何永強,張金盔,徐勁松,丁曉雨,程勇,許本波,張學昆
14-羥基蕓苔素甾醇生長調節劑對油菜生長和產量的影響
何永強1,張金盔1,徐勁松1,丁曉雨2,程勇2,許本波1,張學昆1
1長江大學農學院/農業農村部長江中游作物綠色高效生產重點實驗室(部省共建)/濕地生態與農業利用教育部工程研究中心,湖北荊州 434025;2中國農業科學院油料作物研究所/農業農村部油料作物生物學重點開放實驗室,武漢 430062
【目的】14-羥基蕓苔素甾醇相比其他蕓苔素甾醇類化合物,生物活性提高50%以上,探明14-羥基蕓苔素甾醇對油菜種子和包衣藥劑的影響,對建立高效新型油菜種子處理技術,促進油菜綠色高產高效生產具有十分重要的意義。【方法】以14-羥基蕓苔素甾醇調節劑與包衣殺蟲劑處理甘藍型中熟冬油菜品種(陽光2009)和短生育期早熟品種(陽光131)種子,調查種子發芽、苗期生長量、產量和抗蟲性等性狀,分析不同環境、品種、植物生長調節劑之間的互作效應。【結果】14-羥基蕓苔素甾醇調節劑處理種子后,在不同主產區,不同品種油菜受不同拌種處理的影響不一致,早熟油菜發芽受拌種處理影響不顯著,而中熟油菜呈極顯著差異。0.0075 mg·L-1的14-羥基蕓苔素甾醇比蕓苔素內酯具有更強的生物活性,0.015 mg·L-1的14-羥基蕓苔素甾醇與蕓苔素內酯差異不顯著,0.0075和0.015 mg·L-1的蕓苔素內酯分別平均增產5.19%和8.15%,0.0075和0.015 mg·L-1的14-羥基蕓苔素甾醇分別平均增產11.98%和5.50%。14-羥基蕓苔素甾醇調節劑與噻蟲胺(種衛士)和噻蟲嗪(苗得意)等包衣劑復配對油菜苗期生長均具有顯著促進作用,獨立使用種衛士和苗得意分別增產4.7%和4.6%,0.0075和0.015 mg·L-1的14-羥基蕓苔素甾醇與種衛士復配分別增產6.8%和3.3%,與苗得意復配分別增產3.5%和8.2%。抗蟲性試驗表明,添加植物生長調節劑不會影響噻蟲嗪類種衣劑的防蟲效果。【結論】14-羥基蕓苔素甾醇調節劑拌種對早期油菜生長具有積極促進作用,能顯著提高油菜生長速度和產量。為適應不同產區、品種的互作效應,需要針對性地利用調節劑優化種子處理技術,推動我國油菜產量顯著提升。
油菜;種子處理;植物生長調節劑;14-羥基蕓苔素甾醇;生長;抗蟲性;產量
【研究意義】油菜是我國最重要的油料作物之一,常年種植面積700萬hm2以上,單產2 077 kg·hm-2[1-2]。隨著油菜機械化生產不斷普及,直播油菜蟲害和病害日益突出,干旱和漬害導致直播幼苗生長勢偏弱,對油菜成苗率、苗情質量、收獲產量和經濟效益都造成嚴重影響[3]。我國油菜種植區域分布廣泛,不同種植區域的油菜產量對當地氣候環境等因素的響應具有差異[4-6],且在不同區域起主要作用的影響因子也不一致[7],如何提高油菜種子的活力和抗病蟲能力,對成苗質量和后期產量形成至關重要,利用種子處理劑對油菜進行播前種子處理,是油菜綠色生產技術未來發展的重要方向[8-10]。【前人研究進展】通過內吸性殺蟲劑種子處理后,可以減少種子受蟲害侵染的風險,有利于減少油菜種子的用種量和輕簡化栽培,但也會導致油菜種子發芽勢下降,推遲出芽。研究表明,利用植物生長調節劑處理油菜種子,可以加快種子萌發,促進根系生長和幼苗生長發育[11-12],提高幼苗早期活力,增強種子和植株對逆境的抗性[13-15]。【本研究切入點】14-羥基蕓苔素甾醇相比其他蕓苔素甾醇類化合物,生物活性提高50%以上,利用14-羥基蕓苔素甾醇配制生長調節劑協同種子處理,是否對不同品種油菜基因型和包衣劑的效果有影響,還未見報道。【擬解決的關鍵問題】本研究針對我國不同油菜主產區,利用14-羥基蕓苔素甾醇植物生長調節劑和種子處理劑對油菜種子進行播前處理,探究植物生長調節劑對種子處理劑和環境的相互影響,為提高直播油菜產量和實現綠色防控提供理論和技術指導。
試驗選用中國農業科學院油料作物研究所選育的甘藍型油菜中熟新品種陽光2009和早熟短生育期品種陽光131。陽光131適宜長江中游南部三熟制產區和云貴高原產區,全生育期173.2 d,株高173 cm,一次有效分枝數6.92個,勻生分枝類型,單株有效角果數246.4個,每角粒數21.1粒,千粒重3.51 g。陽光2009適宜長江中游冬油菜主產區和甘肅春油菜產區,全生育期217 d,株高178.0 cm,一次有效分枝數8個,勻生分枝類型,單株有效角果數275.0個,每角粒數19粒,千粒重3.79 g。
14-羥基蕓苔素甾醇、蕓苔素內酯、吲哚乙酸、10%赤霉酸等調節劑,種衛士(Pilarguard,噻蟲胺+精甲霜靈+咪鮮胺銅鹽,270 g·L-1)和苗得意(Pilarunico,噻蟲嗪+福美雙+萎銹靈,350 g·L-1)等包衣劑,由上海明德立達生物科技有限公司提供。
1.2.1 種子處理 分別用0.00031%的14-羥基蕓苔素甾醇與0.00052%吲哚乙酸+0.135%赤霉酸復配成14-羥基蕓苔素甾醇調節劑(14-HBR);0.00031%的蕓苔素內酯與0.00052%吲哚乙酸+0.135%赤霉酸復配成蕓苔素內酯調節劑(BR)。播種前以苗得意(主要成分為噻蟲嗪)和種衛士(主要成分為噻蟲胺)種子處理劑為基礎,14-HBR生長調節劑按正常劑量(0.0075 mg·L-1)和2倍劑量(0.015 mg·L-1)濃度單獨或復配處理(表1),按種藥100﹕1作拌種處理,拌種后晾干備用,用等量清水替代種子處理劑作為對照。

表1 激素與殺蟲劑種子處理類型
Z:種衛士處理;M:苗得意處理;14-HbR:吲哚乙酸+赤霉酸+0.0075 mg·L-114羥基蕓苔素甾醇;14-HbR+:吲哚乙酸+赤霉酸+0.015 mg·L-114羥基蕓苔素甾醇;CK:清水拌種作對照;各處理按5 mL拌種。下同
Z: Pilarguard; M: Pilarunico treatment; 14-HbR: indole acetic acid+gibberellanic acid+0.0075 mg·L-114-hydroxylated brassinosteroids; 14-HbR+: indole acetic acid+gibberellanic acid+0.015 mg·L-114-hydroxylated brassinosteroids; CK: seeds mixed with water as control; Mix seeds according to 5 ml for each treatment. The same as below
1.2.2 田間產量試驗 中熟油菜品種陽光2009種子處理后分別于湖北省荊州市長江大學試驗基地(30°21′N,112°10′E)和甘肅省民樂縣夏繁基地(38°25′N,100°49′E)進行田間種植,分別代表長江流域和北方春油菜生態環境。早熟油菜品種陽光131種子處理后分別于江西省吉安農業科學院(29°3′N,114°54′E)和云南省羅平縣種子站試驗基地(24°52′N,104°18′E)種植,代表三熟制早熟油菜和西南早熟油菜生態環境(表2)。試驗采用完全隨機設計2因素3次重復田間試驗,每個處理小區面積為2 m×10 m。荊州、吉安、羅平田間試驗于2021年10月進行,民樂田間試驗于2022年4月進行,播種期與當地油菜生產一致。按種藥100﹕1的標準將油菜種子先進行統一拌種;處理好的油菜種子依據試驗地氣候和播期適時直播;播種前進行秸稈滅茬處理,一次性施全營養油菜專用緩釋肥(N﹕P2O5﹕K2O=25﹕7﹕8,含B、S和Mg)375 kg·hm-2,油菜種植密度約30萬株/hm2,其余管理均和當地田間試驗保持一致,油菜成熟期收獲小區并隨機選取10株植株進行考種。
1.2.3 發芽、盆栽生長鑒定 按照楊春杰試驗方法[16],將陽光2009、陽光131種子拌種后進行發芽、盆栽對比試驗。將油菜種子置于25 ℃恒溫箱中發芽,第5天測定發芽勢,第7天測定發芽率。盆栽試驗在生長間進行,培養基質為土壤與營養土質量比1﹕1,盆規格為8 cm×8 cm×8 cm,每盆裝土500 g,播種3—5粒,1葉1心時定苗2株。采用N﹕P2O5﹕K2O=1﹕0.6﹕0.6配方營養液定期施肥,播種60 d后,測定株高、根長、鮮重和干重等數據。
1.2.4 抗蟲性鑒定 選取種子處理后的中熟品種陽光2009,采用盆栽接蟲法分別測定對桃芽若蟲和黃曲條跳甲成蟲的防治情況。試驗條件為:T(培養溫度)=(25±1)℃;RH(空氣相對濕度)=(70±)5%;L﹕D(培養光暗比)=16﹕8。試驗設置每盆播種10粒包衣處理的油菜種子,待油菜出苗后,于油菜子葉期對單株油菜接入單頭黃曲條跳甲成蟲。分別在接蟲后第3、6和9天記錄油菜株數,黃曲條跳甲頭數以及子葉和葉片黃曲條跳甲危害孔洞數。待油菜長至二葉一心時,單株油菜接入單頭桃蚜若蟲,在接蟲后第4天記錄桃芽若蟲頭數(注:試驗委托安徽省農業科學院完成)。
采用Microsoft Excel 2010和DPS對數據進行統計分析,采用完全隨機設計,多因素有重復進行方差分析檢驗,用LSD(最小顯著差異法)進行處理間的多重比較,顯著性水平為小于0.05,極顯著水平為小于0.01。

表2 試驗地氣候特征
根據圖1分析可知,與空白對照相比,14-羥基蕓苔素甾醇拌種對早熟品種陽光131和中熟品種陽光2009種子發芽無明顯影響。種子包衣劑苗得意處理對陽光131、陽光2009均具有抑制效果,且對陽光2009的抑制影響更強。與單獨種子包衣劑苗得意相比,苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理對陽光131種子發芽具有促進效果,但與對照差異不顯著;苗得意與0.0075 mg·L-114-羥基蕓苔素甾醇復配對陽光2009種子發芽具有促進效果,苗得意與0.015 mg·L-114-羥基蕓苔素甾醇復配對陽光2009種子發芽具有抑制效果,2種復配處理的促進作用均比對照低。單一14-羥基蕓苔素甾醇濃度為0.0075 mg·L-1對陽光131的促進效果比濃度0.015 mg·L-1處理更好。陽光2009的發芽勢對不同處理的響應具有顯著差異;苗得意與高濃度14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理較對照降低80%、與低濃度14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理較對照降低45.7%、苗得意處理較對照降低17.1%,3種處理對陽光2009發芽勢均有抑制,但發芽率方面,苗得意與低濃度14-羥基蕓苔素甾醇復配處理較對照差異不大,苗得意與高濃度14-羥基蕓苔素甾醇復配處理較對照降低37.4%、苗得意處理較對照降低14.3%。高、低14-羥基蕓苔素甾醇單獨處理對陽光2009的發芽率均無促進效果,發芽勢較對照分別增加22.9%和8.6%。

大寫字母表示在P<0.01水平差異極顯著;小寫字母表示在P<0.05水平差異顯著
生長試驗(表3)表明,正常劑量的14-羥基蕓苔素甾醇處理、苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理、苗得意處理均對陽光131品種的苗期生長具有促進作用,其中,株高受14-羥基蕓苔素甾醇影響較大,較對照提升43.3%(圖2);苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理對主根長、地上部鮮重、干重、根鮮重、干重的促進效果較對照最為顯著,分別增加35.8%、45.7%、42.1%、54.6%和47.2%。對中熟品種陽光2009影響為:3種處理方式均會促進油菜苗期生長,但苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理對陽光2009的苗期生長促進效果最顯著,其中,苗得意對根長促進效果達極顯著,較對照增加48.9%;苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理對株高、地上部鮮重、干重、根鮮重、干重的促進效果較對照也達到極顯著水平,分別較對照增加了51.1%、57.3%、54.4%、64.3%和58.5%。14-羥基蕓苔素甾醇、噻蟲嗪獨立處理均有促進生長作用,苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合復配對油菜植株生長最有效,說明混配處理存在互作效應。生長調節劑對油菜株高促進效果顯著,苗得意對根長促進效果顯著,有利于油菜后期穩健生長。

A:油菜品種陽光131;B:油菜品種陽光2009 A: rape variety Yangguang 131; B: Rape variety Yangguang 2009

表3 生長調節劑對油菜苗期生長的影響
小寫字母表示在<0.05差異顯著;大寫字母表示在<0.01差異極顯著。下同
lowercase letters mean significant difference at<0.05; capital letters mean very significant at<0.01. The same as below
根據圖3可以看出,添加14-羥基蕓苔素甾醇對苗得意防治桃蚜若蟲效應沒有產生影響。空白對照(清水拌種)處理下桃芽若蟲的存活率為99.57%;苗得意處理下桃芽若蟲的存活率為5%,與對照之間差異達極顯著;苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合復配處理下桃芽若蟲的存活率為2.86%,與對照之間差異達極顯著。因此,搭配植物生長調節劑做種子處理并未對種衣劑防治蟲害產生明顯影響。
接入黃曲條跳甲后(表4),黃曲條跳甲對油菜的危害嚴重,油菜存活率隨時間增加不斷降低。苗得意拌種處理、苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合拌種處理的油菜存活率相對較高,分別為68.9%和93.3%。黃曲條跳甲的死亡隨時間的增加不斷升高,苗得意拌種和苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合拌種處理后的黃曲條跳甲死亡率高達92.6%和90.5%,兩處理與對照比差異極顯著。調查單株油菜葉片孔洞數,苗得意與14-羥基蕓苔素甾醇混合拌種處理較對照差異達極顯著,苗得意與對照間差異顯著,第9天對照處理由于蟲害危害嚴重,植株葉片均被吃光,表明苗得意對黃曲條跳甲的防治具有顯著的防效,加入14-羥基蕓苔素甾醇拌種并未影響其對蟲害的防治,且14-羥基蕓苔素甾醇參與拌種還可以提高油菜存活率、降低受害程度。

*:在P<0.05水平差異顯著;**:在P<0.01水平差異極顯著

表4 14-羥基蕓苔素甾醇調節劑種子處理對黃曲條跳甲防效的影響
*:在<0.05水平差異顯著;**:在<0.01水平差異極顯著*: Significant difference at<0.05; **: Extremely significant difference at<0.01
2年3點試驗生長調節劑處理試驗表明,中熟油菜陽光2009較對照增產顯著,14-羥基蕓苔素甾醇增產效果較蕓苔素內酯更顯著(表5)。0.0075和0.015 mg·L-1的蕓苔素內酯分別提高產量5.19%和8.15%;0.0075和0.015 mg·L-114-羥基蕓苔素甾醇分別提高油產量11.98%和5.50%。不同生長調節劑在不同試驗地效應不同,在春油菜產區的民樂縣蕓苔素內酯增產效果較14-羥基蕓苔素甾醇更好,在長江中游的荊州效果恰好相反,而產量增幅總體效果荊州高于民樂。同一試驗點不同濃度間的效果也不一致,高濃度蕓苔素內酯增產較多,較低濃度的14-羥基蕓苔素甾醇比高濃度的蕓苔素內酯具有更高的增產效應,但高濃度的14-羥基蕓苔素甾醇增效效應顯著下降。表明不同濃度下調節劑處理在不同氣候條件下有不同的調節效能,調節劑本身也具有一定差異性。

表5 生長調節劑對油菜產量的影響
BR:吲哚乙酸+赤霉酸+0.0075 mg·L-1蕓苔素內酯;BR+:吲哚乙酸+赤霉酸+0.015 mg·L-1蕓苔素內酯
BR: indole acetic acid+gibberellic acid+0.0075 mg·L-1brassinolide; BR+: indole acetic acid+gibberellic acid+0.015 mg·L-1brassinolide
根據調節劑和種衣劑聯合處理不同區域中熟油菜產量影響的方差分析結果(表6)表明,不同復配組合會對不同地區的油菜有顯著不同的效應,種衣劑和調節劑對油菜產量的形成存在互作效應,與空白對照相比,總體增產達到顯著水平,中熟油菜平均增產6.06%,早熟油菜平均增產4.17%。主產區環境、種衣劑不同均對油菜產量的影響與對照之間差異極顯著(地區=0.0001,種衣劑=0.0015);調節劑與對照之間差異顯著(調節劑=0.023);因素復配條件下,也均與對照之間差異顯著(地區×種衣劑=0.0001;種衣劑×調節劑= 0.0001,地區×種衣劑×調節劑=0.0001);但差異與對照之間不顯著(地區×調節劑=0.1297),說明種植環境、種衣劑、調節劑條件復配對中熟油菜陽光2009有互作增產的效應,不同試驗處理對陽光2009均有增產效應,種衛士較苗得意對中熟品種陽光2009的增產效果更優,多增產2.7%,種衛士、苗得意分別較對照增產7.0%和4.3%。種衛士和苗得意在荊州區增產效應最高,分別增產14.5%和7.1%;民樂縣分別增產1.6%和2.4%。在羅平,種衛士處理陽光131與對照相比增產3.6%,苗得意處理陽光131減產2.0%,差異不顯著;在吉安,種衛士處理陽光131與對照相比減產4.8%,苗得意處理陽光131增產10.0%,差異達顯著水平,說明種衣劑對油菜生產也有一定的促進作用,且因地區不同存在一定的差異。

表6 方差分析表
生長調節劑聯合種子處理的效應分析,14-羥基蕓苔素甾醇與種衛士聯合復配對中熟油菜陽光2009互作增產效益顯著,種衛士與0.0075 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配增產7.6%,與0.015 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配增產1.9%;14-羥基蕓苔素甾醇與苗得意聯合復配,0.0075 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配增產4.4%,0.015 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配增產11.7%。14-羥基蕓苔素甾醇濃度為0.015 mg·L-1時,與種衛士復配的增產效應降低;與苗得意聯合復配,14-羥基蕓苔素甾醇濃度越高,增產效果越佳(表7)。
對早熟油菜陽光131互作增產效益不顯著,14-羥基蕓苔素甾醇與種衛士聯合復配對早熟油菜陽光131互作增產不顯著,種衛士與0.0075 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配增產2.0%,與0.015 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配增產0.8%;14-羥基蕓苔素甾醇與苗得意聯合復配,苗得意與0.0075 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配減產1.3%,與0.015 mg·L-1濃度下14-羥基蕓苔素甾醇聯合復配增產0.7%;說明14-羥基蕓苔素甾醇與種衛士、苗得意聯合復配處理對早熟油菜影響不顯著。

表7 14-羥基蕓苔素甾醇調節劑與種衣劑聯合復配對油菜產量的影響
種子處理普遍是以農藥、微肥和植物生長調節劑等包裹或吸附在種子表面,可以在防蟲、促效、增產等方面有重要意義[17-18]。研究發現,種子處理增加了玉米株高、須根數、地上地下部鮮重,提高了玉米的出苗率,促進玉米生長,同時有效減少植株侵染病害,降低發病率,起到對病蟲害的預防和防治作用[19],降低病株率,從而提高種子抗性,促進成苗,增加產量[20]。崔文艷等[21]、蔣敏等[22]研究認為,播前種子處理可有效地防止玉米幼苗根系老化、增強根系活力,有利于根系微環境的調節,幼苗根長、根直徑、根表面積、根體積顯著增加。本研究發現,苗得意對油菜苗期根長具有極顯著促進作用,陽光131根長較對照增加了61.0%,陽光2009根長較對照增加了95.9%。陳韜[23]研究認為,處理后的根系長、根系表面積、根系體積和根尖數顯著增加,主要可能是由于植物生長調節劑調節小麥幼苗內源激素平衡,促進了根系生長,也有可能是種子處理增加植物根部的活力,促進根系的生長發育,有利于土壤養分和水分的吸收,提高幼苗快速生長,對幼苗壯苗穩苗和幼苗質量有積極作用,增加油菜冬季干物質積累,從而提高油菜在低溫環境中的抗性[24]。
植物生長調節劑能增強植物對環境脅迫的適應能力[25],促進同化物向籽粒轉移,進而提高油菜產量[26]。陸寧海等[27]研究發現,蕓苔素內酯在合適劑量下,可以提高根系SOD、CAT和POD酶活性或RNA聚合酶活性、ATP酶活性,增加葉片光合,提高種子活力和促進幼苗生長[28],提升植物光合機構對CO2的利用能力,促進光合碳同化,光合產物積累增加,有利于產量形成。研究表明,SOD、CAT和POD等酶物質增加對油菜植株的耐逆性和改善幼苗生理功能有促進作用,提升油菜抗性,進而實現產量提升[29-31]。而14-羥基蕓苔素甾醇在0.0075 mg·L-1濃度下促進油菜生長的效果較蕓苔素內酯更好,其原因可能是14-羥基蕓苔素甾醇活性成分更多,植物生長調節效果更加綜合,對油菜苗期生長的株高,地上部鮮重、干重等的促進作用更顯著,進而增加了油菜的莖粗,角果數等性狀,使油菜的抗倒性、長勢、產量等的提升更具優勢[32]。
為實現油菜栽培技術產量和種植效益的最大化,須結合本地區的天氣條件、地理環境與農業生產的實際情況進行全方位的考慮[33]。降水不足,會造成油菜生長受阻而主莖矮小、分枝減少、影響結莢結果[34],降水多的地區,油菜易受到菌核病侵染,造成產量減少[35]。同時植物生長調節劑可能因品種、環境條件的不同和油菜內源性激素水平不一致表現的效果也會存在差異[36-37]。本研究也發現,不同氣候、品種與生長調節劑存在互作效應,可能是因為環境對基因型的影響,羅平、民樂海拔較高,日照和紫外線更強,強烈的紫外光會抑制赤霉素合成[38],生長調節劑帶來的激素促進生長效應可能受到抑制,促進生長和增產效應不顯著。而長江流域油菜生長季節長期低溫寡照,生長調節劑在其環境下促進生長的效應顯著增強,如吉安早熟油菜和荊州中熟油菜增產幅度大大高于民樂和羅平。此外,油菜基因型也對生長調節劑的響應有差異,早熟油菜生長發育能力較強,更早合成較高水平的赤霉素,導致外源生長調節劑對其影響也沒有中熟品種強烈。因此,應用調節劑時,還應充分考慮環境效應和品種基因型效應。
14-羥基蕓苔素甾醇配制的植物生長調節劑可促進油菜發芽和苗期生長,提高油菜早期活力,有利于后期營養優勢形成和安全越冬,具有顯著的增產效應。14-羥基蕓苔素甾醇和種子處理劑聯合處理能協同促進油菜種子發芽,促進苗期生長,提高產量潛力,且不影響種衣劑抗蟲性,有利于提高產量和效益,在生產上可以聯合使用。不同的油菜品種,植物生長調節劑、種衣劑、品種基因型以及生態環境之間存在一定的互作效益,可能是氣溫、光照、煙堿類殺蟲劑類型、品種內源赤霉素等激素含量變化等綜合作用形成,應針對不同環境和品種類型,優化形成精準增產增效配方,以達到更高的產量。
[1] 殷艷, 尹亮, 張學昆, 郭靜利, 王積軍. 我國油菜產業高質量發展現狀和對策. 中國農業科技導報, 2021, 23(8): 1-7.
YIN Y, YIN L, ZHANG X K, GUO J L, WANG J J. Current situation and countermeasures of high quality development of rapeseed industry in China. China Agricultural Science and Technology Herald, 2021, 23(8): 1-7.(in Chinese)
[2] HU Q, HUA W, YIN Y, ZHANG X K, LIU L J, SHI J Q, ZHAO Y G, QIN L, CHEN C, WANG H Z. Rapeseed research and production in China. The Crop Journal, 2017, 5(2): 127-135.
[3] 辛元風. 油菜出苗不齊不全的原因及解決對策. 青海農技推廣, 2001(1): 37.
XIN Y F. Causes and countermeasures of uneven and incomplete emergence of rapeseed. Qinghai agro-tech Nologyextenszopr, 2001(1): 37. (in Chinese)
[4] 劉明春, 孫占峰, 蔣菊芳, 任麗雯. 甘肅省春油菜生育及產量形成對氣候變化的響應. 干旱地區農業研究, 2015, 33(1): 213-218.
LIU M C, SUN Z F, JIANG J F, REN L W. The ecological climatic characteristics of spring rape and its response to climate change in Gansu Province. Agricultural Research in the Arid Areas, 2015, 33(1): 213-218. (in Chinese)
[5] 朱寶文, 許存平, 宋理明. 氣候變化對小油菜生長發育及產量的影響. 氣象科技, 2008, 36(2): 206-209.
ZHU B W, XU C P, SONG L M. Influence of climatic change on growth and output of spring rape. Meteorological Science and Technology, 2008, 36(2): 206-209. (in Chinese)
[6] Sharma M, Pandey G K. Elucidation of abiotic stress signaling in plants. New York: Springer Press, 2015.
[7] 叢日環, 張智, 魯劍巍. 長江流域不同種植區氣候因子對冬油菜產量的影響. 中國油料作物學報, 2019, 41(6): 894-903.
CONG R H, ZHANG Z, LU J W. Climate impacts on yield of winter oilseed rape in different growth regions of the Yangtze River Basin. Chinese Journal of Oil Crop Sciences, 2019, 41(6): 894-903. (in Chinese)
[8] 王艷君, 王美燕, 黃榮榮. 殼聚糖包衣對油菜種子萌發及幼苗耐鹽性影響. 植物研究, 2012, 32(6): 689-694.
WANG Y J, WANG M Y, HUANG R R. Effect of chitosan coating on seed germination and salt-tolerance ofL.. Bulletin of Botanical Research, 2012, 32(6): 689-694. (in Chinese)
[9] 黃芳, 李冬富, 吳紅平, 郝仲萍. 不同濃度吡蟲啉包衣處理在油菜上的應用Ⅱ: 對油菜生長的影響. 浙江農業學報, 2017, 29(4): 528-533.
HUANG F, LI D F, WU H P, HAO Z P. Application of imidacloprid coating over the seeds of oilseed rape Ⅱ: Effects on the oilseed rape development. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2017, 29(4): 528-533. (in Chinese)
[10] 熊海蓉, 張先文, 林海燕, 李霞, 熊遠福, 鄒應斌. 種衣劑對免耕直播油菜幼苗生長的影響. 中國農學通報, 2011, 27(28): 274-278.
XIONG H R, ZHANG X W, LIN H Y, LI X, XIONG Y F, ZOU Y B. Effects of seed-coating agent on seedling growth of No-tillage and direct-seeding rape. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2011, 27(28): 274-278. (in Chinese)
[11] 譚永強, 胡立勇, 趙翠榮, 王立峰. 不同植物生長調節劑對油菜種子發芽的影響. 湖北農業科學, 2009, 48(12): 2973-2976.
TAN Y Q, HU L Y, ZHAO C R, WANG L F. Effects of plant growth regulators on seed germination of rapeseed. Hubei Agricultural Sciences, 2009, 48(12): 2973-2976. (in Chinese)
[12] 原麗華, 秦勇, 林辰壹, 林成, 賽力克. 外源物質對龍蒿種子發芽影響的研究. 新疆農業大學學報, 2003(4): 59-61.
YUAN L H, QIN Y, LIN C Y, LIN C, SAILIKE. Influence of exogenous substance on germination of tarragon seeds. Journal of Xinjiang Agricultural University, 2003, 26(4): 59-61. (in Chinese)
[13] 馬玉林, 謝彥敏. 植物生長調節劑在種子處理中的應用. 種子世界, 2015(3): 18-19.
MA Y L, XIE Y M. Application of plant growth regulator in seed treatment. Seed World, 2015(3): 18-19. (in Chinese)
[14] Jamwal K, Bhattacharya S, Puri S. Plant growth regulator mediated consequences of secondary metabolites in medicinal plants. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 2018, 9: 26-38.
[15] 王憲. 分析植物生長調節劑在種子處理中的應用. 種子科技, 2017, 35(6): 118, 120.
WANG X. The application of plant growth regulators in seed treatment was analyzed. Seed Science & Technology, 2017, 35(6): 118, 120. (in Chinese)
[16] 楊春杰, 張學昆, 鄒崇順, 程勇, 鄭普英, 李桂英. PEG-6000模擬干旱脅迫對不同甘藍型油菜品種萌發和幼苗生長的影響. 中國油料作物學報, 2007, 29(4): 425-430.
YANG C J, ZHANG X K, ZOU C S, CHENG Y, ZHENG P Y, LI G Y. Effects of drought simulated by PEG-6000 on germination and seedling growth of rapeseed (L.). Chinese Journal of Oil Crop Sciences, 2007, 29(4): 425-430. (in Chinese)
[17] Wiatrak P. Infuence of seed coating with micronutrients on growth and yield of winter wheat in southeastern coastal plains. American Journal of Agricultural and Biological Sciences, 2013, 8(3): 230-238.
[18] 王艷君, 王美燕, 黃榮榮. 殼聚糖包衣對油菜種子萌發及幼苗耐鹽性影響. 植物研究, 2012, 32(6): 689-694.
WANG Y J, WANG M Y, HUANG R R. Effect of chitosan coating on seed germination and salt-tolerance ofL.. Bulletin of Botanical Research, 2012, 32(6): 689-694. (in Chinese)
[19] 馬立功. 10.2%福美雙戊唑醇懸浮種衣劑防治玉米絲黑穗病藥效試驗. 黑龍江農業科學, 2010(2): 41-43.
MA L G. Study on the control effects of Thiram·Tebuconazole 10.2% flowable concentrate for seed coating (FSC) on head smut disease in maize. Heilongjiang Agricultural Sciences, 2010(2): 41-43. (in Chinese)
[20] 楊丹丹, 劉金平, 宋曉, 趙國建, 吳欣. 不同種衣劑對玉米生長的影響. 農業科技通訊, 2016(10): 79-81.
YANG D D, LIU J P, SONG X, ZHAO G J, WU X. Effects of different seed coating agents on maize growth. Bulletin of Agricultural Science and Technology, 2016(10): 79-81. (in Chinese)
[21] 崔文艷, 何鵬飛, 何朋杰, 吳毅歆, 李艷云, 楊麗娟, 何月秋.微生物復合種衣劑對玉米發芽、苗期生理特性及產量的影響. 云南農業大學學報(自然科學), 2016, 31(4): 630-636.
CUI W Y, HE P F, HE P J, WU Y X, LI Y Y, YANG L J, HE Y Q. Effect of mirobial complex seed-coating agent on germination, seedling biological traits and yield of maize. Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science), 2016, 31(4): 630-636. (in Chinese)
[22] 蔣敏, 張小祥, 黃年生. 水稻機插秧種衣劑的研究進展. 耕作與栽培, 2016(6): 73-76, 33.
JIANG M, ZHANG X X, HUANG N S. Research progress of seed coating agents in machine-transplanted rice seedlings. Tillage and Cultivation, 2016(6): 73-76, 33. (in Chinese)
[23] 陳韜. 種子包衣劑對小麥種子萌發及幼苗生長的影響. 農業工程, 2021, 11(6): 131-136.
CHEN T. Effects of seed coating agents on seed germination and seedling growth of wheat. Agricultural Engineering, 2021, 11(6): 131-136. (in Chinese)
[24] KUIPER D, SCHUIT J, KUIPER P J C. Effects of internal and external cytokinin concentrations on root growth and shoot to root ratio ofmajor ssp pleiosperma at different nutrient conditions//LOUGHAMN B C, GA?PARíKOVá O, KOLEK J. Structural and Functional Aspects of Transport in Roots. Dordrecht: Springer, 1989: 183-188.
[25] SHARMA E, SHARMA R, BORAH P, JAIN M, KHURANA J P. Emerging roles of auxin in abiotic stress responses//PANDEY G. Elucidation of Abiotic Stress Signaling in Plants. New York: Springer, 2015: 299-328.
[26] GIANNAKOULA A E, ILIAS I F, DRAGI?I? MAKSIMOVI? J J, MAKSIMOVI? V M, ?IVANOVI? B D. The effects of plant growth regulators on growth, yield, and phenolic profile of lentil plants. Journal of Food Composition and Analysis, 2012, 28(1): 46-53.
[27] 陸寧海, 郎劍鋒, 張俊偉, 黃海燕, 翟峨嵋, 朱偉偉. 蕓苔素內酯對小麥種子萌發、幼苗生長及莖基腐病的影響. 河南科技學院學報(自然科學版), 2015, 43(3): 31-35.
LU N H, LANG J F, ZHANG J W, HUANG H Y, ZHAI E M, ZHU W W. The effect of BRs on seed germination, seedling growth and crown rot of wheat. Journal of Henan Institute of Science and Technology (Natural Science Edition), 2015, 43(3): 31-35. (in Chinese)
[28] 胡文海, 黃黎鋒, 毛偉華, 周艷虹, 喻景權. 油菜素內酯對黃瓜苗期葉片光合機構調節作用的研究. 園藝學報, 2006, 33(4): 762-766.
HU W H, HUANG L F, MAO W H, ZHOU Y H, YU J Q. Role of brassinosteroids in the regulation of photosynthetic apparatus in cucumber leaves. Acta Horticulturae Sinica, 2006, 33(4): 762-766. (in Chinese)
[29] SHU H M, GUO S Q, GONG Y Y, MAIMAITI P E H T, NI W C. Effect of exogenous brassinolide on salt tolerance of cotton. Agricultural Science & Technology, 2014, 15(9): 1433-1437, 1470.
[30] 袁凌云, 朱世東, 趙冠艷, 單國雷, 李仁杰. 油菜素內酯誘導番茄幼苗抗冷效果的研究. 中國農學通報, 2010, 26(5): 205-208.
YUAN L Y, ZHU S D, ZHAO G Y, SHAN G L, LI R J. Studies of induced by BR on resistance of seedling of tomato to chilling injury. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2010, 26(5): 205-208. (in Chinese)
[31] ZENG L, CAI J S, LI J J, LU G Y, LI C S, FU G P, ZHANG X K, MA H Q, LIU Q Y, ZOU X L, CHENG Y. Exogenous application of a low concentration of melatonin enhances salt tolerance in rapeseed (L.) seedlings. Journal of Integrative Agriculture, 2018, 17(2): 328-335.
[32] ZHANG W J, HUANG Z L, XU K F, LIU L, ZENG Y L, MA S Y, FAN Y H. The effect of plant growth regulators on recovery of wheat physiological and yield-related characteristics at booting stage following chilling stress. Acta Physiologiae Plantarum, 2019, 41(8): 1-10.
[33] 王永忠. 春油菜栽培技術與提高種植效益的措施. 農家參謀, 2022(14): 37-39.
WANG Y Z. Cultivation techniques of spring rape and measures to improve planting efficiency. The Farmers Consultant, 2022(14): 37-39. (in Chinese)
[34] 姚曉琳. 天水春季降水對冬油菜生長及產量形成的影響. 安徽農業科學, 2020, 48(17): 229-231, 255.
YAO X L. Effects of spring precipitation on growth and yield formation of winter rape in Tianshui. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2020, 48(17): 229-231, 255. (in Chinese)
[35] 喬楠. 高寒陰濕地區油菜病蟲害綜合防治. 農家參謀, 2022(17): 46-48.
QIAO N. Integrated control of rape pests and diseases in cold and humid areas. The Farmers Consultant, 2022(17): 46-48. (in Chinese)
[36] AFTAB T, KHAN M M A, IDREES M, NAEEM M, SINGH M, RAM M. Stimulation of crop productivity, photosynthesis and artemisinin production inL. by triacontanol and gibberellic acid application. Journal of Plant Interactions, 2010, 5(4): 273-281.
[37] NAEEM M, KHAN M M A, MOINUDDIN, SIDDIQUI M H. Triacontanol stimulates nitrogen-fixation, enzyme activities, photosynthesis, crop productivity and quality of hyacinth bean (L.). Scientia Horticulturae, 2009, 121(4): 389-396.
[38] An X L, Tan T Y, Zhang X Y, GUO X L, ZHU Y Z, SONG Z J, WANG D L. Effects of light intensity on endogenous hormones and key enzyme activities of anthocyanin synthesis in blueberry leaves. Horticulturae, 2023, 9: 618.
Effect of 14-hydroxylated brassinosteroids growth regulator on growth and yield of rapeseed
He Yongqiang1, Zhang Jinkui1, Xu Jinsong1, Ding Xiaoyu2, Cheng Yong2, Xu Benbo1, Zhang Xuekun1
1College of Agronomy, Yangtze University/Key Laboratory of Green and Efficient Crop Production in the Middle Reaches of Yangtze River, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Engineering Research Center of Wetland Ecology and Agricultural Use, Ministry of Education, Jingzhou 434025, Hubei;2Institute of Oil Crops, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Oil Crop Biology, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Wuhan 430062
【Objective】As a new Plant growth regulator, 14-hydroxylated brassinosteroids(14-HBR) increase biological activity by 50% than the traditionalsterols, while the relation effect of 14-HBR on rapeseed growth, yield and seed coating pesticide were not clear. 【Method】In this study, 14-HBR regulator and pesticide are used to treat the seeds in mid-duration winter rapeseed variety (Yangguang 2009) and early-duration variety (Yangguang 131), investigated germination, seedling growth, insect resistance, and yield, to reveal the interaction effects of environment, variety genotype and 14-HBR.【Result】0.0075 and 0.015 mg·L-114-HBR treated seed increased significantly germination potential in medium duration rapeseed, but decreased germination potential and germination rate significantly as mixed with pesticide. 14-HBR treated seed had no significant effect on germination rate and germination potential in short duration rapeseed. The 14-HBR showed better biological activity in seedling growth and yield than that of, 0.0075 and 0.015 mg·L-1increased by an average of 5.19% and 8.15%, 0.0075 and 0.015 mg·L-114-HBR increased by an average of 11.98% and 5.50%, respectively. 14-HBR mixed with seed pesticide of Clothianidin and Thiamethoxam, also increased seedlings weight and yield. The yield of Thiamethoxam and Clothianidin seed treatments increased by 4.7% and 4.6% independently. The yield of mixed with 0.0075 and 0.015 mg·L-114-HBR to Clothianidin increased 6.8% and 3.3%, mixed to Thiamethoxam increased by 3.5% and 8.2%, respectively. 14-HBR did not affect insecticidal activity of Thiamethoxam and Clothianidin to peach bud nymphs and phyllotreta striolata fabricius.【Conclusion】The study revealed seed treatment with 14-HBR regulator has a positive effect on early growth of rapeseed and increased yield of rapeseed significantly, interacted with planting environment, pesticide type and varieties genotype as traditional regulators, it is necessary to optimize seed treatment technology of 14-HBR regulator to obtain higher harvest yield.
rapeseed; seed treatment; plant growth regulator; 14-hydroxylated brassinosteroids; growth; pesticide; yield

10.3864/j.issn.0578-1752.2024.08.003
2023-09-24;
2023-11-13
農業農村部長江中游油菜單產提升技術集成示范項目(152304045)、湖北省“515”行動(協同推廣)油菜新技術示范科技服務油菜產業鏈項目
何永強,Tel:17362567557;E-mail:17362567557@163.com。通信作者張學昆,Tel:13720301916;E-mail:zhang.xk@139.com。通信作者徐勁松,Tel:13971233445;E-mail:xujinsong@yangtzeu.edu.cn
(責任編輯 李莉)