











摘 要 為探明磷素養(yǎng)分和外源萘乙酸(NAA)對旱地胡麻生長發(fā)育及產(chǎn)量形成的調(diào)控效應(yīng),采用田間二因素裂區(qū)試驗設(shè)計,研究不同磷素水平(P0-不施磷、P1-67.5" kg/hm2、P2-135 kg/hm2)下于現(xiàn)蕾期和盛花期噴施不同濃度NAA(N0-不噴激素、N1-20 mg/L、N2-40 mg/L )對胡麻生長發(fā)育、干物質(zhì)積累量、籽粒灌漿速率及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,在P1水平下,胡麻莖粗和干物質(zhì)積累量均在噴施高濃度NAA時達最大。盛花期、青果期和成熟期胡麻莖粗,在P1N2處理下達最大,較P0N0處理高出5.58%、8.65%和8.27% ;P1水平下,青果期和成熟期胡麻干物質(zhì)積累量均隨NAA濃度的增加而增加,N1和N2分別較N0高出18.19%和" 20.70%、9.92%和11.45%;花后20 d,胡麻籽粒灌漿速率在P1水平下隨NAA濃度的增加而增加且達到峰值,N1和N2分別較N0顯著高出27.45%和31.76%,籽粒灌漿最大速率Vmax表現(xiàn)為P1N2較其他處理顯著高出1.06%~12.16%;N2濃度下,分莖數(shù)、每果粒數(shù)、產(chǎn)量在P1水平較其他處理分別高出30.76%~" 70.00%、2.52%~3.30%、5.28%~6.87%,且P1N2處理下產(chǎn)量最高。綜上表明,施磷67.5" kg/hm2配合噴施40" mg/L萘乙酸可提高胡麻株高、莖粗、干物質(zhì)積累量,最大灌漿速率以及有效提前胡麻籽粒灌漿最大速率出現(xiàn)時間,從而提高胡麻籽粒產(chǎn)量,可作為旱作農(nóng)業(yè)區(qū)適宜的胡麻高產(chǎn)栽培技術(shù)措施。
關(guān)鍵詞 胡麻;外源NAA;磷肥;灌漿速率;干物質(zhì);籽粒產(chǎn)量
磷素養(yǎng)分是作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成必不可少的三大營養(yǎng)元素之一,在作物體內(nèi)參與許多重要的生理生化反應(yīng)以及新陳代謝過程[1-4]。有研究表明,不同梯度磷肥基施均有效促進了作物植株地上部干物質(zhì)積累,在營養(yǎng)生長期與生殖生長期分別提高了莖桿、葉片與蒴果及籽粒的干物質(zhì)分配比例,有助于籽粒產(chǎn)量形成,從而獲得較好的經(jīng)濟效益[5]。原亞琦等[6]研究發(fā)現(xiàn),施磷180"" kg/hm2可以顯著提高小麥籽粒最大灌漿速率,提前最大灌漿速率時間,促進營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移,提高籽粒產(chǎn)量。但在實際生產(chǎn)中,磷肥當季利用率低下[7],而農(nóng)戶為追求高產(chǎn),大量施用磷肥,不僅增加生產(chǎn)成本,還造成土壤累積態(tài)磷含量持續(xù)升高,引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境安全問題[8-9]。因此,合理施用磷肥,提高磷肥利用效率,對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
外源激素作為植物生長調(diào)節(jié)劑可參與植物生長發(fā)育全過程,如種子萌發(fā)、莖的伸長、花的誘導(dǎo)和發(fā)育、種子和果實的生長等[10]。關(guān)于外源激素的研究表明,通過施用外源GA3增加胡麻每果粒數(shù)與千粒質(zhì)量可補償由于磷素養(yǎng)分不足所帶來的負面影響[2]。噴施適宜濃度的萘乙酸可刺激玉米生長,促進植株對磷、鉀等營養(yǎng)元素的吸收與轉(zhuǎn)運,有利于籽粒營養(yǎng)物質(zhì)的積累,促進早熟和增產(chǎn)[11]。大豆五葉期噴施萘乙酸,可增加植株葉片葉綠素含量,提高光合能力,緩解干旱脅迫,改善植株生長發(fā)育狀況[12]。因此,探究外源萘乙酸與磷肥的協(xié)同互作作用,對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的形成有重要意義。
胡麻(Linum usitatissimum L.)是對磷敏感作物,合理施用磷肥是保證胡麻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要農(nóng)藝措施之一。適宜的施磷量可以促進胡麻植株地上部各器官對磷素養(yǎng)分的吸收利用,提高干物質(zhì)的積累速率,加快營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運[5,13]。胡麻籽粒是光合產(chǎn)物與養(yǎng)分積累的庫,大量的同化產(chǎn)物直接轉(zhuǎn)運到籽粒當中,而適當?shù)氖┝琢坑行岣吡宿D(zhuǎn)運速率,為胡麻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)[13-14]。然而,隨著施磷量的增加,胡麻產(chǎn)量、磷肥利用效率及干物質(zhì)積累與轉(zhuǎn)運速率均下降,致使胡麻品質(zhì)低劣,經(jīng)濟效益差[5,14]。可見,前人關(guān)于磷肥施用量對作物產(chǎn)量及磷肥利用效率的研究頗多,但大多集中在單一的施肥制度,關(guān)于萘乙酸與磷肥互作對胡麻產(chǎn)量的影響鮮見報道。鑒于此,本研究在旱作農(nóng)業(yè)區(qū)將外源NAA和施肥制度配合應(yīng)用于胡麻生產(chǎn)中,探究不同施磷量和不同濃度NAA噴施對旱地胡麻生長發(fā)育及產(chǎn)量的調(diào)控效應(yīng),以期為試區(qū)胡麻可持續(xù)發(fā)展提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
1 材料與方法
1.1 試驗區(qū)概況
試驗地位于甘肅省定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料所,所在地(N 34°26′、E 103°52′)氣候?qū)儆谥袦貛Ц珊怠敫珊祬^(qū),試驗地為梯田,土質(zhì)為黃綿土地,農(nóng)業(yè)種植為典型雨養(yǎng)農(nóng)業(yè),地貌為黃土高原丘陵溝壑區(qū)。平均海拔2 050 m,年平均氣溫6.3 ℃,年均日照時數(shù)2 453 h,無霜期140 d,年均降雨量400 mm左右,蒸發(fā)量達1 500 mm。0~30 cm土壤基礎(chǔ)肥力見表1。
1.2 試驗設(shè)計
采用二因素裂區(qū)試驗設(shè)計,以‘輪選2號’胡麻品種為參試材料,種植密度為750萬粒/hm2,保苗420萬株/hm2。試驗因素分別為供磷水平和激素濃度。供磷水平為主區(qū)[5,13,15],設(shè)3個水平,分別為:P0-不施磷、P1-67.5 kg/hm2、P2-135 kg/hm2;萘乙酸(NAA)濃度為副區(qū)[16-17],設(shè)3個水平,分別為:N0-0 mg/L、N1-20 mg/L、N2-40 mg/L,每個小區(qū)在現(xiàn)蕾期和盛花期各噴施1 L,以噴施等量清水為對照。共9個處理,3次重復(fù),27個小區(qū)。主區(qū)面積18 m2(6 m×3 m);副區(qū)面積6 m2(3 m×2 m);小區(qū)和重復(fù)間均間隔" 80 cm,四周設(shè)1 m保護行。
施肥量為氮肥150 kg/hm2、鉀肥52.5"" kg/hm2,氮、磷、鉀肥全部做基肥施用。播深" 3 cm,行距20 cm。試驗于2020年4月9日播種,8月19日收獲。其他管理方式同當?shù)匾话? 大田。
1.3 測定項目與方法
1.3.1 株高、莖粗及干物質(zhì) 株高:分別在胡麻苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、青果期和成熟期,每小區(qū)選擇長勢均勻植株10株,用直尺測量莖基部到生長點的距離。
莖粗:在胡麻現(xiàn)蕾期、盛花期、青果期和成熟期,每個小區(qū)選擇長勢均勻植株10株,用游標卡尺測量莖粗。
干物質(zhì):在胡麻苗期、現(xiàn)蕾期、盛花期、青果期和成熟期,每個小區(qū)選擇長勢均勻的植株采樣10株。采用烘干法將植株先在105 ℃下殺青30 min,再用80 ℃烘至恒質(zhì)量,測定胡麻植株的干物質(zhì)量。
1.3.2 籽粒灌漿速率 相似株的選取與標記:在胡麻現(xiàn)蕾期(NAA噴施前)同一天選取開花程度、植株高度和長勢長相整齊一致、無病蟲損傷的植株,掛牌標記定株;盛花期(NAA噴施前)進行第二次定株,即只保留同一天開花的植株,解除其余植株的標簽。
取樣測定:選取花期和大小一致的主莖分枝,自花后第15天開始取樣,每5 d取樣1次,直到成熟。每小區(qū)取10個植株主莖,每莖分別取相同部位5個蒴果,剝?nèi)∽蚜9踩?0粒,測定籽粒的鮮質(zhì)量后在105 ℃下殺青15 min,然后于80 ℃恒溫下烘24 h至質(zhì)量恒定,稱其質(zhì)量。灌漿速率的計算公式如下:
灌漿速率(V)= 每次測定籽粒的干物質(zhì)增質(zhì)量(g)/測定間隔的天數(shù)(d);平均灌漿速率(Vmean)= 籽粒干物質(zhì)增質(zhì)量(g)/灌漿間隔天數(shù)(d);最大灌漿速率(Vmax)=灌漿期測定的灌漿速率最大值;用Logistic擬合籽粒增質(zhì)量動態(tài):
K = [N0N4(N1+N2)-N1N2(N0+N4)]/(N0N4-N1N2),t1+t2=t3+t4
其中,(t1,N0)、(t4,N4)分別為實測數(shù)據(jù)序列的始點、終點,(t2,N1)、(t3,N2)則為中間兩點。
估值:r = {Ln(K/N0-1)-Ln(K/N1-1)} /(t2-t1)
估值:a=Ln(K/N0-1)+ r*t1
1.3.3 產(chǎn)量及其性狀指標 收獲前每小區(qū)取樣20株進行考種(株高、莖粗、分莖數(shù)、分枝數(shù)、有效果數(shù)、每果粒數(shù)、千粒質(zhì)量)。測產(chǎn)時按小區(qū)單收單打,測定單位面積籽粒產(chǎn)量。
1.4 試驗數(shù)據(jù)處理
所得數(shù)據(jù)用Excel 2017進行整理匯總,用SPSS 20.0數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件進行二因素裂區(qū)試驗分析方法,圖用Origin 2019繪制。
2 結(jié)果與分析
2.1 外源NAA和磷肥對胡麻株高的影響
由圖1可知,胡麻株高隨生育進程的推進呈升高趨勢,青果期達最大。噴施NAA前各磷素水平下株高除現(xiàn)蕾期外均無顯著差異,施磷顯著促進了胡麻現(xiàn)蕾期株高,P1(67.5 kg/hm2)和P2(135 kg/hm2)分別較不施磷(P0)顯著高出" 7.05%和3.79%。噴施NAA后,不施磷時成熟期株高表現(xiàn)為N1分別較N0和N2顯著高出" 3.21%和5.94%;P1水平配施NAA顯著促進了青果期和成熟期株高,N1較N0分別顯著高出" 5.33%和1.28%;P2N1處理亦顯著促進了青果期株高。同一激素濃度下(N1),磷肥顯著增加了胡麻盛花期至青果期株高,P1分別較P0和P2顯著高出1.01%和2.95%、6.80%和2.61%。綜上表明,施磷P1-67.5 kg/hm2配施N1-20" mg/L外源NAA(P1N1)可顯著增加胡麻株高,且二者對青果期株高交互效應(yīng)達極顯著水平。
2.2 外源NAA和磷肥對胡麻莖粗的影響
由圖2可知,胡麻全生育期莖粗均呈上升趨勢,成熟期達最大。噴施NAA前,不同磷素水平下莖粗在各生育時期均表現(xiàn)為P2gt;P1gt;P0,處理間無差異。噴施后,不施磷(P0)時,胡麻莖粗均隨NAA濃度的增加而增加,青果期,N1和N2分別較N0高出3.17%和5.57%,成熟期,分別高出2.61%和5.08%;盛花期至成熟期,P1水平下,N1和N2分別較N0高出2.49%和5.23%、5.22%和5.50%、5.23%和5.39%。P2水平下,N1和N2分別較N0則高出3.24%和4.15%、" 3.51%和3.26%、3.70%和3.41%。
從同一激素濃度不同磷素水平來看,不噴激素(N0)時,青果期至成熟期莖粗均隨磷肥用量的增加而增加,P1和P2分別較P0高出2.98%和" 3.24%、2.73%和2.77%;N1濃度下,盛花期至成熟期,P1和P2分別較P0高出2.32%和" 3.24%、5.02%和3.58%、5.36%和3.86%;N2濃度下,盛花期,P1和P2分別較P0高出4.11%和3.21%。綜合來看,胡麻莖粗因施磷量和NAA噴施濃度的不同而存在差異。盛花期、青果期和成熟期胡麻莖粗均在P1N2處理下最大,較P0N0分別高出5.58%、8.65%和8.27%,為胡麻生物學(xué)產(chǎn)量的增加奠定基礎(chǔ)。
2.3 外源NAA和磷肥對胡麻干物質(zhì)積累量的影響
由圖3可知,胡麻全生育期干物質(zhì)積累量青果期達最大。噴施NAA前,施磷促進現(xiàn)蕾期與盛花期干物質(zhì)積累量。現(xiàn)蕾期,P1較P2高出" 2.60%;盛花期,P1較P0高出2.61%。噴施NAA后,不施磷時,植株干物質(zhì)積累量在青果期和成熟期為N2較N0和N1分別高出9.68%和3.88%、6.30%和3.92%;P1水平下,青果期和成熟期均隨NAA濃度的增加而增加,N1和N2分別較N0高出18.19%和20.70%、9.92%和11.45%;P2水平下,盛花期至成熟期,N1 和N2分別較N0高出11.87%和10.09%、16.88%和8.99%、6.59%和3.61%。
從同一激素濃度來看,不噴激素時,植株干物質(zhì)積累量在青果期至成熟期為P1和P2分別較P0分別高出4.59%和4.92%、3.65%和3.21%。N1濃度下,盛花期至成熟期,P1較P0分別高出4.70%、17.06%和11.38%,P2較P0分別高出9.85%、16.14%和7.54%。N2濃度下,青果期和成熟期,P1較P0分別高出15.09%和8.66%;盛花期和青果期,P2較P0分別高出5.93%和" 4.25%。
綜合比較發(fā)現(xiàn), P1N2處理可促進胡麻干物質(zhì)累積,青果期和成熟期,P1N2較P0N0分別高出26.23%和15.52%。說明施用67.5 kg/hm2配合噴施40 mg/L高濃度NAA(P1N2)可促進植株生長,提高干物質(zhì)積累量,為胡麻高產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。
2.4 外源NAA和磷肥對胡麻籽粒灌漿速率的影響
由圖4可以看出,隨著花后天數(shù)推進,胡麻籽粒灌漿速率變化均呈現(xiàn)先升后降趨勢,且在花后20 d籽粒灌漿速率達到峰值。不施磷(P0)時,籽粒灌漿速率在花后第15 d和20 d表現(xiàn)為高濃度激素(N2)gt;低濃度激素(N1)gt;不噴激素(N0)。P1和P2水平下,花后20 d,N1和N2分別較N0顯著高出27.45%和31.76%、24.89%和" 3.43%;從同一激素濃度看,花后20" d,不噴激素(N0)時,P1分別較P0和P2顯著高出14.86%和9.44%,N1與N2濃度下,P1分別較P0和P2顯著高出38.89%和11.68%、33.33%和39.41%。綜合來看,花后20 d,施用67.5 kg/hm2搭配40 mg/L NAA(P1N2)處理下胡麻籽粒灌漿速率達到最大,促進營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒轉(zhuǎn)移,利于提高籽粒產(chǎn)量。
由表2可知,施磷量與外源NAA噴施濃度均對胡麻花后15~25 d籽粒灌漿的影響效應(yīng)達極顯著水平,施磷量與外源NAA互作對胡麻花后" 15~25 d籽粒灌漿效應(yīng)達極顯著水平,對花后" 30 d影響顯著,對花后35 d無顯著影響。
2.5 胡麻籽粒灌漿Logistic方程
由表3可知,不同P肥水平和外源NAA處理下胡麻籽粒灌漿(Y)依據(jù)開花后天數(shù)(t)的動態(tài)過程均可用Logistic方程Y=K/[1+ r*t)]加以回歸描述,決定系數(shù)(R2 ≥0.985)。施磷量和NAA噴施濃度對籽粒灌漿最大增長速率(Vmax)、平均增長速率(Vmean)及籽粒灌漿最大增長速率出現(xiàn)時間(Tmax)影響不同。不施磷(P0)時, Tmax、Vmax 、Vmean在不同NAA噴施濃度下均無顯著性差異;P1水平下,Tmax表現(xiàn)為N0較N1和N2分別顯著高出5.26%和5.42%,Vmax表現(xiàn)為N1和N2較N0分別顯著高出9.26%和" 10.42%;P2水平下,Vmean表現(xiàn)為N1較N0和N2均顯著高出5.42%。從同一激素濃度不同磷素水平來看,不噴激素(N0)時,Tmax表現(xiàn)為P0較P2顯著高出4.38%;N1濃度下,Tmax、Vmax和Vmean在不同處理下無顯著差異;N2濃度下,Tmax表現(xiàn)為P0較P1顯著高出4.42%。綜合來看,磷肥對胡麻籽粒灌漿最大增長速率出現(xiàn)時間與平均增長速率影響較小,高濃度激素對籽粒灌漿最大速率影響顯著,Vmax表現(xiàn)為P1N2較其他處理顯著高出1.06%~12.16%。說明,不同P肥水平下噴施高濃度NAA能有效提高胡麻籽粒灌漿最大速率,且在P1N2最大增長速率最大,為籽粒粒質(zhì)量的增加奠定了良好基礎(chǔ)。
2.6 外源NAA和磷肥對胡麻籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因子的影響
由表4和表5可知,施磷量與外源NAA對胡麻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子具有顯著影響。不施磷(P0)時,N2顯著增加了分枝數(shù)、每果粒數(shù)及產(chǎn)量,較其他處理分別顯著高出11.58%~" 12.97%、5.92%~8.25%及4.38%~7.38%;P1水平下,分枝數(shù)、每果粒數(shù)、產(chǎn)量表現(xiàn)為N2較其他處理分別顯著高出1.64%~4.20%、0.74%~" 4.23%、2.16%~8.96%;N1顯著增加了P2水平下每果粒數(shù)與產(chǎn)量,較N0分別顯著高出" 3.35%和5.49%。
從同一激素濃度看,施磷67.5 kg/hm2對胡麻產(chǎn)量及其構(gòu)成因子影響較大。不噴激素時(N0),每果粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量在P1處理下較P0顯著高出7.29%和5.31%;N1濃度下,P1水平分莖數(shù)、有效蒴果數(shù)較其他處理分別高出230.77%~330.00%、4.43%~11.26%;N2濃度下,分莖數(shù)、每果粒數(shù)、產(chǎn)量在P1水平較其他處理分別高出30.76%~70.00%、2.52%~3.30%、5.28%~" 6.87%。
結(jié)合表5可知,單株有效蒴果數(shù)和千粒質(zhì)量受外源NAA影響程度大于磷肥,分莖數(shù)則相反,施磷量與外源NAA對分枝數(shù)、每果粒數(shù)和籽粒產(chǎn)量的交互效應(yīng)均達極顯著水平,且P1N2處理下產(chǎn)量最高。
2.7 外源NAA與磷肥互作對胡麻農(nóng)藝性狀的效應(yīng)分析
由表6可知,磷肥對胡麻盛花期株高、莖粗影響顯著,外源NAA對胡麻盛花期株高、莖粗、干物質(zhì)積累量影響顯著;青果期除磷肥對胡麻株高無顯著影響外,其他處理對胡麻株高、莖粗、干物質(zhì)積累量的影響均達極顯著水平;成熟期除P×NAA對株高無顯著交互效應(yīng)外,其他處理對胡麻株高、莖粗均達極顯著水平,磷肥、外源NAA、P×NAA對干物質(zhì)積累量的影響均達顯著水平。
3 討論與結(jié)論
磷作為植物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)元素,在干物質(zhì)積累與分配和籽粒產(chǎn)量形成中起著重要作用[18-19]。適宜的磷肥施用量可有效促進作物對養(yǎng)分的吸收利用,協(xié)調(diào)光合產(chǎn)物的分配比例,加快營養(yǎng)物質(zhì)向籽粒的轉(zhuǎn)運,進而提高產(chǎn)量[13-14]。而過高的磷肥施用量,則會抑制作物生長發(fā)育,不利于產(chǎn)量形成[20]。本試驗表明,不同磷肥用量與現(xiàn)蕾期和盛花期噴施不同濃度NAA均可顯著增加胡麻株高與莖粗,為增加其生物學(xué)產(chǎn)量奠定了基礎(chǔ),其中P1N2處理效果最佳。施磷有效提高了胡麻地上部干物質(zhì)積累量,且全生育期隨磷肥用量的增加呈先升高后降低趨勢。說明磷肥施用量具有一定的閾值,并非越多越好,這與前人的研究結(jié)果一致[21-22]。進入生殖生長階段后,適宜的施磷量提高了最大籽粒灌漿速率,每果粒質(zhì)量與千粒質(zhì)量增加,且在P1(67.5" kg/hm2)處理下干物質(zhì)積累量顯著增加,為胡麻高產(chǎn)奠定了良好的基礎(chǔ)。外源激素具有促進光合作用,提高養(yǎng)分吸收與利用效率,促進光合產(chǎn)物在作物各器官中的積累與轉(zhuǎn)運[16,23],作物光合能力對NAA的響應(yīng)因養(yǎng)分供應(yīng)不同而存在差異[24]。本試驗中施67.5""" kg/hm2花后干物質(zhì)積累量隨NAA噴施濃度的增加而增大,施135 kg/hm2配合噴施20 mg/L的NAA增加了干物質(zhì)積累量及其對籽粒的貢獻率,千粒質(zhì)量顯著增加。這可能是由于噴施外源NAA顯著促進了胡麻生長發(fā)育,提高了葉片葉綠素含量與光合效率,刺激光合產(chǎn)物的積累,加快了胡麻光合同化物的積累與分配[16]。同時,噴施適宜濃度的外源NAA改變了磷素養(yǎng)分與同化產(chǎn)物在植株體內(nèi)的運輸方向及分布,打破了植株原有的庫源關(guān)系,加強了以籽粒為庫的極性運輸,削弱了莖稈與葉片對養(yǎng)分和光合產(chǎn)物的消耗,從而促進胡麻籽粒產(chǎn)量的增加[25-26]。
灌漿過程是影響籽粒產(chǎn)量形成的重要生理過程,而Logistic方程能夠更好地解釋作物籽粒產(chǎn)量形成的動態(tài)變化規(guī)律,從而揭示磷肥和外源NAA對胡麻籽粒灌漿速率的互作效應(yīng)。本研究表明,施磷量與外源NAA噴施濃度對胡麻籽粒灌漿特性產(chǎn)生顯著影響,籽粒灌漿最大增長速率出現(xiàn)時間在P0N0處理下有效提前,最大增長速率在P1N2處理下顯著增大,平均增長速率無顯著變化,分析其原因可能是施磷延緩了胡麻葉片的衰老,延長光合時間,增加灌漿活躍天數(shù)[27],而高濃度外源NAA的噴施提高了凈光合速率,降低光呼吸代謝,從而增大灌漿速率[28]。同時NAA作為一種植物生長調(diào)節(jié)劑,可通過影響內(nèi)源激素與蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶等的活性,進而調(diào)節(jié)養(yǎng)分的積累與分配,最終表現(xiàn)為籽粒干物質(zhì)積累量的增加[11]。
作物產(chǎn)量形成是由各產(chǎn)量構(gòu)成因素共同決定的。不合理的施肥制度無法滿足胡麻對養(yǎng)分的需求,從而出現(xiàn)減產(chǎn)現(xiàn)象,主要表現(xiàn)為有效果數(shù)及千粒質(zhì)量下降[29]。有研究表明,通過施用外源GA3增加每果粒數(shù)與千粒質(zhì)量可補償由于磷素養(yǎng)分不足所帶來的負面影響[2]。本試驗中,P0處理下(除P0N2)的有效果數(shù)、每果粒數(shù)與千粒質(zhì)量均低于施磷處理,而噴施高濃度外源NAA則可有效補償由于磷肥供應(yīng)不足所帶來的抑制作用,與前人研究結(jié)果一致[2]。合理的施肥制度與外源激素的互作是保障作物增產(chǎn)增收的基礎(chǔ)。侯云鵬等[27]等研究發(fā)現(xiàn),施磷可通過提高玉米穗粒質(zhì)量與百粒質(zhì)量,進而顯著提高產(chǎn)量,在玉米苗期葉面噴施10 mg/L萘乙酸也可有效提高穗粒質(zhì)量與百粒質(zhì)量及產(chǎn)量[30]。本試驗中,施用67.5""" kg/hm2顯著增加了胡麻有效果數(shù)、每果粒數(shù)及千粒質(zhì)量,NAA噴施濃度在40 mg/L時有效果數(shù)及每果粒數(shù)增加顯著,且二者對分枝數(shù)與每果粒數(shù)的互作效應(yīng)顯著,最終表現(xiàn)為P1N2處理下胡麻產(chǎn)量最高。通過胡麻籽粒產(chǎn)量與其產(chǎn)量構(gòu)成因子的相關(guān)性分析也進一步證實了胡麻增產(chǎn)的原因主要在于磷肥與外源NAA促進了胡麻產(chǎn)量要素的協(xié)同提升。
綜上所述,磷肥和NAA互作對旱地胡麻干物質(zhì)積累、籽粒灌漿速率及籽粒產(chǎn)量的形成影響顯著。通過不同梯度磷肥基施配合噴施不同濃度NAA可增大胡麻株高與莖粗,顯著提高了干物質(zhì)積累速率與籽粒灌漿速率,促進胡麻有效果數(shù)、每果粒數(shù)與千粒質(zhì)量的增加,為試區(qū)胡麻高產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。其中施磷67.5" kg/hm2與噴施40"" mg/L NAA處理下產(chǎn)量達最大。目前關(guān)于" P×NAA互作效應(yīng)的增產(chǎn)機理還不夠深入,二者對胡麻籽粒產(chǎn)量形成過程中生理特性的調(diào)控機制尚不明確,有待進一步深入研究。
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Regulatory Effect of Exogenous NAA and Phosphate Fertilizer Interaction on Flax Growth and Yield
WEN Zedong1,GAO Yuhong1,2,RUAN Wenhao2,CUI Zhengjun2,WANG Yifan2"" and" YAN Bin2
(1.Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop,Lanzhou 730070,China;
2.College of Agronomy,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)
Abstract To investigate the regulatory effects of phosphorus nutrients and exogenous naphthaleneacetic acid (NAA) on the flax growth,development and yield formation in dryland conditions,we explored the effects of spraying different concentrations of NAA (N0:hormone,N1:20 mg/L,N2:40 mg/L) at different phosphorus levels (P0:no phosphorus application,P1:67.5 kg P2O5/hm2,P2:135 kg P2O5/hm2) during the budding and anthesis stages on flax growth and development,dry matter accumulation,grain filling rate,and yield.The results showed that at the P1 level,the stem diameter and dry matter accumulation of flax reached their maximum when spraying high concentrations of NAA. The stem diameter of flax during its anthesis,kernel and maturity stages was the largest under P1N2 treatment,which was 5.58%,8.65%,and 8.27% higher than that under P0N0 treatment,respectively; Specifically,N1 and N2 treatments resulted in dry matter accumulations that were 18.19% and 20.70% higher (respectively) during the kernel stage and 9.92% and 11.45% higher (respectively) during the maturity stage compared to the N0 treatment. At 20 days after flowering,the filling rate of seeds increased at the P1 level and reached a peak with the increase of NAA concentration.Specifically,N1 and N2 treatments were significantly higher than N0 by 27.45% and 31.76%,respectively. The maximum grain filling rate (Vmax) indicated that P1N2 was significantly higher by 1.06% to"" 12.16% compared to other treatments; Under N2 concentration,the number of stems,grains per fruit,and yield were 30.76%-70.00%,2.52%-3.30%,and 5.28%-6.87% higher than other treatments at the P1 level respectively,and the yield was the highest under P1N2 treatment. In summary,the application of 67.5 kg P2O5/hm2 of phosphorus combined with the application of 40 mg/L of naphthoic acid can increase the height,stem diameter,dry matter accumulation,maximum filling rate,and accelerate the timing of maximum filling rate of flax seeds,thereby increasing the yield of flax seeds. This integrated approach represents as a suitable high-yield cultivation technique for flax in arid agricultural areas.
Key words Flax; Exogenous NAA; Phosphate fertilizer; Grouting rate; Dry matter; Grain yield
Received "2023-05-02 """Returned 2023-06-25
Foundation item Education,Science and Technology Innovation Industry Support Program of Gansu Province(No.2021CYZC-38);China Agriculture Research System of MOF and MARA (No.CARS-14-1-16);the Project for Central Government Guides Local Science and Technology Development (No.ZCYD-2021-12);Research Program of Gansu Provincial Key Laboratory of Aridland Crop Science,Gansu Agricultural University (No.GSCS-2020-Z6);the National Natural Science Foundation of China (No.31760363);the Fuxi Outstanding Talents Cultivation Plan of Gansu Agricultural University (No.Gaufx-02J05) .
First author WEN Zedong,male,master" student.Research area:crop cultivation and ecological physiology theory and technology. E-mail:2660358913@qq.com
Corresponding"" author GAO Yuhong,female,professor,doctoral supervisor.Research area:high-yield and high-efficiency crop cultivation theory and technology. E-mail:gaoyh@gsau.edu.cn
(責(zé)任編輯:成 敏 Responsible editor:CHENG" Min)