化控技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用

張 鴻,李星月,譚 杰

( 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，四川 成都 610066)

化控技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用

張 鴻,李星月,譚 杰

( 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，四川 成都 610066)

運(yùn)用PGR調(diào)控植物生長(zhǎng)和發(fā)育已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上不可缺少的重要技術(shù)措施，因其可廣泛調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育，在良種選育、雜交制種和品種修飾上的應(yīng)用，能克服環(huán)境限制，可以使農(nóng)業(yè)資源得到充分合理的利用，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)三高農(nóng)業(yè)和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。

植物化控；生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；農(nóng)業(yè)應(yīng)用

植物化控(簡(jiǎn)稱化控)系指運(yùn)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(PGR)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行促進(jìn)和控制，使之向著人們希望的方向發(fā)展，從而達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、協(xié)調(diào)和持續(xù)的目的。

化控是在對(duì)植物激素研究工作的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，最早發(fā)現(xiàn)的植物激素是生長(zhǎng)素。1880年達(dá)爾文父子在研究金絲雀虉草胚芽鞘的向光性時(shí)，發(fā)現(xiàn)有某種影響力能夠從鞘尖向下傳輸，可引起胚芽鞘的彎曲，并猜想這種影響是一種物質(zhì)。在30年后，許多人進(jìn)行了燕麥胚芽向光性實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了達(dá)爾文父子的猜想。1928年，Went成功地從放過(guò)鞘尖的瓊脂塊中提取到這種物質(zhì)。1934年，荷蘭人郭葛得到這種純物質(zhì)并鑒定為吲哚乙醇。之后，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其它種類的植物激素。一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，植物激素的研究得到了迅速的發(fā)展。

而植物生長(zhǎng)物質(zhì)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用最先是Redrizey在1932年用乙烯和乙炔促進(jìn)鳳梨開(kāi)花并獲得成功。在應(yīng)用上的一個(gè)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是1935年人工合成了吲哚丁酸(IBA)和萘乙酸(NAA)，從而展開(kāi)了植物生長(zhǎng)物質(zhì)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以人工合成許多激素類似物、生長(zhǎng)抑制劑、生長(zhǎng)延緩劑和其它生長(zhǎng)物質(zhì)，其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用日益廣泛。在我國(guó)，從20世紀(jì)70年代以來(lái)，人們?cè)诟拍钌弦矊ⅰ爸参锷L(zhǎng)物質(zhì)的農(nóng)業(yè)應(yīng)用”的專業(yè)概念演升為“植物生長(zhǎng)發(fā)育的化學(xué)調(diào)控”這樣一種帶有學(xué)科特色的學(xué)術(shù)概念。在研究中，力求引進(jìn)、借鑒、消化、獨(dú)創(chuàng)并重；力求基礎(chǔ)理論、應(yīng)用基礎(chǔ)、應(yīng)用技術(shù)、開(kāi)發(fā)研究相結(jié)合；力求單項(xiàng)技術(shù)、配套技術(shù)、模式栽培、工程化控并進(jìn)；力求試驗(yàn)、示范、推廣、普及相結(jié)合；力求生物效應(yīng)、生產(chǎn)效果、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益、生態(tài)效益相統(tǒng)一。因而化控技術(shù)在我國(guó)迅猛發(fā)展，已在農(nóng)業(yè)上發(fā)揮著巨大的作用，占有舉足輕重的地位，有著廣闊的發(fā)展前景。

植物在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，除了要求大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如水分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物，微量的無(wú)機(jī)元素如Mn、B、Fe和適宜的外界環(huán)境如光、溫、氣外，還需要一類對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育有特殊作用的活性物質(zhì)即植物激素，因?yàn)橹参锏纳L(zhǎng)發(fā)育無(wú)時(shí)無(wú)刻不受到體內(nèi)激素的調(diào)控。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人為地運(yùn)用PGR調(diào)控植物生長(zhǎng)和發(fā)育已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上不可缺少的重要技術(shù)措施，且發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。

1 化控技術(shù)可廣泛調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育

在植物從種到收乃至運(yùn)輸貯藏整個(gè)過(guò)程中，都可根據(jù)具體情況選用適當(dāng)?shù)腜GR，運(yùn)用科學(xué)的施用技術(shù)進(jìn)行調(diào)控。如休眠萌發(fā)、生根繁殖、出苗壯苗、分枝分蘗、株型株高、花芽分化、性別控制、雄性不育、開(kāi)花授精、果實(shí)發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)、成熟衰老、退化脫落、保鮮保活、抗逆除草等。可以這樣說(shuō)，凡是有植物生長(zhǎng)的地方，化控技術(shù)就可在那里發(fā)揮作用。

2 化控技術(shù)在良種選育、雜交制種和品種修飾上的應(yīng)用

雜種優(yōu)勢(shì)利用具有普遍意義。利用不育系配制雜交組合使親本選擇受到了限制，而利用化學(xué)殺雄劑則大大擴(kuò)展了親本選擇的范圍。

在配制雜交種的生產(chǎn)中，花期能否相遇是制種成敗的關(guān)鍵，而去雄手段影響制種質(zhì)量和制種成本。利用赤霉素(GA)和多效唑可以使抽穗開(kāi)花期提前或延后2～3d，從而在一定范圍調(diào)節(jié)花期相遇。利用化學(xué)殺雄劑抑殺雄性器官發(fā)育而不傷害雌性器官。例如，天津利用CC-2503、河北應(yīng)用KMS+CEPA尋小麥進(jìn)行去雄，均取得在小面積制種成功的經(jīng)驗(yàn)。

任何作物的優(yōu)良品種選育都要經(jīng)歷很長(zhǎng)的歲月，任何優(yōu)良品種的性狀也不可能是最佳的，任何育種方法都不可能解決良種選育中的所有問(wèn)題。在育種工作中常常遇到多種性狀俱佳而某一性狀不好的品系，使其無(wú)法使用。例如，品質(zhì)優(yōu)、產(chǎn)量高而植株過(guò)高的品種，可采用生長(zhǎng)延緩劑降高防倒，又能保證其高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

3 運(yùn)用化控技術(shù)克服環(huán)境限制

環(huán)境限制如干旱、潮濕、洪澇、低溫、高溫、寒潮、干熱風(fēng)、鹽堿等，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不利因素，研究相應(yīng)的克服這些不利因素的化控技術(shù)是農(nóng)業(yè)工作者夢(mèng)寐以求的。研究表明，特效烯在緩解小麥冷害方面具有積極作用，孕穗前用60～100mg/kg特效烯，可使小麥在干旱或低溫下花粉可育率提高，結(jié)實(shí)粒數(shù)增加，產(chǎn)量顯著高于對(duì)照。

4 運(yùn)用化控技術(shù)可以使農(nóng)業(yè)資源得到充分合理地利用

在當(dāng)今世界，面臨著四大危機(jī)：人口劇增、資源匱乏、糧食短缺、污染嚴(yán)重，這些都嚴(yán)重制約著農(nóng)業(yè)的發(fā)展。而農(nóng)業(yè)技術(shù)最大課題之一就是尋求資源不足的技術(shù)替代。

在我國(guó)，人均耕地不足是農(nóng)業(yè)特別是種植業(yè)最根本的資源制約，多熟復(fù)種和速生高產(chǎn)則是緩解這種壓力的必然選擇。而化控技術(shù)在提高復(fù)種指數(shù)上有著獨(dú)特的不可替代的作用。如運(yùn)用多效唑培育連作晚稻、油菜壯秧技術(shù)，水稻、棉花催熟技術(shù)就是很好的例證。

運(yùn)用PGR可以促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)、莖稈健壯、提高葉片的光合作用，從而提高了植物對(duì)肥、水、光、氣的利用率。

5 運(yùn)用化控技術(shù)可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

我國(guó)農(nóng)業(yè)相對(duì)落后，較之其它行業(yè)相比，是一個(gè)勞動(dòng)密集型和高勞動(dòng)強(qiáng)度的產(chǎn)業(yè)。在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)邁進(jìn)的過(guò)程中，化控技術(shù)有著廣闊的用武之地。例如，在大面積配制雜交種子過(guò)程中，如果手工去雄，將耗費(fèi)大量人力而且去雜不徹底，但如果運(yùn)用化學(xué)殺雄劑，將省事得多。在去除雜草方面，用除草劑也比人工除草大大省工省時(shí)。據(jù)王熹研究，運(yùn)用多效唑培育矮壯秧技術(shù)，可用一段育秧代替兩段育秧，從而可省工2/3左右。

6 運(yùn)用化控技術(shù)促進(jìn)三高農(nóng)業(yè)的發(fā)展

糧食短缺已成為世界性的問(wèn)題。隨著人口的不斷增加、人民物質(zhì)生活水平的不斷提高以及耕地面積的逐年減少，特別是在退耕還林的巨大壓力下，如何進(jìn)一步提高糧食產(chǎn)量和質(zhì)量顯得尤為重要。經(jīng)過(guò)各地廣泛試驗(yàn)表明，化控技術(shù)可以增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)保產(chǎn)。如應(yīng)用雜交中稻施用GA雙增技術(shù)，可使頭季稻增產(chǎn)4%～6%，再生稻增產(chǎn)20%～30%，兩季合計(jì)增產(chǎn)稻谷45～70kg/667m2，社會(huì)效益極為顯著。又如，利用PGR可防止禾本科作物的穗萌芽以及塊莖、塊根、鱗莖等作物在貯藏中的發(fā)芽，從而避免產(chǎn)量的損失。

化控技術(shù)還可以改善農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量除了主要受制于遺傳因素外，還受到其它環(huán)境因素的影響。化控技術(shù)能夠克服影響品質(zhì)的一些不利因素，諸如陰雨引起的穗發(fā)芽，陰冷天氣不利棉桃開(kāi)裂等都可以用化控技術(shù)克服之。化控技術(shù)還可以直接作用于農(nóng)產(chǎn)品，提高其品質(zhì)。如草甘膦提高甘蔗含糖量，吲哚乙醇、細(xì)胞分裂素、赤霉素可提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量。

高效輕型簡(jiǎn)化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的必然要求，也始終是農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向之一，高效農(nóng)業(yè)的發(fā)展也離不開(kāi)化控技術(shù)。例如，水稻拋秧省工省時(shí)省勞力，但在應(yīng)用中，由于前作收獲晚，易造成秧齡長(zhǎng)，起苗時(shí)苗體大，植傷大，栽后敗苗嚴(yán)重，而用多效唑或烯效唑則可增加秧齡彈性，增強(qiáng)秧苗素質(zhì)，栽后返青快。又如，用多效唑培育水稻壯秧，一是可以通過(guò)“以蘗代苗”而節(jié)約良種用量；二是可抑殺雜草而節(jié)約因使用除草劑所耙費(fèi)的成本；三是投入產(chǎn)出比高，一般可達(dá)1∶15～25。旱育秧具有三早(早播、早發(fā)、早熟)、三省(省工、省秧田、省成本)、兩高(高產(chǎn)、高效)、兩耐(耐寒、耐旱)的顯著優(yōu)點(diǎn)，因而得以迅速在全國(guó)范圍內(nèi)推廣，但因其技術(shù)要求高，操作環(huán)節(jié)多，程序復(fù)雜，難以為一般群眾把掌握。而復(fù)合生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)水稻壯秧劑能將床土消毒防病、調(diào)酸、營(yíng)養(yǎng)、化控等技術(shù)融為一體，大大簡(jiǎn)化旱育秧程序，培育出理想的水稻壯秧。

7 運(yùn)用化控技術(shù)可促進(jìn)農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展

由于化控技術(shù)具有廣泛的調(diào)控作用，可以使植物種植范圍擴(kuò)大，可以充分利用間套輪混作制度，使糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物、飼料綠肥等均衡發(fā)展，從而帶動(dòng)整個(gè)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)。比如油菜應(yīng)用多效唑可使冬油菜種植區(qū)向北推移。

人類進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家率先將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)武裝農(nóng)業(yè)，創(chuàng)造了巨大的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，尤其是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料主要是農(nóng)業(yè)機(jī)械、化肥、農(nóng)藥等大量投入農(nóng)業(yè)，顯著地提高了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率和商品率。但與此同時(shí)，也帶來(lái)了資源、環(huán)境、效益等一系列的問(wèn)題，出現(xiàn)了對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展不利的非持續(xù)因素。化控技術(shù)在一定程度上可作為資源不足的技術(shù)替代，可以增強(qiáng)對(duì)逆境的抵抗力，可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，因而也可在一定程度上使農(nóng)業(yè)朝著可持續(xù)的方向發(fā)展。

農(nóng)業(yè)部副部長(zhǎng)、草原防火指揮部總指揮于康震強(qiáng)調(diào)

2015-11-12

張鴻(1970-)，男，主要從事作物耕作栽培和無(wú)公害生產(chǎn)研究。