3 g左右［24］。周宇研究發現，生長調節劑能提高水稻產量，對水稻有一定的增產作用［25］。本試驗中，烯效·甲哌增產效果優于其他3種生長調節劑的原因在于顯著增加了有效穗數，其較同穗肥施氮量的清水對照（A6處理）增產14.46%，噴施這4種化學調控劑均可提高產量，增加穗數、穗粒數；烯效唑和多效唑可以顯著增加結實率。這與前人研究結果［26-28］基本一致。

3.3穗肥施氮量對水稻產量及其構成因素的影響

前人研究發現，油菜素甾醇的生物合成和信號轉導的增強可以通過增加穗肥施氮量來完成，促進水稻穎花分化，減少其退化，進而形成較高的每穗粒數［29］。籽粒蔗糖-淀粉代謝關鍵酶活性也受穗肥施氮量影響，進而影響結實率和千粒質量，最終影響產量［30-31］。因此，合理施用穗氮肥是水稻增產的一項重要管理措施。本試驗中，在化學調控下，增施穗氮肥對水稻產量沒有顯著影響，但顯著增加了每穗穎花數，顯著降低了千粒質量，對有效穗數和結實率的作用效果不顯著。據前人研究，適當減少穗氮肥的施用量，并不會顯著降低水稻產量，甚至會一定程度提高產量［32］。因此，在植物生長調節劑的作用下，適當減少穗肥施氮量，不僅可以節約成本，更能有效增強基部節間的抗倒伏能力，減輕倒伏對水稻的危害，從而提高產量；還可以顯著提高水稻加工品質，提升經濟效益。

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