二氫卟吩鐵和乙烯利復配噴施對冬小麥產量形成及抗倒伏能力的影響

摘要：研究二氫卟吩鐵、乙烯利不同用量復配并于始穗期噴施對冬小麥產量和抗倒伏能力的影響。設置2個二氫卟吩鐵處理A1、A2，用量分別為22.5、45.0 g/hm2；4個乙烯利處理B1、B2、B3、B4，用量分別為1.8、1.5、1.2、 0.9 L/hm2，兌水量300 L/hm2，兩兩組成8個處理，并以噴清水處理為對照。結果表明，相較于CK，該復配劑于始穗期噴施有利于冬小麥實現穩產甚至增產，其中二氫卟吩鐵用量45.0 g/hm2與乙烯利復配可實現平均增產5.82%，增產的原因在于穗粒數增加，同時花后葉片光合生產能力增強，葉綠素降解趨緩。該復配劑能夠降低小麥株高和倒1節間、倒2節間的長度，而不影響穗長，也能夠增加倒1節至倒5節的節寬，以及基部3個節的壁厚和抗折力，以乙烯利用量1.8、1.5 L/hm2與二氫卟吩鐵復配，其綜合抗倒伏效果更好。結合產量因素，認為二氫卟吩鐵用量 45.0 g/hm2 與乙烯利用量1.8、1.5 L/hm2復配處理，能兼顧小麥產量和抗倒伏能力，可作為進一步開發抗倒增產調理劑產品的基礎配方。

關鍵詞：冬小麥；植物生長調節劑；產量；抗倒伏性狀

中圖分類號：S512.1+10.4 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）15-0122-06

收稿日期：2023-09-24

基金項目：江蘇省農業科技自主創新資金［編號：CX（21）1011］。

作者簡介：蔣偉勤（1994—），男，江蘇徐州人，碩士，研究實習員，研究方向為作物栽培與生理。E-mail：jwqdyx123@163.com。

通信作者：顧大路，碩士，研究員，主要從事作物逆境調控技術研究。E-mail：1302680742@qq.com。

隨著全球氣候變化，惡劣天氣甚至極端天氣等氣候事件頻發，這對農業生產造成了巨大損害［1-2］。每年的4月下旬至6月上旬正值冬小麥生育中后期，在大風、強降水等外力作用下，小麥群體面臨倒伏風險，產量和品質受到嚴重威脅［3-5］。解決小麥倒伏問題主要通過2種方法：一是選擇適宜的矮稈品種，二是優化栽培管理措施［6-7］。傳統的栽培措施如播期、密度、氮肥運籌和蹲苗鎮壓等，已盡可能挖掘了小麥抗倒增產潛力；而化控技術（使用植物生長調節劑）作為一種省時高效的新型栽培措施，能在一定程度上彌補傳統措施的不足，進一步提升抗倒增產效果［5-9］。前人相關研究表明，適時噴施多效唑、矮壯素、烯效唑、縮節胺等物質，能夠降低小麥基部節間或穗下節間長度以矮化植株，并提高基部節間抗折力，最終增強植株抗倒伏能力［9-11］。這些物質同屬植物生長抑制類調節劑，若使用不當會影響植株生長，造成穗粒數、千粒重、產量下降，部分物質（如多效唑、烯效唑、矮壯素）還會殘留于土壤，影響下季作物生長［7，12］。此外，乙烯利也是一種常用的作物控旺調節劑，屬于生長延緩劑。國內外研究也已證實，乙烯利在麥類作物上具有較好的防倒伏效應，同時對環境及下季作物相對安全；其較佳使用期為始穗期，但這也可能會引起灌漿中后期葉片葉綠素提前降解，灌漿期縮短，不利于籽粒充分灌漿［13-15］。因此，我們考慮將具有不同生理作用的植物生長調節物質復配使用，以達到優勢互補，更好地實現小麥抗倒增產效果。二氫卟吩鐵是一種新型植物生長調節劑，使用后可提高葉片的葉綠素含量，延緩葉綠素降解，從而增強光合同化物的生產能力［16-17］。本試驗將二氫卟吩鐵與乙烯利以不同用量進行復配，并在小麥始穗期進行噴施，探究不同用量組合對小麥產量和抗倒伏能力的影響，以期篩選可協調同步提高這2類指標的配方，為開發新型小麥抗倒增產調理劑產品提供理論和技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

本試驗于2021—2022年在江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所現代農業高新科技園區內開展。

供試品種：淮麥608，由淮陰農業科學研究所提供。

供試藥劑：0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑，由南京百特生物工程有限公司生產提供；40%乙烯利水劑（ETH，乙烯釋放劑），購自Sigma公司。

1.2 試驗設計

本試驗在大田試驗條件下進行，采用2因素隨機區組試驗設計。因素1為2種二氫卟吩鐵用量處理A1、A2，用量分別為22.5、45.0 g/hm2；因素2為4種乙烯利用量處理B1、B2、B3、B4，用量分別為1.8、1.5、1.2、0.9 L/hm2。2因素組合后成8個處理，分別為A1B1、A1B2、A1B3、A1B4、A2B1、A2B2、A2B3、A2B4，以噴清水處理作為對照。于小麥始穗期（2022年4月20日）進行處理，兌水量 300 L/hm2（復配藥劑提前3 d配置完成）。每個處理重復3次，共27個小區，每個小區9 m2。

小麥栽培管理統一標準為播種量225 kg/hm2，基本苗數約300萬株/hm2，基肥施用600 kg/hm2復合肥（N、P、K各含15%），分蘗肥追施尿素（含N 46.4%）60 kg/hm2，拔節肥、孕穗肥各施尿素（含N 46.4%）150 kg/hm2。前茬作物為水稻，于2021年11月1日進行小麥播種，所用播種機具兼播種、施肥功能于一體，播后立即利用其他機器進行鎮壓和開溝工序。其他病蟲害管理遵循大田高產要求進行。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 葉綠素含量

選擇10株同天開花、長勢一致的小麥進行掛牌標記，分別于揚花期和揚花后5、10、15、20 d，使用葉綠素儀（SPAD-502，Monito公司產品）測定劍葉的葉綠素含量。

1.3.2 植株抗倒相關性狀

于乳熟期（花后20 d左右）選擇各小區內長勢較為平均的主莖10株，取回到實驗室測定單莖株高、穗長、各節間長度、外徑粗度、壁厚、抗折力。節間外徑粗度、壁厚皆以節間中部作為測量點，用游標卡尺測定。用植物倒伏測試儀（YD-1，浙江托普儀公司）測定各節間受力彎折的壓力值。

1.3.3 產量和產量結構

成熟期收獲時，每個小區連續取20個單莖，考察其穗粒數。每小區實收 1 m2 小麥進行測產。人工收割后先調查穗數，再脫粒曬干至含水率14.5%時進行稱重，最后測定各處理的千粒重。

2 結果與分析

2.1 產量及產量結構

由表1可知，在適宜用量下，小麥上噴施二氫卟吩鐵和乙烯利復配劑可實現較好的增產效果。在二氫卟吩鐵用量45.0 g/hm2（A2）下增產作用更為明顯，A2B1、A2B2、A2B3、A2B4這 4個處理的平均產量較CK增加5.82%。但在相同二氫卟吩鐵用量下，4種不同乙烯利用量處理之間的產量未表現出顯著差異，因此認為單一使用乙烯利對小麥增產的作用較小。所有處理中，以A2B2處理獲得最高產量，較CK顯著增幅達6.67%。從產量結構分析，有效穗數、千粒重在處理間未發生顯著變化，而每穗粒數在處理間存在顯著差異，其中A2各處理均顯著高于CK。因此認為本研究中每穗粒數的增加是A2各處理產量提高的主要原因。

2.2 花后旗葉葉綠素含量動態變化

由表2可知，相較于CK，二氫卟吩鐵和乙烯利復配使用可顯著提高小麥在揚花期和花后5、10、15、20 d的劍葉SPAD值，而在各噴藥處理中，除花后20 d外，各時期各處理均未表現出顯著差異。在花后20 d，二氫卟吩鐵高用量（A2）下的A2B1、A2B2、A2B3、A2B4處理的SPAD值均高于低用量（A1）下的A1B1、A1B2、A1B3、A1B4和CK，這表明，較高二氫卟吩鐵用量有利于維持劍葉功能、延緩葉片衰老。

2.3 植株抗倒性狀

2.3.1 株高、穗長和節間長

由表3可知，該類型復配劑對小麥株高、倒1節間長、倒2節間長存在明顯的抑制作用，其中以A1B1、 A2B1、A1B2、A2B2處理的抑制效果較為顯著，其株高較CK顯著降低6.83%～7.79%，倒1節間（穗下節間）長降低10.98%～12.72%，倒2節間長降低11.27%～13.77%。而穗長、倒3節間長、倒4節間長、倒5節間長這4個指標，所有處理間并不存在顯著差異。

2.3.2 節寬

由表4可知，所有處理中，小麥植株倒數5個節的節寬均以CK最小，這表明始穗期噴施該類型復配劑有利于增加小麥各節的節寬，其中以A1B1、A2B1、A1B2、A2B2處理的效果較為顯著，增幅在7.84%～18.41%之間。而乙烯利用量較低的A2B3、A1B4、A2B4處理的各節節寬增幅相對較小。相較于CK，這3個處理的倒2節、倒3節、倒4節、倒5節的節寬均未發生顯著性變化。

由表5可知，噴施該類型復配劑處理，其基部3個節的抗折力、壁厚均較CK顯著增加（A2B4處理基部第2節壁厚除外）。所有處理中，除基部第1節壁厚外，以A1B1、A2B1處理的各節間抗折力和壁厚最大，其中基部第1節抗折力、基部第2節抗折力、基部第3節抗折力較CK顯著增加55.00%～57.58%、76.00%～94.45%、80.74%～85.03%，而基部第1節壁厚、基部第2節壁厚、基部第3節壁厚增加29.17%～33.33%、27.66%～31.91%、48.65%；其次是A1B2、A2B2處理；再次是A1B3、A2B3、A1B4、A2B4處理。各處理的這2項指標值均呈隨乙烯利用量下降而降低的趨勢。

2.1 方差分析結果

2.1.1 小麥產量、產量結構和旗葉SPAD值方差分析結果

由表6可知，不同二氫卟吩鐵用量下，小麥產量存在極顯著差異，而在不同乙烯利水劑用量下產量未發生顯著變化，且2種因素間互作效應不明顯。在產量結構中，每穗粒數在不同二氫卟吩鐵用量間發生原顯著變化，而有效穗數、千粒重在單個因素間、2因素互作中均未發生顯著性變化。花后20 d的旗葉SPAD值方面，僅不同二氫卟吩鐵用量間發生了極顯著變化。這些結果表明，該復配劑中二氫卟吩鐵的使用是增產的主因。

2.1.2 主要抗倒指標方差分析結果

由表7可知，9個抗倒指標在不同二氫卟吩鐵用量下均未發生顯著變化，這表明二氫卟吩鐵在改善小麥植株抗倒能力作用不明顯。對于株高、倒1節節長和節寬，單因素及兩因素互作下均未發生顯著變化，但可以看出這3個指標均優于CK，且部分處理達到顯著水平。對于基部第1～3節抗折力和壁厚，在不同乙烯利用量下各指標值均存在極顯著變化。

3 討論

3.1 二氫卟吩鐵與乙烯利復配噴施對小麥產量及產量形成的影響

小麥高產栽培中，常通過調整耕播模式、氮肥運籌、種植密度、播期等方式構建合理的小麥高產群體結構，保證個體充分利用光能和土壤肥力，協調“源”和“庫”同步發展［18-19］。本試驗在常規栽培模式基礎上，于始穗期進行復配劑噴施處理，此時群體結構中的有效穗數、葉面積已基本穩定，因此增產途徑重點在于改善花后葉片光合作用強度、延長持綠期，以增加同化物積累量；增加結實粒數、粒重，以擴大“庫”；保證“源”向“庫”順暢轉運同化物［14］。該復配劑由二氫卟吩鐵和乙烯利組成，這2種藥劑進入小麥植株體內后所起作用各異。前人研究表明，始穗期噴施乙烯利，雖能夠矮化小麥植株，增強莖稈抗折力，但也可能會降低每穗粒數、千粒重，減少成熟期同化物積累量及花后干物質向籽粒轉運量，最終使得產量下降［13，15］。二氫卟吩鐵屬葉綠素類衍生物，使用后可抑制葉片葉綠素酶，進而延緩葉綠素降解，提高葉綠素含量，并提高光系統Ⅱ（PSⅡ）的最大光化學效率（Fv/Fm），同時明顯提高活性氧清除酶的活性，清除產生的過量活性氧，延緩衰老，促進花后光合同化物向籽粒中轉運［16-17，20］。有關小麥、水稻、油菜等作物的研究表明，適期適量使用二氫卟吩鐵可顯著提高籽粒產量，增產原因在于每穗（角）粒數（及粒重）的增加［17，21-23］。

本研究表明，二氫卟吩鐵是該復配劑中促成小麥增產的有效成分，而乙烯利對小麥增產作用不明顯，在二氫卟吩鐵用量45.0 g/hm2下可實現平均增產5.82%。通過產量結構分析可知，其增產原因在于每穗粒數顯著增加，千粒重雖未發生顯著變化，但存在增長趨勢，這和前人的觀點不盡相同。分析原因，可能是該類型復配劑可協調提高花后“源”的同化物生產及轉運水平和“庫”的同化物儲存能力，主要通過增加每穗粒數實現擴“庫”。關于“源”光合同化物生產方面，葉片葉綠素含量（SPAD值）可作為植株光合生產能力的重要參考指標，其值的大小和穩定持續期也可反映出植株體內生理活性和衰老狀況［24-25］。本研究表明，復配劑的使用提高了花后劍葉的SPAD值，花后20 d仍保持較高水平且降幅較小，尤其是在45.0 g/hm2二氫卟吩鐵用量下，這表明二氫卟吩鐵和乙烯利復配使用，可消除乙烯利對植株生長的不利影響，延緩葉片葉綠素降解，相對延長葉片功能期。

3.2 二氫卟吩鐵與乙烯利復配噴施對小麥抗倒性狀的影響

通過噴施植物生長調節劑來控制作物株高、提高植株抗倒伏能力，目前已被廣泛報道。吳傳萬等的研究表明，破口期噴施“勁豐”抗倒調理劑，可顯著降低小麥株高和穂下節間長度，顯著增加基部1、2 節間的壁厚、單位節間干重以及抗折力，增強小麥抗倒伏能力［7］。姚海坡等的研究表明，在冬小麥上適時適量噴施多效唑、矮壯素、麥巨金、勁豐、甲哌、碧護6種生長調節劑（產品），較噴清水處理均可降低小麥株高、增強莖稈基部抗折力和抗倒伏能力，且多數植物生長調節劑處理達到顯著水平，其中多效唑、甲哌處理的綜合效果更好［9］。文廷剛等的研究表明，始穗期噴施乙烯利、勁豐（抗倒調理劑）均可顯著降低水稻株高和莖稈長，提高基部節間的機械組織、薄壁組織厚度及維管束的數目、面積，同時增加莖稈中的存儲物質，提高節間充實度，最終增加莖稈莖粗和壁厚，大幅提高節間抗折力，而多效唑處理則無顯著效果［26］。本研究表明，始穗期使用二氫卟吩鐵與乙烯利復配劑，能夠降低小麥株高、倒1節間、倒2節間長度，而穗長沒有受到影響，也能夠增加倒1節至倒5節的節寬，以及基部3個節的壁厚和抗折力。通過方差分析可以看出，乙烯利是小麥植株抗倒能力提升的有效成分；同時隨著乙烯利用量減少，抗倒能力提升效果漸趨下降，以乙烯利1.8、1.5 L/hm2用量和二氫卟吩鐵復配的綜合抗倒效果更好。結合產量因素，認為A2B1、A2B2處理能兼顧小麥產量和抗倒伏能力，可作為進一步開發抗倒增產調理劑產品的基礎配方。

4 結論

本研究表明，通過噴施乙烯利和二氫卟吩鐵復配劑，可降低小麥株高、提高植株抗倒伏能力，其中以45.0 g/hm2 0.02%二氫卟吩鐵可溶性粉劑與1.8、1.5 L/hm2 40%乙烯利水劑復配的綜合效果較好，可明顯同步提高小麥產量和抗倒伏能力，因此其可作為進一步開發抗倒增產調理產品的基礎復配劑。

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