植物生長調節劑對玉米籽粒形態及鮮重產量的影響

李東 鄭殿峰 馮乃杰 趙晶晶 張盼盼 劉文彬 張洪鵬 徐延輝 王暢

摘要：【目的】探討植物生長調節劑對玉米籽粒形態及鮮重產量的影響，為植物生長調節劑在玉米生產上的應用及玉米高產栽培提供科學依據。【方法】于玉米9葉期分別噴施矮豐（AF，50 mg/L）、烯效唑（S3307，50 mg/L）、乙烯利（ETH，400 mg/L）、激動素（KT，10 mg/L）及激動素和烯效唑的混劑（H，30 mg/L），以噴施清水為對照（CK）。噴藥后第17 d開始取樣，以后每隔9 d取1次樣，分別測定玉米穗鮮重及籽粒鮮重、體積和干重，計算籽粒水含率、鮮比重和單粒重，成熟期進行產量及穗部形態測定。【結果】噴藥后第17和26 d，各調節劑處理穗鮮重較CK增加11.68%～26.47%和10.13%～22.94%，籽粒百粒鮮重比CK增加16.21%～24.31%和11.60%～17.40%，籽粒百粒體積比CK增加20.00%～50.00%和12.00%～30.00%，籽粒百粒干重比CK增加32.44%～53.87%和6.28%～10.43%，且差異均達顯著水平（P<0.05，下同）。噴藥后第35和44 d，各調節劑處理穗鮮重及籽粒形態指標基本高于CK，且第44 d時籽粒水含率比CK顯著降低5.49%～

24.15%。噴施植物生長調節劑后，穗行數、單粒重和鮮重產量整體呈增加趨勢，各調節劑處理籽粒鮮重產量較CK增加0.47%～9.72%?！窘Y論】玉米9葉期噴施植物生長調節劑可增加其穗鮮重及籽粒鮮重、干重和體積，降低籽粒水含率，進而提高玉米鮮重產量，其中以噴施ETH和S3307的調控效果較佳。

關鍵詞： 玉米；植物生長調節劑；籽粒形態；鮮重產量

中圖分類號： S513.01 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）08-1285-05

Abstract：【Objective】The present experiment was conducted to investigate the effects of plant growth regulators on grain morphology and fresh grain yield of maize， in order to provide scientific basis for their efficient use in maize production. 【Method】Aifeng（AF， 50 mg/L）， uniconazole（S3307， 50 mg/L）， ethephon（ETH， 400 mg/L）， kinetin（KT， 10 mg/L） and mixture of KT and S3307（H， 30 mg/L） were sprayed on maize at 9-leaf stage， with water as control（CK）， after 17 d， the first sampling was carried out， and then the grain samples were collected once every nine days. The fresh weight of ear， and fresh weight， volume and dry weight of grain were determined， so as to calculate grain water content， fresh specific gravity and single grain weight. Moreover， the grain yield and ear morphology were investigated at mature stage. 【Result】On 17th and 26th days after spraying， compared with CK， the fresh weight of ear was increased significantly by 11.68%-

26.47% and 10.13%-22.94%， respectively（P<0.05， the same below）， 100-grain fresh weight was increased significantly by 16.21%-24.31% and 11.60%-17.40%， respectively， the 100-grain volume was increased significantly by 20.00%-50.00% and 12.00%-30.00%， respectively， and the 100-grain dry weight was increased significantly by 32.44%-53.87% and 6.28%-10.43%， respectively. On 35th and 44th days after spraying， the ear fresh weight and grain morphological index were higher than CK. On the 44th d after spraying， the grain water content was significantly decrease by 5.49%-24.15% compared with CK. After spraying plant growth regulator， the row number per ear， single grain weight and fresh grain yield showed increasing tendency on the whole， the fresh grain yield was increased by 0.47%-9.72% compared with CK. 【Conclusion】The fresh weight of ear as well as fresh weight， volume and dry weight of grain can be increased by spraying plant growth regulator at 9-leaf stage， and grain water content is reduced， resulting in increase of fresh grain yield， especially spraying EHT and S3307 with optimal regulation effect.

Key words： maize； plant growth regulator； grain morphology； fresh yield

0 引言

【研究意義】玉米是我國第一大糧食作物（郭丙玉等，2015），在谷物生產上占有重要地位，其持續增產是保障糧食安全的關鍵。玉米產量除受品種特性制約外，還受自然條件及人工栽培措施的影響（石達金等，2014），其中化控技術是制約玉米產量提高的因素之一。化控技術是現代農業栽培體系中的重要農藝措施，調節劑是指由人工合成或從微生物中提取的具有植物激素活性的有機物質（文廷剛等，2014），通過葉面噴施進入植株體內，進而促進或抑制作物的生長發育（夏雪巖等，2014）。玉米產量由穗數、穗粒數和粒重三因素構成。在種植密度一定的條件下，穗粒數是相對穩定的一個因子，籽粒產量的差異主要由粒重決定，而粒重與籽粒形態的變化有著密切關系（王楷等，2012）。因此，研究葉面噴施植物生長調節劑對玉米籽粒形態及產量的調控效應，探索調節劑對玉米增產的機理，對生產中實現玉米產量和品質的協同改善具有重要意義。【前人研究進展】相關研究結果表明，隨著玉米籽粒生長發育進程的推進，其鮮重和體積呈單峰曲線變化，干重逐漸增加，且增加速率以前期較快，水含率逐漸降低（申麗霞等，2005；Echarte et al.，2006；Li et al.，2007；陸大雷等，2011）。趙黎明（2008）研究認為，對大豆進行花后調節劑處理，能夠增加大豆籽粒的鮮重、干重和體積。李秀枝等（2015）研究表明，葉面噴施不同植物生長調節劑后，玉米籽粒干重均呈S形曲線增長，生長調節劑玉黃金能顯著增加籽粒干重，提高灌漿速率，改善籽粒灌漿參數，最終增加粒重，提高玉米產量。【本研究切入點】近年來，國內外學者對植物生長調節劑在玉米生產中的應用研究主要集中在抗倒伏、農藝措施及產量等方面（李寧等，2010；孫扣忠和赫明濤，2015），而針對植物生長調節劑與玉米籽粒形態及產量形成的研究尚無報道?！緮M解決的關鍵問題】在玉米品種德美亞1的9葉期進行不同類型植物生長調節劑處理，灌漿初期采用直接測量的方法測定穗鮮重、籽粒鮮重、干重和體積，并計算籽粒水含率和鮮比重，成熟期測定產量及其構成因素，探討不同植物生長調節劑對玉米籽粒形態及鮮重產量的影響，以期為玉米高產栽培提供科學依據。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試玉米品種為黑龍江省主栽品種德美亞1。供試植物生長調節劑分別為矮豐（AF）、烯效唑（S3307）、乙烯利（ETH）、激動素（KT）及激動素和烯效唑的混劑（H），AF由四川國光公司提供，其余植物生長調節劑均由黑龍江八一農墾大學化控實驗室提供。

1. 2 試驗方法

試驗于2015年5～11月進行。試驗地土壤類型為黑鈣土，0～20 cm耕層土壤中堿解氮含量為266.0 mg/kg、有效磷含量為38.1 mg/kg、速效鉀含量為183.0 mg/kg、有機質含量為55.1 g/kg，pH 6.25。試驗于5月20日播種，小區采用隨機區組排列，于玉米9葉期噴施植物生長調節劑，共設5個處理：①噴施AF，濃度為50 mg/L；②噴施S3307，濃度50 mg/L；③噴施H，濃度為30 mg/L；④噴施ETH，濃度為400 mg/L；⑤噴施KT，濃度為10 mg/L。以噴施清水為對照（CK）。壟作方式種植，小區為4壟區，壟長10.0 m，壟寬1.1 m，處理和CK各設4次重復。田間管理與常規相同，10月16日進行收獲。

1. 3 調查項目及方法

噴藥后第17 d開始第1次取樣，以后每隔9 d取1次樣，整個生長過程共取4次樣（噴施后第17、26、35和44 d）。取樣時每小區選取有代表性植株6株，去皮稱果穗記為穗鮮重；剝取玉米穗中部正常籽粒100粒，迅速稱重記為百粒鮮重，并用排酒精法測定籽粒體積，105 ℃殺青、80 ℃烘干至恒重后測定籽粒干重。計算籽粒水含率、鮮比重和單粒重，水含率（%）=（百粒鮮重-百粒干重）/百粒鮮重×100，鮮比重（g/mL）=百粒鮮重/百粒體積，單粒重（g）=百粒干重/100。

玉米成熟期考種測產，各小區隨機選取連續的10穗玉米，記下穗行數和行粒數，并計算籽粒鮮重產量，籽粒鮮重產量（kg/ha）=穗數×穗行數×行粒數×單粒粒重/1000。

1. 4 統計分析

采用Excel 2003進行數據處理及制圖，利用SPSS 19.0對數據進行方差分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2. 1 植物生長調節劑對玉米穗鮮重的影響

由圖1可看出，與CK相比，噴施調節劑處理可明顯增加玉米的穗鮮重。噴藥后第17和26 d，穗鮮重排序為KT>S3307>H>AF>ETH>CK，各調節劑處理比CK顯著增加11.68%～26.47%和10.13%～22.94%（P<0.05，下同）。噴藥后第35 d，除AF處理外，其余處理的穗鮮重均高于CK。噴藥后第44 d，AF處理穗鮮重最高，其次為H和ETH處理，三者間差異不顯著（P>0.05，下同），但均顯著高于CK。

2. 2 植物生長調節劑對玉米籽粒鮮重的影響

如圖2所示，各調節劑處理的籽粒鮮重均高于同時期的CK。噴藥后第17和26 d，百粒鮮重排序為ETH>S3307>AF>H>KT>CK，各調節劑處理比CK顯著增加16.21%～24.31%和11.60%～17.40%。噴藥后第35 d，各處理百粒鮮重排序為KT>H>AF>S3307>ETH>CK，調節劑處理比CK顯著增加2.42%～9.18%。噴藥后第44 d，ETH處理百粒鮮重最重，其次為S3307處理，其余調節劑處理與CK間差異不顯著?？梢姡{節劑處理有利于籽粒鮮重的增加，其中以EHT和S3307的調控效果最佳。

2. 3 植物生長調節劑對玉米籽粒體積的影響

籽粒體積是干物質庫容量大小的衡量指標，籽粒體積增加有利于干物質的積累。由圖3可看出，多數測定時期內，與CK相比，調節劑處理可明顯增加玉米的籽粒體積。噴藥后第17和26 d，各處理百粒體積排序為ETH>S3307>H>KT>AF>CK，調節劑處理比CK顯著增加20.00%～50.00%和12.00%～30.00%。噴藥后第35 d，KT和H處理百粒體積較大，二者差異不顯著，但均顯著高于其他處理，其余調節劑處理與CK差異不顯著。噴藥后第44 d，ETH處理百粒體積最大，其次為AF處理，其余調節劑處理效果與CK相當，百粒體積差異不顯著。由此可知，ETH和S3307處理對籽粒體積的調控效果較佳。

2. 4 植物生長調節劑對玉米籽粒干重的影響

由圖4可看出，噴藥后第17和26 d，調節劑對籽粒干重的調控效果與籽粒鮮重的變化趨勢一致，百粒干重排序為AF>ETH>S3307>KT>H>CK，調節劑處理比CK顯著增加32.44%～53.87%和6.28%～10.43%。噴藥后第35 d，H處理百粒干重最重，顯著高于CK，其余處理與CK差異不顯著。噴藥后第44 d，各處理百粒干重依次為ETH>AF>S3307>H>KT>CK，除S3307和H、H和KT處理差異不顯著外，其余處理間差異均達顯著水平。

2. 5 植物生長調節劑對玉米籽粒鮮比重的影響

籽粒鮮比重反映了實際單位體積內籽粒的重量，衡量的是某一特定體積內的籽粒重量。由圖5可看出，噴藥后第17和26 d，AF處理籽粒鮮比重最高，其次為CK，二者差異不顯著，其余處理籽粒鮮比重均顯著低于CK。噴藥后第35 d，各調節劑處理籽粒鮮比重與CK差異均未達顯著水平。噴藥后第44 d，S3307處理籽粒鮮比重最高，AF處理籽粒鮮比重最低，均與CK及其余調節劑處理存在顯著差異。

2. 6 植物生長調節劑對玉米籽粒水含率的影響

籽粒水分含量是灌漿期籽粒發育過程的一個衡量指標，籽粒水含率減少，有利于后期籽粒的成熟脫水。由圖6可看出，噴藥后第17 d，各調節劑處理籽粒水含率較CK有所降低，噴藥后第26 d則又有所升高。噴藥后第35 d，KT處理籽粒水含率顯著高于CK，其余處理與CK間差異不顯著。噴藥后第44 d，各處理籽粒水含率排序依次為CK>S3307>H>KT>ETH>AF，調節劑處理比CK顯著降低5.49%～24.15%。由此可知，AF和ETH對籽粒水含率的調控效果優于其他調節劑處理。

2. 7 植物生長調節劑對玉米鮮重產量及其構成因素的影響

由表1可看出，噴施植物生長調節劑后，除玉米行粒數較CK有顯著降低趨勢（KT處理略增加但差異不顯著）外，穗行數、單粒重和鮮重產量整體呈增加趨勢。各處理籽粒鮮重產量排序為H>KT>S3307>ETH>

AF>CK，調節劑處理比CK增加0.47%～9.72%，其中H、KT和S3307處理的增產達顯著水平。

3 討論

目前，化控技術在玉米生產上主要用于調節株高與穗位、控制倒伏，改善群體光照條件及光合速率，增加穗粒數，進而提高玉米產量和品質（袁園等，2011；孫扣忠和赫明濤，2015）。玉米籽粒的發育分為3個時期，即籽粒建成期、干物質線性積累期和干物質穩定增長期，其中干物質線性積累期也稱灌漿期，是粒重形成的關鍵期。植物激素作為重要的微量活性調節物質，在作物籽粒灌漿產量形成中具有重要的調控作用（李秀枝等，2015）。本研究結果表明，噴施植物生長調節劑后，玉米穗鮮重及籽粒的鮮重、體積和干重較CK均有不同程度的增加，而籽粒水含率在后期呈顯著的降低趨勢。噴施調節劑處理的穗鮮重增加，說明噴施調節劑可改善源器官的光合作用能力，使葉片產生更多的光合產物運輸至庫器官中，同時有利于籽粒鮮重的增加和干物質的積累；且調節劑處理籽粒水含率減少，也有利于后期玉米籽粒的成熟脫水。噴施植物生長調節劑后，除玉米行粒數較CK有顯著降低趨勢（KT處理略增加但差異不顯著）外，穗行數、單粒重和鮮重產量整體呈增加趨勢，與趙黎明（2008）對大豆的研究結果相似，即調節劑能夠增加大豆籽粒的鮮重、干重和體積，而籽粒水含率隨生育進程而降低，與籽粒干物質的不斷累積相對應。在確保足夠穗數和穗粒數的基礎上，玉米產量的高低取決于粒重，即增加粒重是提高產量的關鍵因素（陳國平等，2009）。植物生長調節劑可能是通過調控玉米內源激素含量間的平衡關系，進而調控其體內同化物質的運輸和分配，促進庫器官干物質含量的積累，增加籽粒干重，提高灌漿速率，改善籽粒灌漿參數，最終增加粒重，提高玉米產量（李秀枝等，2015）。

本研究僅從籽粒形態方面對不同植物生長調節劑進行對比分析，今后還應進一步分析植物生長調節劑對玉米籽粒及其他器官生理活性的影響，深入挖掘調節劑對玉米鮮重產量作用的內在機理，為植物生長調節劑在玉米生產上應用提供更加科學的參考依據。

4 結論

本研究結果表明，玉米9葉期噴施植物生長調節劑可增加其穗鮮重及籽粒鮮重、干重和體積，降低籽粒水含率，進而提高玉米鮮重產量，其中以噴施ETH和S3307的調控效果較佳。

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（責任編輯 王 暉）