GPIT生物制劑對黍稷農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

王 綸，王星玉，楊紅軍，那郅燁，元改香，王樹紅，元慕田

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)作物品種資源研究所，農(nóng)業(yè)部黃土高原作物基因資源與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，山西 太原 030031；2.云南生態(tài)農(nóng)業(yè)研究所，云南 昆明 650106；3.山西省奧圣農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，山西 太原 030001）

GPIT生物制劑作為先進的農(nóng)業(yè)生物技術手段，其核心作用是大幅度提高作物的光能利用率，從而達到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)和提高抗逆、抗病能力的效果。在這方面我們通過對蔬菜類作物大白菜、西芹[1]、番茄[2]、胡蘿卜[3]、西葫蘆[4]等以及果樹類作物蘋果[5]、紅棗[6]等和糧食類作物小麥[7]等上進行GPIT生物制劑的應用試驗，均取得了明顯的效果。黍稷是起源我國的主要雜糧作物。其具有生育期短、抗旱、耐瘠的特性，但產(chǎn)量較低。

為了提高黍稷的單位面積產(chǎn)量，同時，也為了驗證GPIT生物制劑高光效的作用對黍稷農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響，本研究于2016年在山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)作物品種資源研究所榆次東陽試驗基地進行了GPIT生物制劑對黍稷的應用試驗，旨在為GPIT生物制劑在黍稷大田生產(chǎn)中推廣利用提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試品種為山西省農(nóng)業(yè)科學品種資源研究所黍稷課題組新培育的糯性黍稷新品種晉黍7號；GPIT生物制劑（250 mL瓶裝）由山西奧圣農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司提供。

1.2 試驗設計

試驗用地為667 m2，等分10個小區(qū)，平均每個小區(qū) 66.7 m2，隨機排列，1，3，5，7，9 小區(qū)為 GPIT生物制劑處理；2，4，6，8，10 為對照，不進行任何處理。每個小區(qū)單獨計算產(chǎn)量，處理和對照各5個小區(qū)的平均產(chǎn)量，折合成公頃產(chǎn)量，作為處理和對照最終的產(chǎn)量。處理和對照農(nóng)藝性狀的比較在收獲前進行，在各自的試驗小區(qū)隨機取樣20株，對每株不同的性狀進行調(diào)查、測量和考種后，取20株的平均值。比較的項目共分9項：主莖高、主莖粗、有效穗數(shù)、主穗長、單株粒質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量、病害、生育期。

1.3 GPIT生物制劑處理的時間和方法

分為2個階段進行，第1階段為播種前的種子處理，方法是以GPIT生物制劑原液和水以1∶10的稀釋濃度配制浸種液，浸種液的多少要以浸種黍稷種子的多少而決定，一般浸種液與種子的比例為1∶1，本試驗中，以GPIT生物制劑處理的種子為500 g，因此，只需原液50 g，配制成500 g的稀釋浸種液，播種前把500 g的晉黍7號種子浸入溶液中，浸種2 h后，陰干備用。第2階段為生長期間的葉面噴施，分2次完成，第1次是在拔節(jié)期以1∶200倍的稀釋液用噴霧器對黍稷植株進行葉面噴施；第2次噴施以1∶300倍的稀釋液在灌漿期對植株進行全覆蓋噴施，并在噴施液中加入0.1%的尿素和磷酸二氫鉀。

1.4 施肥水平和田間管理

在667 m2的試驗地上，均勻撒入4 000 kg的羊糞加NPK復合肥100 kg，在幼苗出土3～5葉期間苗稀植，株距10cm。生育期間澆水后，中耕除草2次，每次追施尿素5 kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 GPIT生物制劑對黍稷農(nóng)藝性狀的影響

GPIT生物制劑對黍稷農(nóng)藝性狀的影響，本研究選擇了有代表性的9項農(nóng)藝性狀。其中，影響莖稈的農(nóng)藝性狀選擇了主莖高和主莖直徑；影響產(chǎn)量的農(nóng)藝性狀選擇了有效穗數(shù)、主穗長、單株粒質(zhì)量、單穗粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量；影響生物學特性的農(nóng)藝性狀選擇了病害和生育期。

2.1.1 對莖稈農(nóng)藝性狀的影響 由表1可知，經(jīng)處理的晉黍7號植株與對照（CK）的植株比較，主莖高出現(xiàn)明顯的差異。處理的主莖高比對照降低了13 cm，而且相應地表現(xiàn)出矮壯的長勢，葉片也更加肥厚、濃綠。出現(xiàn)這樣的差異與GPIT生物制劑對晉黍7號的處理是分不開的。首先經(jīng)浸種后的種子就會出現(xiàn)與對照不同的先發(fā)根后發(fā)苗的生長規(guī)律，起到了早期蹲苗的效果，為后期植株健壯地生長奠定了基礎。同時，主莖高比對照的明顯降低，又間接地提高了晉黍7號灌漿成熟時的抗倒伏能力，為晉黍7號的高產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。

表1 GPIT生物制劑對晉黍7號農(nóng)藝性狀的影響

GPIT生物制劑在對晉黍7號主莖高產(chǎn)生影響的同時，也對主莖直徑帶來相應的影響，由于莖稈的降低，在根系比對照發(fā)達、加之光能利用率提高的前提下，使植株更加健壯地生長，這就出現(xiàn)了處理比對照主莖直徑增粗0.2 cm的結(jié)果。而主莖直徑的增粗，又使晉黍7號的抗倒性得到了進一步的提高，為晉黍7號的高產(chǎn)創(chuàng)造了更加有利的條件。

2.1.2 對產(chǎn)量農(nóng)藝性狀的影響 經(jīng)處理的有效穗數(shù)比對照增加0.3穗，處理有效穗數(shù)比對照增加，就意味著處理比對照產(chǎn)量的增加。說明經(jīng)GPIT生物制劑對晉黍7號種子浸種處理和生育期間的2次葉面噴施共同發(fā)揮了重要作用。

主穗的長短是決定晉黍7號產(chǎn)量高低的主要性狀。表1結(jié)果表明，GPIT生物制劑對晉黍7號主穗長的變化也產(chǎn)生了明顯的影響，處理比對照的主穗長增加了3.9 cm。主穗長的增加為單穗粒質(zhì)量的增加創(chuàng)造了條件，奠定了基礎。說明主穗長的增加也是晉黍7號能夠增產(chǎn)的一項主要農(nóng)藝性狀，而因GPIT生物制劑處理后的植株，之所以能夠明顯地表現(xiàn)出主穗長增加的結(jié)果，也正說明GPIT生物制劑高光效的作用，在這里得到了明顯體現(xiàn)。

主莖的單穗粒質(zhì)量是構(gòu)成產(chǎn)量的重要性狀，單穗粒質(zhì)量的多少又與主穗長呈正相關關系，既然處理比對照的主穗長明顯地得到了增加，那么單穗粒質(zhì)量也會相應地得到增加。由表1可知，處理比對照單穗粒質(zhì)量增加1.2 g，單穗粒質(zhì)量的增加為晉黍7號增產(chǎn)奠定了良好基礎。

單株粒質(zhì)量是決定產(chǎn)量高低的最關鍵性和決定性的性狀[8]。單株粒質(zhì)量的高低，取決于其他2項農(nóng)藝性狀，即有效穗數(shù)和單穗粒質(zhì)量。在本試驗中，這2項農(nóng)藝性狀均得到提高，單株粒質(zhì)量也會比對照增加。表1表明，處理的單株粒質(zhì)量比對照僅增加1.6 g，但在單位面積龐大的群體上，就會使處理比對照在單位面積的產(chǎn)量上產(chǎn)生明顯的變化。

千粒質(zhì)量能反映出籽粒的飽滿度，籽粒飽滿度好，就會使千粒質(zhì)量提高，千粒質(zhì)量提高了，也會對整體產(chǎn)量的提高發(fā)揮作用，因此，千粒質(zhì)量也是影響產(chǎn)量的主要農(nóng)藝性狀。一般來說，黍稷的千粒質(zhì)量是一個相對比較穩(wěn)定的農(nóng)藝性狀，只要在水肥和耕作管理條件基本良好的情況下，千粒質(zhì)量的變幅不是很大。除非特殊的干旱年份，出現(xiàn)嚴重的癟粒，才會出現(xiàn)千粒質(zhì)量的明顯降低。晉黍7號在黍稷種質(zhì)資源中屬于大籽粒品種，千粒質(zhì)量保持在9.8～10.0 g，但在本試驗中，千粒質(zhì)量卻達到了10.2 g，處理比對照增加了0.3 g（表1）。而且處理籽粒的外殼更加光滑明亮。該結(jié)果也更加顯示出GPIT生物制劑對黍稷產(chǎn)生的特殊效果。

2.1.3 對生物學特性農(nóng)藝性狀的影響 黍稷生育期短，病害較少，影響黍稷產(chǎn)量最主要的病害就是黑穗病，但此次試驗的結(jié)果卻表明，處理和對照在黑穗病的發(fā)病率上也出現(xiàn)了明顯的差異，處理的植株未出現(xiàn)病害（表1），而對照的植株卻出現(xiàn)0.3%的發(fā)病率。說明經(jīng)GPIT生物制劑處理的晉黍7號植株具有明顯的抗病性，植株抗病性之所以產(chǎn)生，還要歸功于GPIT生物制劑在高光效的作用下，使植株健壯生長，從而使黑穗病菌種不能浸染。

晉黍7號在太原春播，正常的生育期在90 d左右，本試驗表明，處理后的植株，明顯提早成熟，與對照比較，生育期提早成熟5 d（表1）。而且表現(xiàn)出植株仍然青莖綠葉，對照卻莖葉枯黃，說明GPIT生物制劑的高光效作用，在生育期的表現(xiàn)上也得到了更加直觀的體現(xiàn)[9]。

2.2 GPIT生物制劑對黍稷產(chǎn)量的影響

2.2.1 小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果 從處理5個小區(qū)的產(chǎn)量結(jié)果可以看出，處理的5個小區(qū)產(chǎn)量均在30 kg以上，最高的產(chǎn)量為36.1 kg，最低的產(chǎn)量為32.4 kg，最高與最低相差3.7 kg（表2）。小區(qū)平均產(chǎn)量為34.1 kg。對照5個小區(qū)的產(chǎn)量均低于30 kg，最高的產(chǎn)量為28.1 kg，最低的產(chǎn)量為24.5 kg，最高與最低相差3.6 kg，小區(qū)平均產(chǎn)量為26.4 kg。處理的小區(qū)平均產(chǎn)量比對照多5.4 kg。折合公頃產(chǎn)量后，處理比對照每公頃增產(chǎn)1 155 kg，增幅為29.2%。處理比對照能夠增產(chǎn)如此大的幅度，也絕非偶然，在處理晉黍7號的各項農(nóng)藝性狀的變化中，已經(jīng)凸顯出比對照占有的明顯優(yōu)勢，因此，出現(xiàn)最終產(chǎn)量處理比對照明顯的增產(chǎn)也是必然的結(jié)果。

表2 GPIT生物制劑對晉黍7號產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

GPIT生物制劑在黍稷上的試驗結(jié)果表明，GPIT生物制劑從黍稷種子入土開始就已經(jīng)發(fā)揮作用，使種子先發(fā)根后發(fā)苗，起到蹲苗的作用。在保證根系前期發(fā)育良好的前提下，就會出現(xiàn)降低主莖高度，增加主莖粗度，增加主莖強度的效果，從而使植株生長健壯，莖葉茂盛，為提高光合效率打下了良好的基礎。在光合率提高的情況下，又使得與產(chǎn)量性狀相關的各項農(nóng)藝性狀（包括數(shù)量和質(zhì)量性狀）均得到了不同程度的提升，最終產(chǎn)量得到了大幅提高。與此同時，對生育期也產(chǎn)生了明顯的影響，不但縮短了生育期，而且籽粒更加飽滿，容質(zhì)量增大，外觀更加圓潤，不僅為產(chǎn)量的提高發(fā)揮了直接的作用，也間接地使籽粒的商品品質(zhì)得到了提高。

GPIT生物制劑問世以來，山西省率先在各種作物上進行了大量的試驗、示范[10]，包括蔬菜類、糧食類和果樹類作物，其中，在蔬菜類作物上試驗、示范的種類較多，果樹類作物次之，在糧食類作物只進行了小麥的試驗、示范，試驗范圍相對比較狹窄，此次對黍稷的試驗在眾多雜糧作物中也具有廣泛的代表性，具有重要的參考價值。此前，以黍稷為試驗材料，對GPIT生物制劑在鹽堿地[11]、種植密度[12]和光合生理方面[13]的應用進行了試驗，積累了大量的資料和豐富的經(jīng)驗，本試驗是對前期研究的有益補充。隨著GPIT生物制劑在各種作物上的大面積推廣利用[14-15]，其研究結(jié)果在糧食作物以及其他作物上也將具有重要的參考價值。