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调环酸钙对小麦群体性状和产量的调控作用

 海底丛林 2018-11-24
​摘要:为研究调环酸钙对小麦群体性状和产量的影响,应用不同剂量的10%调环酸钙泡腾颗粒剂在襄阳和东明等地进行田间试验。结果表明,在小麦拔节前施用调环酸钙10%泡腾颗粒剂10~100 g/667 m2,可矮化植株高度,缩短节间长度、增加茎粗,并能增加穗长,提高千粒重和产量。其中,施用10%调环酸钙泡腾颗粒剂50 g/667m2处理的产量最高,在襄阳和东明两地产量分别达476.36kg/667 m2和570.85 kg/667 m2,比对照分别增产13.27%和11.80%。10%调环酸钙泡腾颗粒剂各用量均对小麦安全,无药害产生。 
  关键词:调环酸钙;生长调控;小麦;安全性 
  调环酸钙是一种新型环已烷三酮类植物生长调节剂,其在植物体内模拟2-酮戊二酸的结构,竞争性地抑制羟化酶的活性,从而抑制活性赤霉素的合成,影响植物细胞的伸长,缩短许多植物的茎杆伸长。调环酸钙最初由日本组合化学工业公司研发并申请专利,随后在美国、德国等国家申请专利。调环酸钙由于其低毒、低残留,在环境中的光降解和生物降解迅速,被美国国家环保局(USEPA)定为低风险药剂,并在多个国家登记,可在不同果树上使用。 
  国外对调环酸钙的应用研究开展较早,生产上调环酸钙被用来控制新枝的过量生长,增加果树和蔬菜的产量以及延缓草坪草的生长,减少割草作业次数。在苹果树上研究表明,调环酸钙通过调节苹果树体内类黄酮的生物合成,产生一种具有显著抗菌活性的新物质,从而提高仁果类果树对黑星病、火疫病等病害的抗性。另外,调环酸钙还可以提高果实中糖分的积累,从而提升果实品质。在草莓上的试验表明,施用调环酸钙125~189 mg/L可以有效的抑制草霉匍匐茎的形成并显著提高草莓的产量和品质。Joshua等在花生上的研究表明,施用调环酸钙有效成分140g/hm2,可比对照增产310 kg/hm2。近来在番茄上的研究还发现,调环酸钙通过抑制细胞内磷酯酶D(PLD)和脂氧合酶(LOX)的活性提高细胞膜的完整性,降低细胞电解质渗漏率(EL),从而减轻番茄低温冷害。国内对调环酸钙的研究开展较晚,主要集中在其合成工艺和其在花生上的应用研究,在小麦上的应用鲜有报道。本试验通过设置不同剂量的调环酸钙对不同地区的小麦进行研究,为明确调环酸钙对小麦生长的调控作用及对小麦的安全性,为合理使用调环酸钙提供依据。 
  1.材料与方法 
  1.1供试材料 
  小麦品种为山农15号、郑麦9023。10%调环酸钙泡腾颗粒剂由安阳全丰生物科技有限公司生产。LI-6400XT便携式光合作用测量系统由北京力高泰科技有限公司生产。 
  1.2试验地点 
  试验在两地进行,一地位于湖北省襄阳市黄集镇香贝儿农场,小麦品种为郑麦9023,播种方式为人工撒播:另一地位于山东省菏泽市东明县陆圈镇小王庄姚寨村,小麦品种为山农15号,播种方式为机播。 
  1.3试验设计与处理 
  分别设10%调环酸钙泡腾颗粒剂用量10、20、50、100 g/667 m2,并设空白对照。各处理面积667m2,3次重复。在小麦拔节前施药,采用卫士WS-18D型电动喷雾器,用液量为30 kg/667 m2。 
  1.4数据采集与分析 
  采用LI-6400XT便携式光合作用测量系统测定光合速率。在施药后10 d,上午10:30和14:30,每个小区取3点,随机选取无病完整的旗叶的中部测定光合速率。每个小区重复3次,记录测定数据。收获前撒播田从1 m2内、条播田从1 m双行内取30株,考察株高、节长、叶长等农艺性状和穗长、穗粒数和千粒重等产量构成因素并记载药害情况。分别取叶和节中间部分,使用电子游标卡尺测量叶宽和节直径。每小区收获4 m2脱粒测产,折合成667 m2产量。采用Excel 2013和DIS v7.05软件进行作图和数据分析,不同处理之间多重比较采用Duncan新复极差法, 
  2.结果与分析 
  2.1调环酸钙对株高、节长的调控作用 
  襄阳的试验结果见表1。由表1可以看出,施用调环酸钙可降低小麦株高,其对小麦伸长的抑制作用随用量的增加而增大,50 g/667 m2处理达显著水平。从对各节间的调控作用来看,调环酸钙对穗茎节的伸长抑制作用最为明显,100 g/667 m2处理的穗茎节长度为24.64 cm,比对照缩短18.92%,差异达极显著水平,并显著低于50 g/667 m2处理。从对各节间直径(茎粗)的调控作用来看,调环酸钙对茎粗的增长有促进作用,且随用量增加促进作用增强。其中对倒3节的作用最为突出,100g/667m2处理的节间直径为4.07 mm,显著高于对照和其他处理。东明的试验结果(表2)与襄阳呈相似的趋势。 
  2.2调环酸钙对叶长与叶宽的调控作用 
  从表3、表4的结果可以看出,调环酸钙对小麦旗叶和旗下叶叶长均有一定的抑制作用,且随着用量增加抑制作用增强,但其对叶片伸长的抑制作用不明显,除东明100 g/667m2处理的旗叶(17.18 cm)和旗下叶(24.05 cm)显著小于对照之外,其余各处理均未达显著水平:调环酸钙对小麦旗叶和旗下叶叶宽有促进作用,但各处理均未达显著水平。 
  2.3调环酸钙对穗粒结构和产量的调控作用 
  襄阳和东明的试验结果(表5、表6)表明,调环酸钙可以有效增加小麦穗长、千粒重和产量。其中,对穗长的促进作用随剂量的增加而增强。100 g/667m2处理在襄阳和东明两地的穗长分别为9.73 cm和9.85 cm,与各自对照差异均达极显著水平,与10g/667 m2处理和20 g/667 m2处理穗长亦达显著水平:在10~50 g/667m2用量范围内,各处理千粒重和产量随剂量增大而增加,50 g/667 m2处理的产量最高,在襄阳和东明两地产量分别达476.36 kg/667 m2和570.85 kg/667 m2,比对照分别增产13.27%和11.80%。100g/667 m2处理千粒重和穗粒均高于对照,10 g/667 m2处理和20g/667 m2处理差异不显著:各处理对小麦穗粒数的调控作用不显著。 
  2.4调环酸钙对小麦光合作用的调控 
  图1和图2可以看出,施用调环酸钙可以促进小麦光合速率的提高。在10-100 g/667 m2范围内,各处理光合速率随着剂量的增加而下降,100g/667m2处理的光合速率在襄阳和东明两地测得数值分别为7.82 μmol/(m2・s)和7.22 μmol/(m2・s),高于各自对照,但与各自对照差异不显著。 
  3.小结与讨论 
  襄阳和东明两地的试验结果表明,在小麦拔节前施用调环酸钙10-100 g/667m2,可矮化植株高度,缩短节间长度、增加茎粗,并能增加穗长,提高千粒重和产量,各处理未观察到药害产生。与目前广泛应用的三唑类延缓剂相比,调环酸钙对轮作植物无残留毒,对环境无污染,因而有可能取代三唑类生长延缓剂,具有广泛的应用前景。多效唑、烯效唑等抑制了几乎所有赤霉素(GA)的合成,使植株体内多种GA水平全面下降,从而降低株高达到防止倒伏的目的,但是也表现出了对生殖生长的副作用,用量大时后期容易导致作物早衰。GA1主要存在于营养器官,控制茎叶的伸长生长,GA4主要存在于生殖器官中,控制花芽分化和穗粒发育。调环酸钙主要阻止GA20向GA1的转化,并不会对GA4等其他赤霉素的合成造成抑制,反而调环酸钙能维持和延长体内既存赤霉素的活性水平,有效防止作物早衰。调环酸钙在控旺的同时,显著促进生殖生长,提高作物抗病害能力,达到控旺、增产和改善品质的目的,是理想的矮化剂。调环酸钙还可通过浸种、浇灌等方式起作用。配套的施用技术还需进一步的研究。

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