矮壯素對小麥幼苗生長和光合生理特性的影響

張軍，高浪浪，張梅娟

（商洛學院 生物醫藥與食品工程學院，陜西商洛 726000）

小麥是世界第一大口糧作物，全球約40%的人口以小麥為主要糧食[1]。伴隨著人們生活水平的提高，對小麥的消費逐漸向多元化發展，有色小麥具有較高的營養和保健價值，可開發成不含人工色素的純天然保健食品，日益受到人們重視[2]。苗期是小麥重要的生長階段，培育壯苗是小麥安全越冬和高產優質的基礎[3]。通過施肥、中耕除草和鎮壓等措施可達到一定地促控目的，但由于費時、費力已很少使用[4]。受全球氣候影響，近些年“暖冬”呈增加趨勢[5]，造成小麥冬前徒長，引發凍害、倒伏、脫肥和嚴重病蟲害等不良后果[6]。為解決這一難題需探究新的技術途徑。

目前已有多種植物生長調節劑用于作物化學調控。矮壯素為低毒植物生長調節劑，是增強植物抗逆性能的理想生長調節劑[7]。前人研究表明，矮壯素通過抑制莖的伸長，使植株變矮、莖稈變矮，防治作物倒伏，在玉米[8]、大豆[9]、花生[10]、水稻等[11]作物應用上十分廣泛。而有關矮壯素對小麥處理效應多集中在萌發特性[4,12]和中后期抗倒伏和對產量影響[7,13]方面，有關噴施矮壯素對小麥幼苗期生長發育的研究還鮮見報道。為此，本試驗選取在商洛麥區有應用前景的2 種不同類型小麥，探究噴施矮壯素對其生長和光合生理特性的影響，以期為矮壯素在小麥幼苗生長及培育壯苗中的應用提供依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料和試劑

試驗于2018 年在商洛學院生物學院實驗室進行。選用商麥1619 和蘭黑粒小麥為材料。商麥1619 為商洛麥區主栽旱地品種，蘭黑粒小麥為商洛學院選育、在陜南地區有推廣種植前景的小麥新品系。種子均由商洛學院秦嶺植物良種繁育中心提供。矮壯素為安陽全豐生物科技有限公司生產的質量分數為80%的粉劑。

1.2 試驗設計

挑選大小基本一致，籽粒飽滿的小麥種子用10%次氯酸鈉消毒10 min，自來水沖洗干凈，蒸餾水室溫浸種12 h 后置于有Hoagland 營養液的水培籃中培養。待小麥幼苗生長至二葉一心時，用 0（CK）、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%的矮壯素葉面噴施矮壯素，CK 為等量蒸餾水，7 d 后進行指標測定。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 生長指標

刻度尺測量苗高、根長、葉長、葉寬（葉片最寬處的距離），參照李浩然等[14]計算葉面積。分析天平稱量整株鮮重。每個處理3 次重復。

1.3.2 光合指標

光合指標采用Li-6400 便攜式光合儀（美國）測定。測定指標為凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci）。光源設定為 300 μmol·m-2·s-1，開放式氣路，CO2濃度約為 350 μmol·L-1左右。每個處理 3 次重復。

1.4 統計分析

Excel 2003 進行數據處理，SPSS18 進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 噴施矮壯素對小麥幼苗生長指標的影響

2.1.1 噴施矮壯素對小麥幼苗株高、根長和鮮重的影響

由表1 可得，噴施矮壯素后小麥幼苗株高、根長和鮮重表現出不同的變化規律。噴施矮壯素后降低了小麥的株高。和對照相比，商麥1619株高降低幅度為5.1%～39.8%，蘭黑粒降幅為6.9%～22.8%。2 個供試小麥品種均在2.0%濃度的矮壯素處理下矮化程度最大。噴施矮壯素后小麥根長和鮮重則呈增加趨勢。以根長為研究對象，噴施矮壯素后，商麥1619 根長較對照增加10.7%～61.9%，蘭黑粒增加30.2%～130.2%。2%的矮壯素對小麥根長增加最明顯，而1.5%的矮壯素則對鮮重的促進最大。

表1 噴施矮壯素對小麥株高、根長和鮮重的影響

2.1.2 噴施矮壯素對小麥幼苗葉長、葉寬和葉面積的影響

由表2 可得，小麥葉長、葉寬和葉面積隨著噴施矮壯素濃度的增加表現出“先增后減”的變化趨勢。以葉長為研究對象，噴施矮壯素濃度為0.5%、1%、1.5%時，商麥1619 葉長較對照增加70.28%、80.15%和89.89%；蘭黑粒小麥增加6.50%、7.46%和26.38%。噴施矮壯素濃度增加至2%、2.5%時，小麥葉長下降。其中，商麥1619 葉長較對照增加86.19%和60.42%；蘭黑粒小麥增加17.88%和7.46%。濃度為1.5%時葉長、葉寬和葉面積均為最大，就葉片性狀來看，1.5%是增加小麥葉面積的最佳濃度。

表2 噴施矮壯素對小麥葉長、葉寬和葉面積的影響

2.2 噴施矮壯素對小麥幼苗光合生理特性的影響

由表3 可得，噴施矮壯素后小麥幼苗光合特性變化趨勢因指標而異。凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導度（Gs）不同程度地高于對照。以凈光合速率（Pn）為研究對象，噴施矮壯素濃度為 0.5%、1%、1.5%、2%時，商麥 1619 顯著高于對照14.9%、21.6%、29.6%、34.8%和 33.3%，蘭黑粒小麥增幅依次為17.6%、31.1%、44.4%、49.8%和45.9%。胞間CO2濃度（Ci）則隨著矮壯素濃度地增加顯著性下降。

表3 噴施矮壯素對小麥幼苗光合生理特性的影響

2.3 噴施矮壯素對小麥幼苗葉綠素含量的影響

由圖1 可得，噴施矮壯素后小麥葉中葉綠素含量有不同程度地增加。0.5%、1%矮壯素濃度下，商麥 1619 較對照分別增加6.2%和17.7%，蘭黑粒小麥增加14.9%和21.5%。1.5%濃度下葉綠素含量達到最大，商麥1619 和蘭黑粒小麥顯著高于對照184.4%和88.3%。2%、2.5%濃度下其值有所下降。

圖1 噴施矮壯素對小麥幼苗葉綠素含量的影響

3 討論和結論

苗期是小麥生長發育的重要時期，其長勢直接影響最終的產量和品質，因此小麥苗期小麥生長情況為眾多農藝學家關注。株高、根長、鮮重、葉片大小是植物生長發育狀況的綜合體現，能較好地反映植物在幼苗期對環境的適應情況[16]。本試驗中，噴施矮壯素后2 個供試小麥品種株高均有不同程度地下降。矮壯素控制植株生長，使植株節間縮短，最終表現為株高降低[4]。根長、鮮重、葉長、葉寬和葉面積表現出隨著矮壯素濃度增加而增加，這可能與一定濃度的矮壯素促進根系生長，根系的生長促進了地上部葉片的生長所致[17]。當矮壯素濃度2%時，根長、鮮重和葉面積出現下降，高濃度的矮壯素對小麥生長產生了毒害作用。此外，商麥1619 在1.5%濃度下矮化率最大，蘭黑粒則為2%濃度下矮化率最大，可見矮壯素降低株高的效應存在品種間差異。

光合作用是植物生長的生理基礎，反映植株的生長勢和抗逆性。本試驗中，凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）和葉綠素含量在噴施矮壯素后均有不同程度地增加。這和鐘瑞春[10]等研究結果基本一致。究其原因，適宜濃度矮壯素提高了小麥葉面積和葉綠素含量，這為光合速率的增加提供了形態基礎和物質保證。綜合所測指標，2%矮壯素濃度處理效果較好，可促進小麥幼苗干物質積累，有利于培育壯苗。