丙酰蕓苔素內酯施用濃度對水稻植株性狀和產量的影響

李青超,趙秀梅,王立達,劉 悅,蘭 英,劉 洋,韓業輝,王連霞

(黑龍江省農業科學院齊齊哈爾分院,黑龍江齊齊哈爾 161006)

黑龍江省粳稻常年種植面積400萬hm2左右,占全國粳稻種植面積的50%,也是世界最大的粳稻種植區[1],是國家糧食安全的“壓艙石”,對保障我國糧食安全極為重要[2]。植物生長調節劑是仿照植物激素的化學結構,人工合成的具有植物激素的活性物質[3],通過調節植物體內源激素的含量與分配,調控相關基因組的表達,重新分配表達產物,進而影響植物的生長和發育[4]。美國學者于1970年在油菜花粉內首次發現這類化合物,定名為油菜素,又稱蕓苔素內酯[5]。丙酰蕓苔素內酯是蕓苔素內酯分子結構上的2,3位的羥基?；?2、23位的羥基氧化,相比蕓苔素內酯可延長持效期,又稱長效蕓苔素[6]。研究表明,水稻孕穗期噴施蕓苔素內酯可促進水稻生長,增產5%～8%[7],蕓苔素內酯可明顯提升水稻千粒重和結實率[8],0.01%蕓苔素內酯水劑對水稻株高和穗長影響不明顯[9],水稻分蘗期、破口期和齊穗期各噴施1次蕓苔素內酯,可增強水稻抗旱能力并增產9.65%[10]。筆者通過丙酰蕓苔素內酯不同施用濃度對水稻植株性狀和產量的研究,明確實際應用效果,為其在水稻生產中的推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料水稻品種為齊粳10,生育期136 d左右,需≥10 ℃活動積溫2 500 ℃左右。供試藥劑為0.003%丙酰蕓苔素內酯水劑,由中農立華農用化學品有限公司提供。

1.2 試驗地概況

1.2.1氣候條件。試驗時間為2022年5—10月,地點位于齊齊哈爾市泰來縣大興鎮,終霜期為4月15日,始霜期為10月7日,無霜期為175 d。生育期(4月15日—10月7日)≥10 ℃的活動積溫為3 366.5 ℃。

1.2.2土壤狀況。土壤性質介于砂土和黏土之間,肥力適中,基本性狀見表1。

表1 試驗地土壤基本情況Table 1 Basic soil conditions of the experimental site

1.3 試驗設計采用單因素拉丁方設計,試驗因素為0.003%丙酰蕓苔素內酯水劑施用濃度,設4個處理,處理A稀釋500倍液,處理B常規用量稀釋2 000倍液,處理C稀釋3 000倍液,處理D稀釋4 000倍液,每個處理5次重復,設噴施等量清水空白對照(CK),共計25個試驗單元,每個試驗單元面積50 m2,周圍設保護行10 m,各試驗單元用塑料波紋擋板隔開,隔離行2 m。

1.4 試驗方法選擇晴朗無風天氣,水稻移栽后10 d第一次施藥,間隔7 d后第二次施藥,對照區噴施等量清水,使用背負式電動噴霧器(型號MDL-24380)對各重復區水稻植株均勻噴霧。

水稻移栽后5 d使用乙氧氟草醚封閉處理,移栽20 d后使用氰氟·吡啶酯莖葉處理,其他田間管理同當地實際生產保持一致。

1.5 調查項目與方法

1.5.1植株性狀。水稻臨近收獲前各重復采用棋盤式取樣5個點,每點隨機調查4叢,共計20叢,調查記錄植株高度、穗長、分蘗數、穗下節間長度、倒2節間長度、倒3節間長度。

1.5.2產量構成因子和產量。水稻成熟期,試驗單元采用5點取樣法,每點隨機選取4叢水稻,共計20叢,調查測量并記錄每穗總粒數、每穗實粒數、結實率、千粒重,每個重復單獨收獲脫粒烘干測產。

1.6 數據處理采用Excel 2019軟件處理數據和作圖,運用新復極差法進行方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同濃度丙酰蕓苔素內酯對水稻植株性狀的影響由表1可知,處理B的植株高度最高為100.9 cm,分蘗數最多為23.0,穗下節間、倒2節間和倒3節間的長度最長分別為22.3、19.7和16.4 cm,與其他處理及對照(CK)均差異顯著,處理A的植株高度最矮為85.0 cm,分蘗數最少為16.9,穗下節間、倒2節間和倒3節間的長度最短分別為14.6、12.8和11.1 cm,與其他處理及對照差異均顯著,各處理及對照穗長差異不顯著。說明0.003%丙酰蕓苔素內酯水劑高濃度會抑制水稻生長,低濃度沒有明顯效果,常規用量稀釋2 000倍液可以增加水稻植株高度、節間長度和分蘗數,對穗長影響不大。

表1 不同濃度丙酰蕓苔素內酯對水稻植株性狀的影響Table 1 Effects of different concentrations of propionyl brassinolide on rice plant characters

2.2 不同濃度丙酰蕓苔素內酯對水稻產量構成因子的影響由表2可知,處理B的每穗總粒數、每穗實粒數和千粒重最高且與其他處理及對照差異顯著,每穗總粒數、實粒數和千粒重分別為137.2粒、128.9粒和32.1 g,處理A的產量構成因子指標最低,且與其他處理及對照(CK)差異顯著,處理C、D和對照(CK)之間的產量構成因子差異不顯著。說明0.003%丙酰蕓苔素內酯水劑常規用量稀釋2 000倍液可以增加水稻每穗總粒數、每穗實粒數和千粒重,高濃度會降低水稻產量構成因子指標,過低濃度則效果不明顯。

表2 不同濃度丙酰蕓苔素內酯對水稻產量構成因子的影響Table 2 Effects of different concentrations of propionyl brassinolide on rice yield components

2.3 不同濃度丙酰蕓苔素內酯對水稻產量的影響由圖1可知,處理B的產量最高為7 362.7 kg/km2,處理A的產量最低為6 658.9 kg/km2,處理A、B和對照(CK)之間差異顯著,處理C、D和對照(CK)之間差異不顯著。說明0.003%丙酰蕓苔素內酯水劑常規用量稀釋2 000倍液可以增加水稻產量,高濃度使用產量降低明顯,過低濃度使用沒有增產效果。

注:不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicated significant difference between different treatments (P<0.05).圖1 不同濃度丙酰蕓苔素內酯對水稻產量的影響Fig.1 Effect of different concentrations of propionyl brassinolide on rice yield

3 討論

水稻生長過程中,合理施用植物生長調節劑調控生長,能夠改變植株形態,促進營養成分的吸收,進而對水稻生長特性產生重要影響[11]。水稻產量是由產量各因子構成的,各因子間互相協調達到合理狀態,才能提高水稻產量[12]。徐興兵等[13]研究表明,水稻孕穗期和揚花期葉面噴施蕓苔素內酯,可使水稻產量各因子協調增長,水稻群體產量增加。在水稻生產機械化、集約化背景下,合理使用丙酰蕓苔素內酯,對促進水稻生長發育和增強抗病性、保證水稻高產穩產具有重要意義[14]。

高濃度丙酰蕓苔素內酯會抑制水稻生長和降低產量,所以在實際生產中要嚴格遵守使用濃度。此外,在試驗中未發現對周圍環境和試驗區域內其他有益生物造成不利影響,所以丙酰蕓苔素內酯作為一種優良的生長調節劑,安全性較高,可在水稻生產上推廣應用。該試驗僅用了一個水稻品種齊粳10,一種植物生長調節劑丙酰蕓苔素內酯,不能體現出不同水稻品種和植物生長調節劑種類的差異性,下一步驗證多種植物生長調節劑的復配使用對不同水稻品種植株性狀和產量的影響。

4 結論

水稻移栽后,0.003%丙酰蕓苔素內酯水劑稀釋2 000倍液葉面噴施2次,可以增加水稻植株高度、節間長度和分蘗數,符合吳挺[15]的研究結果,提升水稻每穗總粒數、每穗實粒數和千粒重產量構成因子,進而提高水稻產量,此結果和聞祥成等[16]的研究結果一致。