麻慧芳，楊成元，史關(guān)燕，陳瑛，王宏麗，宋健，王靜華，史根生

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，山西汾陽(yáng)032200）

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、葉面肥對(duì)常規(guī)谷和雜交谷的防早衰效應(yīng)比較

麻慧芳，楊成元，史關(guān)燕，陳瑛，王宏麗，宋健，王靜華，史根生

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，山西汾陽(yáng)032200）

為解決實(shí)際生產(chǎn)中常規(guī)谷和雜交谷生育后期葉片早衰的現(xiàn)象，選用常規(guī)谷‘晉谷21號(hào)’和雜交種品系‘4A/H51’，以清水為對(duì)照，噴施8種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和3種葉面肥，通過測(cè)定葉綠素濃度值、光合速率及主要農(nóng)藝性狀等，研究不同藥劑對(duì)不同谷子的生理指標(biāo)和農(nóng)藝性狀的影響變化。結(jié)果顯示：在生育后期噴施海綠素、植物動(dòng)力2013和根旺3種藥劑，都能有效提高葉片的葉綠素含量、提高葉片的光合速率，同化物的運(yùn)輸和分配得到有效調(diào)節(jié)。和對(duì)照比較，雜交種的增長(zhǎng)幅度高于常規(guī)品種，起到了有效防治早衰的作用。海綠素能使頂葉明顯比對(duì)照寬，根旺、植物動(dòng)力2013能增粗鞘莖，植物動(dòng)力2013等能降低株高等等，這些都符合當(dāng)前谷子生產(chǎn)研究的需要?？梢?，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥的利用可以解決谷子生產(chǎn)上遇到的早衰問題，特別是對(duì)現(xiàn)在大面積推廣的雜交谷子效果更好。

谷子；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑；葉面肥；光合速率；葉綠素濃度；防早衰

0 引言

谷子[Setariaitalica(L.)Beauv.]是起源于中國(guó)的傳統(tǒng)糧食作物，古稱粟[1]。中國(guó)是世界上水資源緊缺的國(guó)家[2]，旱區(qū)面積占國(guó)土總面積的74%，華北地區(qū)的干旱尤為嚴(yán)重[3]。谷子具有耐旱、耐瘠、耐儲(chǔ)藏等特點(diǎn)，是中國(guó)北方傳統(tǒng)旱糧作物之一，主要種植在旱薄地，屬于耐旱穩(wěn)產(chǎn)的作物[4]。而現(xiàn)在培育的雜交谷子更是適應(yīng)性廣、多抗、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，同時(shí)谷子也是典型的環(huán)境友好型作物，在中國(guó)北方的糧食低產(chǎn)區(qū)作為主要的農(nóng)作物，其中山西是中國(guó)主要的谷子種植區(qū)域[5]。衰老是植物生長(zhǎng)發(fā)育周期中一個(gè)重要的生理現(xiàn)象[6]，是植物組織或器官逐漸走向功能衰退或死亡的變化過程，無法避免。但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于葉片早衰造成許多作物減產(chǎn)[7-8]。部分常規(guī)谷子及雜交谷子的葉片早衰，既破壞了合理灌漿動(dòng)態(tài)的形成，降低了小米品質(zhì)，又引起谷子結(jié)實(shí)率降低、空秕率升高等現(xiàn)象,導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量下降，大大影響了谷子增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。因此，改善谷子生育后期葉片的代謝狀況，防止早衰是當(dāng)前谷子生產(chǎn)中急需解決的問題。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，是用于調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的一類農(nóng)藥，包括人工合成的具有天然植物激素相似作用的化合物和從生物中提取的天然植物激素，在植物生長(zhǎng)的某一階段或一定的環(huán)境條件下對(duì)植物代謝有調(diào)控作用，能夠調(diào)控植物生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老進(jìn)程的活性物質(zhì)[9]。葉面肥是營(yíng)養(yǎng)元素施用于作物葉片表面，通過葉片的吸收進(jìn)入作物體內(nèi)，速度快，時(shí)間短，通過葉片施肥能夠有效促進(jìn)作物體內(nèi)各種生理過程的進(jìn)行，提高光合作用的強(qiáng)度，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)[10]。王旭軍等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)時(shí)期噴施4PU-30、90-09、粒粒飽和烯效唑等植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，能提高水稻葉片的葉綠素含量、SOD活性，減少M(fèi)AD積累和膜的透性，在一定程度上延緩葉片衰老進(jìn)程，從而提高水稻后期的光合能力，同時(shí)也相應(yīng)地減少了水稻根系同化物的輸出，進(jìn)而延緩水稻根系衰老。趙開兵等[12]研究發(fā)現(xiàn)，大豆生育苗期、初花期和盛花期分別噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥對(duì)大豆的產(chǎn)量有顯著提高。在小麥[13]、玉米[14]等糧食作物和林果、蔬菜上調(diào)節(jié)劑和葉面肥都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，它們能有效地改善生長(zhǎng)狀況，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量[15-16]。但植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥在谷子抗早衰研究方面幾乎沒有資料記載。

本研究通過噴施8種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和3種葉面肥及清水對(duì)照后測(cè)定葉片的光合速率和灌漿期葉綠素值及其主要農(nóng)藝性狀，對(duì)不同的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥在谷子常規(guī)種和雜交種上的防早衰作用進(jìn)行對(duì)比分析，旨在篩選出能有效防早衰的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥，為進(jìn)一步發(fā)揮谷子（特別是目前已用于大田生產(chǎn)的雜交谷）的增產(chǎn)潛力提供技術(shù)支持和理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所內(nèi)試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)以‘晉谷21號(hào)’和雜交種‘4A/H51’為試材，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，3次重復(fù)，6行區(qū)，行長(zhǎng)2 m，行距0.40 m，地頭設(shè)保護(hù)行。試驗(yàn)設(shè)處理共12個(gè)，其中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑8種，葉面肥3種，清水為對(duì)照，藥劑和生產(chǎn)廠家列于表1。

1.2 田間管理

表1 試驗(yàn)處理所用試劑

播前施雞糞15 m3/hm2，磷酸二銨750 kg/hm2，播種前施足底肥，5月25日播種，5葉期間苗，然后定苗，留苗密度要在30萬株/hm2以上，全生育期內(nèi)進(jìn)行常規(guī)病蟲防治。其他田間管理同大田生產(chǎn)。

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

噴藥時(shí)間選在拔節(jié)初期，按照禾本科作物上的使用劑量。灌漿期，每小區(qū)選有代表性的植株的頂部葉片，冰盒采葉取樣帶回實(shí)驗(yàn)室，利用丙酮浸提法[17]測(cè)定不同葉位的葉綠素含量，再在每小區(qū)選5株采用ECAPB0402光合測(cè)定儀在田間測(cè)定頂部葉片的光合速率。收獲期，每小區(qū)選取5株整株，進(jìn)行測(cè)量考種，測(cè)定其株高、穗長(zhǎng)、頂葉長(zhǎng)、頂葉寬、節(jié)間數(shù)、鞘莖粗、根條數(shù)及根干重。最后用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用SPSS 18.0軟件Duncan法作方差分析、多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’灌漿期的葉綠素濃度的影響比較

對(duì)灌漿期2個(gè)品種的葉片的葉綠素濃度值進(jìn)行比較分析，如圖1和表2顯示：12個(gè)處理中對(duì)2個(gè)品種葉綠素濃度的影響明顯較對(duì)照高的有5種藥劑，包括2種葉面肥天賜寶、植物動(dòng)力2013和海綠素、粒粒飽、根旺3種調(diào)節(jié)劑，增幅分別為9.99%～10.51%和6.89%～11.19%；其他調(diào)節(jié)劑和葉面肥都不同程度的對(duì)葉綠素濃度值較對(duì)照有所減少，減幅在-0.49%～-0.37%和-1.01%～-0.10%。這說明海綠素等3種調(diào)節(jié)劑和葉面肥植物動(dòng)力2013、天賜寶能明顯有效的提高灌漿期葉片葉綠素的含量，延長(zhǎng)葉片的功能期，發(fā)揮防止葉片早衰的作用。通過表2中與CK的比較增幅可以顯示，對(duì)雜交種‘4A/H51’作用增幅要明顯強(qiáng)于常規(guī)種‘晉谷21號(hào)’的增幅。

圖1 葉綠素濃度對(duì)比折線圖

表2 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥處理對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’的葉綠素濃度的影響對(duì)比

2.2 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’灌漿期的光合速率的影響比較

在灌漿期對(duì)2個(gè)品種的葉片的光合速率進(jìn)行比較分析，結(jié)果如圖2和表3顯示：12個(gè)處理中對(duì)2個(gè)品種的光合速率的影響都明顯較對(duì)照高的有4種藥劑，包括1種葉面肥植物動(dòng)力2013和海綠素、粒粒飽、根旺3種調(diào)節(jié)劑，增幅分別為8.13%～8.39%和10.04%～10.54%；其中調(diào)節(jié)劑縮節(jié)胺、葉面肥天賜寶和噴施寶對(duì)2個(gè)品種的光合速率也略有提高；其他調(diào)節(jié)劑都不同程度的對(duì)光合速率較對(duì)照有所減少，減幅在-0.47%～-0.39%和-7.77%～-0.05%。該結(jié)果與葉綠素濃度的結(jié)果基本一致，說明海綠素等3種調(diào)節(jié)劑和葉面肥植物動(dòng)力2013能有效提高灌漿期葉片的光合作用含量，促進(jìn)了同化物質(zhì)的合成，其中的原因正是因?yàn)橥ㄟ^噴施調(diào)節(jié)劑和葉面肥提高了灌漿期葉片的葉綠素含量，延長(zhǎng)葉片的功能期。通過表3中與CK的比較增幅可以顯示對(duì)雜交種‘4A/H51’的作用增幅要明顯強(qiáng)于常規(guī)種‘晉谷21號(hào)’的增幅。

圖2 光合速率對(duì)比折線圖

2.3 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’農(nóng)藝性狀的影響比較

由表4的分析比較結(jié)果可知，赤霉酸處理2種品種株高都顯著增高，分別比對(duì)照增高13.4 cm和10.04 cm；天賜寶處理2個(gè)品種株高都顯著降低，分別比對(duì)照降低9.33 cm和12.5 cm；其他藥劑處理‘晉谷21號(hào)’與對(duì)照比較都是差異不顯著；在處理雜交種上株高比對(duì)照降低的還有粒粒飽、烯效唑、植物動(dòng)力2013、噴施寶、縮節(jié)胺、根旺、蕓苔素內(nèi)酯8個(gè)處理，說明在對(duì)株高的影響作用上‘4A/H51’比‘晉谷21號(hào)’明顯。

對(duì)兩者鞘莖增粗效果最好的藥劑有根旺，較對(duì)照增粗0.09 cm和0.17 cm；其余處理對(duì)‘晉谷21號(hào)’鞘莖增粗與對(duì)照比較都是差異不顯著；對(duì)‘4A/H51’鞘莖與對(duì)照比增粗的還有葉面肥植物動(dòng)力2013；也是在雜交種上作用更明顯一些。

赤霉酸處理對(duì)兩者的頂葉寬都有明顯的減少作用；‘晉谷21號(hào)’上其余處理與對(duì)照比較都是差異不顯著；‘4A/H51’上明顯比對(duì)照頂葉寬寬的是海綠素處理；差異顯著，作用明顯。

2.4 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’根系性狀的影響比較

由表5的分析比較結(jié)果顯示，海綠素處理能顯著增加2個(gè)品種的根條數(shù)和根干重，噴施寶處理能顯著減少2個(gè)品種的根條數(shù)和根干重；其余處理在對(duì)‘晉谷21號(hào)’的根系作用上都是效果不明顯的；而在對(duì)‘4A/H51’的根系作用上根旺和蕓苔素內(nèi)酯也能明顯增加根的條數(shù)。這與前面的研究結(jié)果也基本一致，說明這些藥劑也增強(qiáng)了谷子的根系生長(zhǎng)，特別是對(duì)雜交種的作用明顯，起到了促進(jìn)植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)的作用。

表3 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥處理對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’的光合速率的影響對(duì)比

表4 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥處理對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’的農(nóng)藝性狀的影響對(duì)比cm

表5 不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥處理對(duì)‘晉谷21號(hào)’和‘4A/H51’的根系性狀的影響對(duì)比

3 結(jié)論與討論

谷子灌漿期葉片的早衰存在于谷子常規(guī)種和雜交種的實(shí)際生產(chǎn)上[18]，特別是雜交種更為嚴(yán)重。夏雪巖等[19]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雜交谷拔節(jié)期噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥能夠提高葉片灌漿期葉綠素含量和光合速率、調(diào)節(jié)同化物的運(yùn)輸和分配等。根據(jù)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和葉面肥在多種作物上的成功應(yīng)用，本研究通過8種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和3種葉面肥應(yīng)用于2個(gè)谷子品種，篩選出了4種藥劑：海綠素、根旺、粒粒飽、植物動(dòng)力2013。這4種藥劑對(duì)谷子有增加葉片的葉綠素含量、提高葉片的光合速率，調(diào)節(jié)同化物的分配和運(yùn)輸，延長(zhǎng)葉片的功能期的作用，防止了葉片的早衰。這與前人的研究結(jié)果基本相符。特別是從本研究數(shù)據(jù)顯示，在對(duì)雜交種的施用要明顯好于在常規(guī)種‘晉谷21號(hào)’施用。由于不同的調(diào)節(jié)劑和葉面肥的作用各有不同，在農(nóng)藝性狀方面，海綠素能使頂葉寬明顯比對(duì)照寬、根旺、植物動(dòng)力2013等能增粗鞘莖粗、植物動(dòng)力2013等能降低株高，而赤霉酸顯著促進(jìn)了莖稈發(fā)育，但對(duì)葉片的光合速率和葉綠素含量作用甚微等等。如外源性植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在水稻增產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，其增產(chǎn)幅度可以穩(wěn)定在10%左右，顯著作用主要表現(xiàn)在改善株型、提高葉片光合速率、防止葉片早衰、增強(qiáng)根系及提高抗逆性等[20]。綜上所述，得出結(jié)論，海綠素、植物動(dòng)力2013和根旺3種藥劑既能防止早衰且農(nóng)藝性狀較好，并且在雜交種上的作用要顯著好于常規(guī)種。另外由于研究中所用的藥劑在對(duì)谷子的使用上沒有專門的使用劑量說明，都是參照對(duì)禾本科作物的劑量使用的，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)有一定影響，在以后的研究中還有待進(jìn)一步對(duì)有效的藥劑進(jìn)行適宜使用劑量的研究。本文僅從灌漿期葉片的葉綠素值、光合速率值以及主要農(nóng)藝性狀等指標(biāo)研究了8種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和3種葉面肥對(duì)1種常規(guī)種和1種雜交種的防早衰效應(yīng)對(duì)比分析，還有很多因素有待深入研究，再進(jìn)一步揭示其防早衰的生理機(jī)制，尋求更有效更好的防治措施或是進(jìn)行抗早衰基因育種。

所以，拔節(jié)期噴施海綠素、植物動(dòng)力2013和根旺3種藥劑都能有效提高葉片的葉綠素含量、提高葉片的光合速率，同化物的運(yùn)輸和分配得到有效調(diào)節(jié)。葉綠素含量常規(guī)種中比對(duì)照增幅達(dá)到10.51%、10.45%和10.29%；雜交種中比對(duì)照增幅達(dá)到11.19%、10.99%和10.66%。光合速率常規(guī)種中比對(duì)照增幅達(dá)到8.37%、8.17%和8.13%；雜交種中比對(duì)照增幅達(dá)到10.54%、10.39%和10.04%；可以看出在對(duì)雜交種上的作用效果要優(yōu)于常規(guī)品種，并且在主要農(nóng)藝性狀上能起到降低株高、增粗莖鞘、葉片加寬等作用，符合實(shí)際大田生產(chǎn)需要株型結(jié)構(gòu)，起到了有效防治早衰的作用。

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Plant Growth Regulators and Foliar Fertilizer:Premature Senescence Resistance Effects on Conventional Millet and Hybrid Millet

Ma Huifang,Yang Chengyuan,Shi Guanyan,Chen Ying,Wang Hongli,Song Jian,Wang Jinghua,Shi Gensheng

(Crop Research Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Fenyang 032200,Shanxi,China)

The aim is to solve leaf premature senescence of conventional millet and hybrid millet at later growth stage in practical production.The conventional millet‘Jingu 21’and the hybrid strain‘4A/H51’were used as materials.Taking water as the control,8 plant growth regulators and 3 foliar fertilizers were sprayed. The chlorophyll concentration,photosynthetic rate and main agronomic traits were detected,and the effects of different agentia on physiological and agronomic indexes of different millet varieties were studied.The results showed that spraying Sea Chlorophyll,Power Plants 2013 and Genwang could improve chlorophyll content and increase photosynthetic rate.The transport and distribution of assimilation substance was effectively regulated. Compared with the control,the increasing extent of hybrid millet was higher than that of conventional millet, indicating that the agentia could effectively control premature senescence.Sea Chlorophyll enabled parietal lobe width significantly wider than the control,Genwang and Power Plants 2013 could thicken sheath stem, Power Plants 2013 could reduce plant height and so on,which met the current need of millet production research.Thus,the utilization of plant growth regulators and foliar fertilizers can solve the problem of premature senescence in millet production,especially benefit the large-scale promotion of hybrid millet.

Millet；Plant Growth Regulator；Foliar Fertilizer；Photosynthetic Rate；Chlorophyll Concentration；Premature Senescence Resistance

S-3

A論文編號(hào)：cjas16080004

山西省農(nóng)科院科技攻關(guān)項(xiàng)目“優(yōu)質(zhì)雜交谷抗早衰的生理探索研究”(YGG1411)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金項(xiàng)目“國(guó)家谷子糜子產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系汾陽(yáng)綜合試驗(yàn)站”(CARS-07-12.5-B5)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“春谷晚熟區(qū)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)高效技術(shù)集成與示范”(2014BA07B01-03)。

麻慧芳，女，1977年出生，山西渾源人，助理研究員，碩士，主要從事谷子遺傳育種研究。通信地址：032200山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所山西省汾陽(yáng)市南門外經(jīng)作所，E-mail：jzsmhf@163.com。

楊成元，男，1970年出生，山西柳林人，副研究員，本科，主要從事谷子遺傳育種及谷子栽培的研究，先后主持國(guó)家、省部級(jí)、院級(jí)項(xiàng)目20項(xiàng)，育成品種6個(gè)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文共計(jì)10余篇。通信地址：032200山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所，E-mail：fynksycy@126.com。

2016-08-03，

2016-09-19。