促進(jìn)型植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)北方寒地花生干物質(zhì)積累與產(chǎn)量形成的調(diào)控

谷翠菊，宋李霞，馮 璐，葉羅茜，丁帆帆，梁喜龍*

(1黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，大慶 163319；2和平牧場(chǎng)，大慶 163851)

花生作為我國主要的油料作物，在解決國內(nèi)植物油供需矛盾問題中具有重要作用，因此，提高花生單位面積產(chǎn)量是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中的關(guān)鍵。近年來，化控技術(shù)在作物生產(chǎn)上的應(yīng)用日趨廣泛，通過植物生長調(diào)節(jié)劑改變植株體內(nèi)激素系統(tǒng)來調(diào)控花生的生長發(fā)育及相關(guān)生理過程，進(jìn)而影響產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)，將對(duì)花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[1]。有研究表明，植物生長調(diào)節(jié)劑能顯著提升和改善花生等作物的產(chǎn)量、品質(zhì)以及抗逆性[2-3]。遲華山等[4]研究認(rèn)為，植物生長調(diào)節(jié)劑能夠增加花生葉片中葉綠素含量，提高葉片光合效率，增強(qiáng)光合作用。張明才等[5]研究表明，葉面噴施植物生長調(diào)節(jié)劑DTA-6可顯著增加花生莢果和籽仁產(chǎn)量，提高花生根系活力、根系傷流量以及根系的吸收與合成能力，改善花生結(jié)瘤固氮水平。

北方作物的種植特點(diǎn)為一年一季，提高作物單產(chǎn)是目前提質(zhì)增效的必要條件。近年來，我國花生產(chǎn)量雖然一直持續(xù)增加，但是生產(chǎn)總量仍然滿足不了日趨增長的消費(fèi)需求，尤其是北方花生產(chǎn)業(yè)仍具有很大的發(fā)展空間。合理施用適宜種類與濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑能夠促進(jìn)花生生長發(fā)育，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)，緩解花生產(chǎn)量供需不平衡的問題。目前，可以用于花生化學(xué)調(diào)控效應(yīng)的植物生長調(diào)節(jié)劑有多種[6-8]，但針對(duì)不同種類和濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)北方寒地花生干物質(zhì)積累特性、光合生理及產(chǎn)量影響的研究還較少。本試驗(yàn)以“四粒紅”品種為材料，選用3種不同種類的促進(jìn)型植物生長調(diào)節(jié)劑，在設(shè)置不同濃度梯度的基礎(chǔ)上，研究促進(jìn)型植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生干物質(zhì)積累、光合指標(biāo)以及產(chǎn)量形成的影響，以明確有利于北方寒地花生增產(chǎn)增效的適宜生長調(diào)節(jié)劑及濃度，進(jìn)而為開發(fā)有利于花生形態(tài)建成與增產(chǎn)的化控劑復(fù)配產(chǎn)品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試品種：‘四粒紅’為本地主栽品種，小粒，早熟，生育期約為110d，由吉林農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

供試藥劑：赤霉素(GA3)、胺鮮酯(DTA-6)及激動(dòng)素(KT)，以上3種植物生長調(diào)節(jié)劑均由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)化控室提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于黑龍江省和平牧場(chǎng)第八作業(yè)區(qū)7號(hào)地進(jìn)行，前茬作物為玉米。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，于5月24日播種，每個(gè)小區(qū)5壟，壟長5 m，壟寬0.65 m，過道0.5 m，4次重復(fù)。于開花初期葉面噴施植物生長調(diào)節(jié)劑與清水。GA3的質(zhì)量濃度設(shè)10 mgL(G10)、20 mgL(G20)、30 mgL(G30)3個(gè)處理；DTA-6的質(zhì)量濃度設(shè)10 mgL(D10)、20 mgL(D20)、40 mgL(D40)3個(gè)處理；KT的質(zhì)量濃度設(shè)7.5 mgL(K7.5)、15 mgL(K15)、30 mgL(K30)3個(gè)處理；對(duì)照(CK)噴施清水。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)的取樣和測(cè)定

植物生長調(diào)節(jié)劑噴施7 d開始取樣，以后每周取樣一次，連續(xù)取樣5次。每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取長勢(shì)均勻的5株花生帶回室內(nèi)，將花生植株葉片、莖部、根部及莢果分開裝袋，先在105 ℃烘箱中殺青30 min，然后在80 ℃下烘干至恒重后進(jìn)行稱重。

1.3.2 葉片光合指標(biāo)的測(cè)定

在噴施植物生長調(diào)節(jié)劑處理14 d時(shí)，采用Li-6400便攜式光合儀(美國，Li-Cor公司)分別測(cè)定各處理功能葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和細(xì)胞間隙CO2濃度。

1.3.3 產(chǎn)量指標(biāo)的測(cè)定

小區(qū)按照面積和實(shí)收株數(shù)進(jìn)行收獲。收獲時(shí)將莢果摘下裝入網(wǎng)袋，曬干，對(duì)小區(qū)花生飽果數(shù)、秕果數(shù)、無仁果數(shù)、總果數(shù)、結(jié)實(shí)支數(shù)、百仁重及產(chǎn)量進(jìn)行考察。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 21.0軟件和Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析與作圖，采用新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生葉部干物質(zhì)積累的影響

由表1可知，不同類型不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生葉部干物質(zhì)積累的影響存在顯著差異，噴施適宜濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑有利于葉部干物質(zhì)的積累。GA3、DTA-6和KT處理葉部干物質(zhì)重大部分均隨著施用濃度的增加而增加。其中植物生長調(diào)節(jié)劑噴施后28d、35d，D40、K30處理葉部干物質(zhì)積累量明顯增加，尤其在噴施后35d，與CK相比，葉部干物質(zhì)重分別高出23.36%和42.65%，且差異達(dá)到極顯著水平。

表1 不同類型不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生葉部干物質(zhì)積累的影響

注：表中數(shù)值代表平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤，*與**分別代表各處理與CK間差異達(dá)顯著及極顯著水平，下同

2.2 植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生莖部干物質(zhì)積累的影響

如表2所示，多數(shù)處理的莖干重均隨著處理時(shí)間的延長，呈增加趨勢(shì)。噴施35 d時(shí)，G30、D20、D40、K30處理的莖部干重均高于CK，其中，D40及K30處理與CK相比分別高出35.30%和41.86%，差異極顯著。

表2 不同類型不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生莖部干物質(zhì)積累的影響

2.3 植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生根部干物質(zhì)積累的影響

由表3可知，噴施7 d時(shí)，K30處理根部干重最高，除G10處理根干重略低于CK，其他處理均高于CK。噴施14 d時(shí)，G30處理根干重最高，其次為D40處理，噴施生長調(diào)節(jié)劑處理的根干重均高于CK。噴施35 d時(shí)，D40處理根部干物質(zhì)積累量較大，且與CK之間差異達(dá)到顯著水平，除K7.5、K15處理根干重略低于CK外，其他處理根干重均高于CK。

表3 不同類型不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生根部干物質(zhì)積累的影響

2.4 植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生莢果干物質(zhì)積累的影響

由表4可知，各處理的莢果干重均隨著處理時(shí)間的延長，呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。噴施14 d時(shí)，D40處理莢果干重最大，其次是G30處理，二者均顯著高于CK。噴施21 d，K30處理莢果干重最大，其次為D40，二者與CK差異達(dá)到顯著水平。噴施35 d時(shí)，除G10、G20、K7.5、K15處理莢果干重顯著低于CK外，其他處理均高于CK，其中K30處理莢果干物質(zhì)重最大，其次為D40和G30，與對(duì)照CK相比，分別高出32.70%、12.62%及10.14%，且差異均達(dá)到顯著水平。

表4 不同類型不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生莢果干物質(zhì)積累的影響

2.5 植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生光合特性的影響

光合作用是作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，其水平高低受凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和細(xì)胞間隙CO2濃度等影響。由圖1可知，凈光合速率和氣孔導(dǎo)度整體均隨著調(diào)節(jié)劑施用濃度的增加而增加，其中G30、D40和K30均顯著高于CK，D40凈光合速率和氣孔導(dǎo)度分別比CK高出75.37%和64.08%。GA3處理的細(xì)胞間隙CO2濃度均隨施用濃度的增加呈“V”型變化趨勢(shì)，DTA-6呈單峰變化趨勢(shì)，KT則隨施用濃度的增加而增加。G30、D20和K30處理的細(xì)胞間隙CO2濃度均高于其他處理和CK，其中G30最高，其次為D20，其分別比CK高出14.08%和9.38%。

表5 不同類型不同濃度的植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生產(chǎn)量性狀的影響

2.6 植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生產(chǎn)量性狀的影響

由表5可知，不同濃度的3種植物生長調(diào)節(jié)劑對(duì)花生產(chǎn)量性狀的影響不同。D10處理飽果數(shù)最多，且顯著高于CK，其次為D40處理。D10處理秕果數(shù)最少，其次為G10和K30處理。K30處理無仁果數(shù)最少，且顯著低于CK。D40處理總莢果數(shù)值最大，顯著高于CK，其次為K15和D10，他們分別比CK高38.71%、26.21%和20.52%。D40、G30和K30處理結(jié)實(shí)支數(shù)最多，顯著高于CK，G10處理最少，且明顯低于CK。D40處理百仁重最大，其他各處理均高于CK，其中D40、G30、K15、K30與CK均達(dá)到差異顯著水平。不同類型的植物生長調(diào)節(jié)劑均表現(xiàn)出增產(chǎn)趨勢(shì)，GA3、DTA-6和KT處理產(chǎn)量均隨著施用濃度的增加而增加，各處理產(chǎn)量大小排序?yàn)镈40>G30>K30>G20>K15>K7.5>G10>D20>D10>CK。綜上，運(yùn)用適宜濃度的調(diào)節(jié)劑可減少秕果數(shù)，增加飽果數(shù)和百果重，增加產(chǎn)量。

3 結(jié)論與討論

干物質(zhì)量是衡量植株生長狀況與生理狀況的重要指標(biāo)之一[9]。已有研究表明，花生干物質(zhì)的積累和莢果產(chǎn)量的形成關(guān)系密切[10]。在一定范圍內(nèi)，莢果產(chǎn)量會(huì)隨著干物質(zhì)量的增加而增加，即干物質(zhì)積累越多，莢果產(chǎn)量也就越高[11]。使用植物生長調(diào)節(jié)劑是增加花生產(chǎn)量的有效措施之一[12]。李娘輝等[13]認(rèn)為促進(jìn)型植物生長調(diào)節(jié)劑可以促進(jìn)花生幼苗的生長、光合作用及呼吸作用；王曉光等[14]研究發(fā)現(xiàn)，外源拌種加噴施植物生長調(diào)節(jié)劑能夠明顯增加花生單株總莢數(shù)、單株果仁重和單株莢果重；張明才等[5]研究表明，DTA-6可使單株干物質(zhì)增加，飽莢數(shù)、飽莢重和籽仁重顯著提高，秕莢數(shù)顯著減少；潘瑞熾等[15]認(rèn)為外源噴施赤霉素，能夠明顯增加花生較高節(jié)位的莢果數(shù)和莢果重量。侯風(fēng)坤等[16]研究表明，用適宜濃度的外源赤霉素處理可以調(diào)控花生幼果或者籽仁中內(nèi)源激素水平，從而提高花生莢果和籽仁產(chǎn)量。Mitchem 等[7]結(jié)果顯示，在花生花針期和封壟期施用植物生長調(diào)節(jié)劑調(diào)環(huán)酸鈣能夠抑制花生主莖和側(cè)枝長，提高行間可見度，在花生封壟期施用調(diào)環(huán)酸鈣雖然對(duì)產(chǎn)量影響不大，但是卻能增加花生超大粒百分比，并且提高花生成熟度。陳雄偉[8]研究認(rèn)為，1 mgL和5 mgL烯效唑溶液處理花生種子，可使花生幼苗分枝增多，根系發(fā)達(dá)，增加干物質(zhì)積累，且5 mgL烯效唑處理效果好于1 mgL處理。本試驗(yàn)針對(duì)北方寒地花生的研究表明，適宜濃度的DTA-6、GA3和KT能夠顯著促進(jìn)植株葉、莖、根及莢果干物質(zhì)積累，在一定程度上促進(jìn)產(chǎn)量形成，這與張明才等[5]、陳雄偉[8]、侯風(fēng)坤等[16]研究結(jié)果相似。本研究對(duì)不同種植物生長調(diào)節(jié)劑之間的產(chǎn)量效果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)G30、D40及K30處理效果較優(yōu)且與對(duì)照相比差異顯著。這種促進(jìn)效果的產(chǎn)生與花生植株地上部和地下部干物質(zhì)積累的增加有關(guān)。有研究表明，外源供給花生植物生長調(diào)節(jié)劑2,4-D、α-萘乙酸、吲哚乙酸、2,4,5-三氯苯氧基乙酸均能夠有效誘導(dǎo)花生未成熟子葉的體細(xì)胞胚胎發(fā)生，增加體細(xì)胞數(shù)量，促進(jìn)植株再生能力，而花生植株各器官干物質(zhì)積累的增加也可能與植物生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)體細(xì)胞增加有關(guān)[6]。

光合作用是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，植物生長調(diào)節(jié)劑在調(diào)控植物光合作用、碳水化合物的運(yùn)輸與分配等方面都有一定的重要作用[17]。禤維言等[18]指出，花針期噴施促進(jìn)型植物生長調(diào)節(jié)劑能夠顯著提高花生植株內(nèi)硝酸還原酶活性以及葉片可溶性糖含量，促進(jìn)光合產(chǎn)物的形成和積累。宮香偉等[19]研究表明，噴施DTA-6能夠增加豆科作物葉片葉綠素含量、凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度。而郭人銘等[20]則認(rèn)為，100 mgL的外源赤霉素處理矮稈大豆突變體可降低葉片的蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、葉綠素含量以及光合速率。本試驗(yàn)表明，適宜濃度的DTA-6、GA3和KT均提高了花生葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及葉片胞間CO2濃度，進(jìn)而增強(qiáng)花生葉片的光合作用，這與宮香偉等[19]研究結(jié)果相一致。李娘輝等[21]研究得出，外源植物生長調(diào)節(jié)劑能增加花生葉片的厚度，提高葉綠素含量和光合速率，促使葉片中的同化物向莢果運(yùn)輸和積累增多，從而促進(jìn)了莢果的生長和發(fā)育，這可能也是促進(jìn)本研究中花生各器官干物質(zhì)積累及產(chǎn)量增加的原因之一。

綜上所述，本試驗(yàn)中適宜濃度的3種促進(jìn)型植物生長調(diào)節(jié)劑均能顯著增強(qiáng)北方寒地花生的葉片光合作用，促進(jìn)植株各部位干物質(zhì)積累，最終提高花生產(chǎn)量。為了充分利用各自優(yōu)勢(shì)，減少用量，提升效果，后續(xù)將開展以上各類型藥劑的復(fù)配研究。