現蕾期葉面噴素對紫云英籽粒數和籽粒重的影響

劉春增 ，鄭春風 ，聶良鵬 ，張琳 ，張濟世 ，呂玉虎 ，李本銀 ，曹衛東

（1. 河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所，河南 鄭州 450002；2. 信陽市農業科學院，河南 信陽 464000；3. 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，北京 100081）

隨著“綠水青山就是金山銀山”的發展理念在農業生產中的提出，在今后較長時期內，種植業結構調整、耕地用養結合、農田生態改善、農業面源污染削減、農產品提質增效等將是我國農業的主要戰略性任務。隨著我國農業綠色發展、耕地質量提升與保護工作的推進，綠肥種植利用作為一項重要技術措施，具有獨特、有效的作用，越來越多地被生產者所接受正逐漸成為支撐我國主要農區化肥減施戰略的重要手段。通過綠肥培肥地力，實現耕地休養生息，進而實現“藏糧于地、藏糧于技”［1-5］。如今，綠肥種植利用面積逐漸增加，對綠肥種子需求量不斷增多。紫云英（Astragalus sinicus）又名紅花草、翹搖、草籽等，為豆科黃芪屬，是中國傳統綠肥作物之一，具有改善土壤理化性狀、增加土壤微生物數量和多樣性及提高土壤肥力的作用［6-7］。目前，紫云英種植面積占我國綠肥總種植面積的60%，隨著綠肥作物在農業生產中的大量應用，紫云英的種子生產已成為發展綠肥生產的重要環節［8-10］。

葉面噴施植物生長調節劑等化控技術已成為促進作物生長發育、保花增粒、提高粒重，進而提高產量的輕簡化栽培技術之一。常見的植物生長調節劑有植物生長延緩劑［11］、蕓苔素內酯（brassinolide，BR）［12］、6-芐氨基腺嘌呤（6-benzylaminopurine，6-BA）［13］、寡糖［14］等，這些調節劑作為重要的微量活性調節物質，對作物生長發育及產量形成具有重要的調控作用［15］。吳明榮等［16］研究指出，葉面噴施BR 可促進小麥（Triticum aestivum）增產4.93%～7.69%。Scarisbrick 等［17］和任廷波等［18］研究發現，葉面噴施多效唑（paclobutrazol，PP333）可降低油菜（Brassica napus）株高和莖、葉干重，促使生殖器官中積累物質增多，顯著增加其角果數、每角粒數和千粒重。楊東清等［19］研究認為，在小麥盛花后期噴施6-BA 能顯著提高花后旗葉葉綠素含量，延緩葉片衰老。張翠翠等［20］的研究表明，噴施海藻酸鈉寡糖（alginate oligosaccharides，AOS）水溶肥料可促使花生（Arachis hypogaea）增產9.56%。然而目前有關植物生長調節劑在紫云英上的應用效應研究鮮有報道。因此，本研究擬在大田條件下，通過在紫云英現蕾期，采用葉面噴施不同植物生長調節劑及其復配劑，初步探討不同噴素處理對紫云英籽粒數、籽粒重及產量的影響，以期為進一步提高紫云英種子產量提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

本研究于2018-2020年在信陽市洋河試驗基地（32°14′N，114°10′E）進行田間試驗。該地區屬亞熱帶向暖溫帶過渡區，年均日照1900～2100 h；年均氣溫15.1～15.3 ℃；年平均降水量900～1400 mm；相對濕度年均77%。供試土壤為黃棕壤性潛育型水稻土，0～20 cm 土層有機質含量為17.1 g·kg-1，全氮為1.3 g·kg-1，堿解氮為55.4 mg·kg-1，有效磷為 12.5 mg·kg-1，速效鉀為 75.2 mg·kg-1，pH 值 6.5。播前底施尿素（46.4% N）103.45 kg·hm-2、過磷酸鈣（12% P2O5）562.50 kg·hm-2、氯化鉀（60% K2O）112.50 kg·hm-2。以當地紫云英純化品種“信紫1號”為試驗材料。兩年試驗材料均于9月28 日播種，播種量為22.5 kg·hm-2，播種時將種子與細沙混勻后撒播。試驗田栽培管理同一般高產田。6-芐氨基腺嘌呤（6-BA）純度為99%（美國進口）。蕓苔素內酯（BR）為0.01%粉劑，由山東綠貝特生物肥料有限公司提供。多效唑（PP333）為15%可濕性粉劑，由安陽全豐生物科技有限公司提供。海藻酸鈉寡糖（AOS）由中國科學院大連化學物理研究所提供。復合營養制劑（compound，NCD；含有PP333、BR、AOS、6-BA 等物質）是由河南省農業科學院研發的促進紫云英種子增產的復合營養制劑。現蕾期（3月17日）分別于葉面噴清水、PP333（400 mg·L-1）、6-BA（10 mg·L-1）、BR（0.04 mg·L-1）、AOS（20 mg·L-1）和 NCD，均以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準，每處理小區面積為20 m2，重復3 次。

1.2 測定內容及方法

花序位劃分［21］：第1～2 層花序為基部花序，第3～4 層花序為中部花序，第5 層及以上花序層統計為頂部花序。

不同花序位的花數：盛花期每小區隨機選取植株5～10 株，調查記載其主莖上不同花序位（基部、中部和頂部）的花數。

不同花序位的莢數、籽粒數和籽粒重：成熟期每小區隨機選取植株20 株，考察記載其主莖上不同花序位（基部、中部和頂部）的結莢數［結實莢數、不孕莢數（癟莢）］。摘莢風干脫粒后統計計算各花序位的籽粒數、籽粒干重、結莢率和莢果結實率。

產量及其構成因素：成熟期每小區隨機取1 m2（每處理重復3 次），常規法考種其結莢數、籽粒數及千粒重。實收2 m2計產。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2003 對兩年數據進行處理分析，采用兩年數據平均值進行制表繪圖。采用PASW 18.0軟件進行方差分析和統計檢驗，采用LSD 法進行差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 葉面噴素對紫云英不同花序位花數的影響

由表1 可看出，與CK 相比，5個噴素處理的基部、中部、頂部花序位的花數較對照均顯著增加，增幅分別為 1.97～4.85、1.23～2.75、1.54～4.43個，其中，以NCD 處理花數增幅最大，其基部、中部、頂部花序位花數較對照分別提高22.97%、13.53%、25.27%。

表1 不同噴素處理對紫云英不同花序位花數的影響Table 1 The effect of different spraying treatments on flower numbers in different florescences of Chinese milk vetch

2.2 葉面噴素對紫云英不同花序位結莢數的影響

由表2 可見，與 CK 相比，5個噴素處理的基部、中部、頂部花序位的結莢數較對照增幅分別為0.90～4.07、1.25～3.03、0.49～1.99個，且各處理與對照差異均達到顯著水平。其中，以NCD 處理增莢幅度最大，其基部、中部、頂部花序位結莢數較對照分別提高33.61%、36.86%、65.25%。

表2 不同噴素處理對紫云英不同花序位結莢數的影響Table 2 The effect of different spraying treatments on pod numbers in different florescences of Chinese milk vetch

2.3 葉面噴素對紫云英不同花序位花莢結莢、結實的影響

5個噴素處理的基部、中部、頂部花序位的結莢率均顯著高于對照（圖1），其中，PP333、BR、NCD 處理的結莢率顯著高于其他處理，三者之中，以NCD 處理結莢率最高，其基部、中部、頂部花序位結莢率較對照分別提高12.80%、8.98%、4.82%。

除 BR、AOS 處理，PP333、6-BA、NCD 處理基部、中部、頂部花序位的莢果結實率均顯著高于對照（圖1），以NCD 處理莢果結實率最高，其基部、中部、頂部花序位莢果結實率較對照分別提高6.38%、4.08%、6.53%。

圖1 紫云英主莖枝上不同花序位的結莢率、結實率Fig.1 Pod and seed set rates in inflorescence at basal，central and apical position of the main branch of Chinese milk vetch

2.4 葉面噴素對紫云英不同花序位籽粒數的影響

由表3 可知，與 CK 相比，5個噴素處理的基部、中部、頂部花序位的籽粒數較對照均有所增加。除BR、AOS 處理，PP333、6-BA、NCD 處理下均顯著增加，增幅分別為7.45～17.43、4.44～11.98、5.44～10.76個。其中，以NCD 處理籽粒數增加幅度最大，其基部、中部、頂部花序位籽粒數較對照分別提高27.79%、29.35%、71.25%。

表3 不同噴素處理對紫云英不同花序位籽粒數的影響Table 3 The effect of different spraying treatments on seed numbers in different florescences of Chinese milk vetch

2.5 葉面噴素對紫云英不同花序位粒重的影響

由表4 可見，噴素處理下紫云英不同花序位的籽粒重均有所提高。對基、中、頂部籽粒，PP333、6-BA 處理的粒重與 CK 差異不顯著，BR、AOS、NCD 處理較對照均顯著增加。其中，以NCD 處理粒重增加幅度最大，其基部、中部、頂部花序位粒重較對照分別提高27.18%、28.65%、71.05%。

表4 不同噴素處理對紫云英不同花序位粒重的影響Table 4 The effect of different spraying treatments on seed weight in different florescences of Chinese milk vetch

2.6 葉面噴素對紫云英產量及其構成的影響

由表5 可看出，對于莢數，各噴施處理均顯著高于對照；對于單莢籽粒數，PP333、6-BA、NCD 處理顯著高于對照，分別較對照提高29.11%、21.52%、30.06%，BR、AOS 處理較對照分別提高6.96%、4.43%，但差異不顯著；對于千粒重，BR、AOS、NCD 處理較對照顯著提高，提高幅度分別為30.77%、21.05%、32.79%，PP333、6-BA 處理較對照分別提高8.91%、5.26%，但差異不顯著。對于產量，NCD 處理最高，達 601.37 kg·hm-2，隨后依次為 PP333、BR、6-BA、AOS 處理，5 者均顯著高于對照，分別較對照提高 29.73%、22.02%、19.02%、10.52%、10.01%，且NCD 處理顯著高于其他噴施處理。

表5 噴素對紫云英產量及其構成的影響Table 5 The effect of foliar spray on seed yields and yield components of Chinese milk vetch

3 討論

當前，應用化控技術調控作物生長發育已成為實現高產的有效措施之一。魏小星等［22］、閆敏等［23］、景宇 鵬等［24］通過在 豆 科 牧 草紫花苜蓿（Medicago sativa）、三葉草（Trifolium repense）和毛葉苕子（Vicia villosa）上噴施 PP333發現，PP333可通過改變豆科牧草的種子產量構成要素來提高其種子產量，但也有研究結果與其相反［25］。本研究結果表明，紫云英現蕾期葉面噴施PP333可通過增加結莢數、籽粒數來提高其種子產量，該研究結果與魏小星等［22］、閆敏等［23］、景宇鵬等［24］研究指出的PP333主要通過改變種子產量構成要素來提高其種子產量的研究結論相一致，說明種子產量構成要素的變化是生長調節劑調控豆科作物種子產量增加的一項重要途徑。

褚世海等［26］研究指出，BR 水劑對水稻（Oryza sativa）穗粒數影響不顯著，但可顯著提高水稻千粒重和結實率，從而顯著提高水稻產量。BR 增產效果在花生［27］、小麥［28］上也得到了印證。然而，丁熙檸等［29］研究指出，在牡丹（Paeonia suffruticosa）生育期內噴施BR 對油用牡丹籽粒產量沒有影響。本研究結果表明，現蕾期葉面噴施BR 可顯著促進紫云英莢數、千粒重和種子產量的增加，而對籽粒數影響不顯著。BR 對紫云英具有增產效應，這一結果與前人［26-28］在水稻、花生和小麥等農作物上得出的研究結論相一致。BR 對紫云英千粒重的影響效果顯著而對籽粒數的影響不顯著，這一研究結果與褚世海等［26］的研究結論相一致。

張運紅等［30］研究指出，噴施AOS 可通過增加結果數和提高角果質量來實現花生增產。本研究結果表明，噴施AOS 主要是通過增加結莢數和千粒重來提高紫云英種子產量，這一結果與張運紅等［30］研究結論基本一致。6-BA 在促進細胞分化、植株從營養生長向生殖生長轉化及誘導植物物質積累與調運方面有重要作用［31］。本研究結果表明，現蕾期葉面噴施6-BA 可通過增加紫云英莢數和穗粒數來促進種子產量的增加。田艷云等［32］通過對小麥進行多種營養元素葉面噴施發現，多種營養元素與植物生長調節劑配施，對小麥增粒增重效果比單一因素更明顯。在本試驗條件下，5 種噴素處理均能顯著提高紫云英種子產量，其中，PP333、6-BA 處理增粒效果好，但增重效果不明顯；BR、AOS 處理增重效果好，但增粒效果不明顯；然而復合營養劑NCD 增粒增重效果均較好，其效果顯著高于其他單一噴施處理，該研究結果與田艷云等［32］研究結論相一致。

鐘山［33］在紫云英花莢脫落問題探討中曾指出，在栽培上對于留種紫云英應當將重點放在各花序位的保花保莢上。現蕾期，正是紫云英營養生長向生殖生長過渡的關鍵期，在生殖器官不斷出現、營養器官還需迅速增長的矛盾情況下，植株隨生育期的推進，植株之間互相遮陰的情況日益嚴重，影響了光合作用的正常進行，以致光合產物不能同時滿足營養生長和生殖生長兩個方面的需求，致使后期形成的花莢大量脫落或形成癟莢。因此，植株體內養分供應不足或分配失調是造成花莢大量脫落的主要生理原因。本試驗結果表明，現蕾期葉面噴素處理可使紫云英不同花序位的花數、結莢數較對照有不同程度的增加，且以NCD 處理增加幅度最大，尤其對上層花序的花、莢數的增加效果更加顯著。推測其原因為：1）現蕾期，葉面噴施調節劑可能會增強紫云英葉片的光合能力，促進葉片制造和積累同化物質，由于葉片所處部位不同，從而導致花序層不同部位同化物的供應與分配不一，由于上層花序層處于同化物質積累更有利位置，進而出現上層花序的花、莢數增加更為顯著的現象；2）現蕾期正是紫云英花莢形成及發育的關鍵期，調節劑可能調控了花莢發育過程中不同花序層的葉片和花莢內源激素水平的變化，從而有利于不同層花序花莢發育與結實，進而促進花莢數增加。

實踐中葉面噴施以上植物生長調節劑及其復配劑可不同程度地提高紫云英種子產量，本試驗僅開展了以上噴素處理對紫云英種子產量的初步調控效應研究，然而對其促進種子增產的調控機理研究尚未開展。因此，以上葉面噴素處理調控紫云英種子增產的內在生理機制仍需進一步地探究。

4 結論

現蕾期，葉面噴施生長調節劑可顯著促進紫云英種子產量的增加，以NCD 作用效果最優，其種子產量較對照提高 29.73%，達 601.37 kg·hm-2。PP333、BR、6-BA、AOS 依次次之，種子產量較對照分別提高 22.02%、19.02%、10.52%、10.01%。其中，PP333、6-BA 處理增粒效果顯著，BR、AOS 處理籽粒增重效果顯著，NCD 處理增粒增重效果均顯著。