劉春增 ，鄭春風 ，聶良鵬 ，張琳 ，張濟世 ，呂玉虎 ，李本銀 ，曹衛(wèi)東

（1. 河南省農(nóng)業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2. 信陽市農(nóng)業(yè)科學院，河南 信陽 464000；3. 中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

隨著“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的提出，在今后較長時期內(nèi)，種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、耕地用養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)田生態(tài)改善、農(nóng)業(yè)面源污染削減、農(nóng)產(chǎn)品提質(zhì)增效等將是我國農(nóng)業(yè)的主要戰(zhàn)略性任務。隨著我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、耕地質(zhì)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(shù)措施，具有獨特、有效的作用，越來越多地被生產(chǎn)者所接受正逐漸成為支撐我國主要農(nóng)區(qū)化肥減施戰(zhàn)略的重要手段。通過綠肥培肥地力，實現(xiàn)耕地休養(yǎng)生息，進而實現(xiàn)“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(tǒng)綠肥作物之一，具有改善土壤理化性狀、增加土壤微生物數(shù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大量應用，紫云英的種子生產(chǎn)已成為發(fā)展綠肥生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)［8-10］。

葉面噴施植物生長調(diào)節(jié)劑等化控技術(shù)已成為促進作物生長發(fā)育、?；ㄔ隽?、提高粒重，進而提高產(chǎn)量的輕簡化栽培技術(shù)之一。常見的植物生長調(diào)節(jié)劑有植物生長延緩劑［11］、蕓苔素內(nèi)酯（brassinolide，BR）［12］、6-芐氨基腺嘌呤（6-benzylaminopurine，6-BA）［13］、寡糖［14］等，這些調(diào)節(jié)劑作為重要的微量活性調(diào)節(jié)物質(zhì)，對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量形成具有重要的調(diào)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(chǎn)4.93%～7.69%。Scarisbrick 等［17］和任廷波等［18］研究發(fā)現(xiàn)，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(zhì)增多，顯著增加其角果數(shù)、每角粒數(shù)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(chǎn)9.56%。然而目前有關(guān)植物生長調(diào)節(jié)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(xiàn)蕾期，采用葉面噴施不同植物生長調(diào)節(jié)劑及其復配劑，初步探討不同噴素處理對紫云英籽粒數(shù)、籽粒重及產(chǎn)量的影響，以期為進一步提高紫云英種子產(chǎn)量提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設(shè)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(qū)屬亞熱帶向暖溫帶過渡區(qū)，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(zhì)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?shù)刈显朴⒓兓贩N“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(chǎn)田。6-芐氨基腺嘌呤（6-BA）純度為99%（美國進口）。蕓苔素內(nèi)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(yǎng)制劑（compound，NCD；含有PP333、BR、AOS、6-BA 等物質(zhì)）是由河南省農(nóng)業(yè)科學院研發(fā)的促進紫云英種子增產(chǎn)的復合營養(yǎng)制劑?，F(xiàn)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(qū)面積為20 m2，重復3 次。

1.2 測定內(nèi)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?qū)咏y(tǒng)計為頂部花序。

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

不同花序位的莢數(shù)、籽粒數(shù)和籽粒重：成熟期每小區(qū)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(jié)莢數(shù)［結(jié)實莢數(shù)、不孕莢數(shù)（癟莢）］。摘莢風干脫粒后統(tǒng)計計算各花序位的籽粒數(shù)、籽粒干重、結(jié)莢率和莢果結(jié)實率。

產(chǎn)量及其構(gòu)成因素：成熟期每小區(qū)隨機取1 m2（每處理重復3 次），常規(guī)法考種其結(jié)莢數(shù)、籽粒數(shù)及千粒重。實收2 m2計產(chǎn)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

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

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴素對紫云英不同花序位花數(shù)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(shù)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(shù)增幅最大，其基部、中部、頂部花序位花數(shù)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(shù)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(jié)莢數(shù)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(jié)莢數(shù)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(jié)莢數(shù)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(jié)莢數(shù)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(jié)莢、結(jié)實的影響

5個噴素處理的基部、中部、頂部花序位的結(jié)莢率均顯著高于對照（圖1），其中，PP333、BR、NCD 處理的結(jié)莢率顯著高于其他處理，三者之中，以NCD 處理結(jié)莢率最高，其基部、中部、頂部花序位結(jié)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(jié)實率均顯著高于對照（圖1），以NCD 處理莢果結(jié)實率最高，其基部、中部、頂部花序位莢果結(jié)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(jié)莢率、結(jié)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(shù)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(shù)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(shù)增加幅度最大，其基部、中部、頂部花序位籽粒數(shù)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(shù)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(chǎn)量及其構(gòu)成的影響

由表5 可看出，對于莢數(shù)，各噴施處理均顯著高于對照；對于單莢籽粒數(shù)，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(chǎn)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(chǎn)量及其構(gòu)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(shù)調(diào)控作物生長發(fā)育已成為實現(xiàn)高產(chǎn)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(fā)現(xiàn)，PP333可通過改變豆科牧草的種子產(chǎn)量構(gòu)成要素來提高其種子產(chǎn)量，但也有研究結(jié)果與其相反［25］。本研究結(jié)果表明，紫云英現(xiàn)蕾期葉面噴施PP333可通過增加結(jié)莢數(shù)、籽粒數(shù)來提高其種子產(chǎn)量，該研究結(jié)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(chǎn)量構(gòu)成要素來提高其種子產(chǎn)量的研究結(jié)論相一致，說明種子產(chǎn)量構(gòu)成要素的變化是生長調(diào)節(jié)劑調(diào)控豆科作物種子產(chǎn)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(shù)影響不顯著，但可顯著提高水稻千粒重和結(jié)實率，從而顯著提高水稻產(chǎn)量。BR 增產(chǎn)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(nèi)噴施BR 對油用牡丹籽粒產(chǎn)量沒有影響。本研究結(jié)果表明，現(xiàn)蕾期葉面噴施BR 可顯著促進紫云英莢數(shù)、千粒重和種子產(chǎn)量的增加，而對籽粒數(shù)影響不顯著。BR 對紫云英具有增產(chǎn)效應，這一結(jié)果與前人［26-28］在水稻、花生和小麥等農(nóng)作物上得出的研究結(jié)論相一致。BR 對紫云英千粒重的影響效果顯著而對籽粒數(shù)的影響不顯著，這一研究結(jié)果與褚世海等［26］的研究結(jié)論相一致。

張運紅等［30］研究指出，噴施AOS 可通過增加結(jié)果數(shù)和提高角果質(zhì)量來實現(xiàn)花生增產(chǎn)。本研究結(jié)果表明，噴施AOS 主要是通過增加結(jié)莢數(shù)和千粒重來提高紫云英種子產(chǎn)量，這一結(jié)果與張運紅等［30］研究結(jié)論基本一致。6-BA 在促進細胞分化、植株從營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化及誘導植物物質(zhì)積累與調(diào)運方面有重要作用［31］。本研究結(jié)果表明，現(xiàn)蕾期葉面噴施6-BA 可通過增加紫云英莢數(shù)和穗粒數(shù)來促進種子產(chǎn)量的增加。田艷云等［32］通過對小麥進行多種營養(yǎng)元素葉面噴施發(fā)現(xiàn)，多種營養(yǎng)元素與植物生長調(diào)節(jié)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(chǎn)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(yǎng)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(jié)果與田艷云等［32］研究結(jié)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?；ūＧv上。現(xiàn)蕾期，正是紫云英營養(yǎng)生長向生殖生長過渡的關(guān)鍵期，在生殖器官不斷出現(xiàn)、營養(yǎng)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(chǎn)物不能同時滿足營養(yǎng)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(nèi)養(yǎng)分供應不足或分配失調(diào)是造成花莢大量脫落的主要生理原因。本試驗結(jié)果表明，現(xiàn)蕾期葉面噴素處理可使紫云英不同花序位的花數(shù)、結(jié)莢數(shù)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(shù)的增加效果更加顯著。推測其原因為：1）現(xiàn)蕾期，葉面噴施調(diào)節(jié)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(zhì)，由于葉片所處部位不同，從而導致花序?qū)硬煌课煌锏墓c分配不一，由于上層花序?qū)犹幱谕镔|(zhì)積累更有利位置，進而出現(xiàn)上層花序的花、莢數(shù)增加更為顯著的現(xiàn)象；2）現(xiàn)蕾期正是紫云英花莢形成及發(fā)育的關(guān)鍵期，調(diào)節(jié)劑可能調(diào)控了花莢發(fā)育過程中不同花序?qū)拥娜~片和花莢內(nèi)源激素水平的變化，從而有利于不同層花序花莢發(fā)育與結(jié)實，進而促進花莢數(shù)增加。

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

4 結(jié)論

現(xiàn)蕾期，葉面噴施生長調(diào)節(jié)劑可顯著促進紫云英種子產(chǎn)量的增加，以NCD 作用效果最優(yōu)，其種子產(chǎn)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(chǎn)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。