曾榮清，李永松＃，周文卿，易鎮(zhèn)邪

(1衡陽縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，湖南 衡陽 421200；2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長沙 410128)

化學(xué)調(diào)控是調(diào)節(jié)作物生長發(fā)育與產(chǎn)量形成的一項(xiàng)重要栽培措施，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水稻生產(chǎn)上。大量研究[1－3]表明，化學(xué)調(diào)控能改善水稻生長發(fā)育，具有顯著增產(chǎn)效果。葉面噴施的化學(xué)調(diào)控劑可直接被葉片吸收，具有效率高、費(fèi)用低、見效快等優(yōu)點(diǎn)[4－5]。衡邵丘陵盆地是湖南省重要糧食主產(chǎn)區(qū)，常年糧食播種面積在167萬hm2左右，年產(chǎn)量超900萬t，占全省糧食總產(chǎn)量的30%以上[6－7]。但該地區(qū)水稻種植存在肥料利用率不高、后期脫肥早衰等問題。研究表明，化學(xué)調(diào)控劑可以彌補(bǔ)水稻生育中后期養(yǎng)分的缺失，成為土壤施肥的有效輔助措施[8]。還有研究[9－10]表明，化學(xué)調(diào)控劑通過增強(qiáng)作物的抗逆性、延緩葉片衰老和促進(jìn)成熟來提高作物產(chǎn)量。本試驗(yàn)以湘南雙季稻為研究對象，研究和比較分蘗期噴施兩種化學(xué)調(diào)控劑對水稻根系、葉片生理特性及產(chǎn)量的影響，旨在為湘南水稻高產(chǎn)栽培中化學(xué)調(diào)控劑的選用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

于2019和2020年的3月至10月在湖南省衡陽縣西渡鎮(zhèn)梅花村開展早、晚稻大田試驗(yàn)。試驗(yàn)田土壤pH及主要養(yǎng)分含量見表1，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。早稻品種為中嘉早17，屬秈型中熟常規(guī)早稻[11]；晚稻品種為盛泰優(yōu)018，屬秈型三系雜交中熟晚稻[12]。

表1 試驗(yàn)田土壤p H及主要養(yǎng)分含量Table 1 The p H value and main nutrients content of soil in experimental field

采用的化學(xué)調(diào)控劑為殼寡糖和胺鮮酯。殼寡糖由湖南得譯生物科技有限公司提供，具有促進(jìn)根系對養(yǎng)分的吸收、提高植物光合效率的作用。于返青后、分蘗盛期各噴施1次(60 g/hm2，兌水300 kg噴施)。胺鮮酯為東立信生物工程有限公司生產(chǎn)，具有提高作物光合效率、增強(qiáng)抗逆性的作用。于返青后、分蘗盛期各噴施1次(300 mL/hm2，兌水300 kg噴施)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)3個(gè)處理，分別為:清水對照(于返青后和分蘗盛期各噴施300 kg/hm2清水)、殼寡糖和胺鮮酯，分別記為C1、C2和C3。化學(xué)調(diào)控劑按照產(chǎn)品說明書使用，選擇晴朗無風(fēng)天下午17:00—18:00使用背負(fù)式電動(dòng)噴藥桶噴施。每個(gè)處理3次重復(fù)，小區(qū)面積20 m2(長5 m，寬4 m)，其中一半為測產(chǎn)區(qū)、一半為取樣區(qū)，每次取樣避開上次取樣點(diǎn)。各小區(qū)分別筑埂(寬40 cm，高30 cm)，用白色塑料薄膜包埂，單獨(dú)排灌。早晚稻各處理施肥量和肥料運(yùn)籌方式一致:600 kg/hm2復(fù)合肥(N－P2O5－K2O含量為15%－15%－15%)作基肥，于耕地前施入田間；150 kg/hm2尿素(N含量46%)為分蘗肥，于返青后施入。2019年，早稻3月25日播種，4月27日移栽，7月15日收割；晚稻6月21日播種，7月25日移栽，10月12日收割。2020年，早稻3月20日播種，4月26日移栽，7月12日收獲；晚稻6月20日播種，7月23日移栽，10月18日收獲。早、晚稻均為手工插植，株行距均為16.7 cm×20.0 cm，每穴2本。其他田間管理同當(dāng)?shù)卮筇铩?/p>

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 根系性狀

插秧時(shí)每小區(qū)埋入10個(gè)100目的尼龍網(wǎng)袋(規(guī)格:長20 cm，寬33.4 cm)，網(wǎng)袋中插植2穴基本苗相同的秧苗，供各關(guān)鍵生育期取樣。取樣時(shí)，每小區(qū)取2穴，先用流水沖洗，再用農(nóng)用壓縮噴霧器將根沖洗干凈，最后用吸水紙吸干根系表面水分。用量筒排水法測量根體積，將測量后的根系置于干燥箱105℃殺青30 min后，經(jīng)80℃烘干至恒重，用天平稱量根干質(zhì)量和冠層干質(zhì)量，計(jì)算根冠比。

1.3.2 葉片生理特性

于分蘗盛期選取倒二葉、孕穗期、齊穗期和灌漿中期隨機(jī)選取生長良好的水稻劍葉測定葉片生理特性指標(biāo)。超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定參照王學(xué)奎[13]的氮藍(lán)四唑(NBT)光化學(xué)還原法；丙二醛(MDA)含量的測定參照孔祥生等[14]的硫代巴比妥酸法。

1.3.3 產(chǎn)量性狀

成熟期每小區(qū)按5點(diǎn)取樣法調(diào)查100穴水稻的有效穗數(shù)，計(jì)算單穴平均有效穗數(shù)；每小區(qū)按平均有效穗數(shù)取樣5穴，考察每穗粒數(shù)、結(jié)實(shí)率和千粒質(zhì)量，計(jì)算理論產(chǎn)量；各小區(qū)隨機(jī)實(shí)收80穴(避免邊3行)，分收分曬，按13.5%的含水率折算實(shí)際產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)，采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化學(xué)調(diào)控對水稻根系特性的影響

2.1.1 化學(xué)調(diào)控對水稻根干質(zhì)量的影響

由表2可知，2019和2020年早、晚稻根干質(zhì)量均呈先增后降趨勢，齊穗期最大。2020年各處理早、晚稻的根干質(zhì)量均稍大于2019年各處理(晚稻齊穗期除外)。不同處理關(guān)鍵生育期的根干質(zhì)量無顯著差異，但均以C3處理(噴施胺鮮酯)最高，C2(噴施殼寡糖)與C1(噴施清水)無明顯規(guī)律。從齊穗期—成熟期根干質(zhì)量下降比例來看，2019和2020年早稻C3處理根干質(zhì)量降幅分別為12.50%和11.69%，低于C1(13.70%和12.02%)和C2(12.76%和12.08%)處理；晚稻C3處理根干質(zhì)量降幅分別為10.25%和7.61%，低于C1(10.92%和8.56%)和C2(11.28%和8.19%)處理。綜合兩年數(shù)據(jù)可知，與C1處理相比，C3處理可在一定程度上促進(jìn)水稻根干質(zhì)量增加，同時(shí)有助于生育中后期保持較高的根干質(zhì)量。

表2 各處理水稻的根干質(zhì)量Table 2 The dry root weight of rice under different treatments g·hill－1

2.1.2 化學(xué)調(diào)控對水稻根體積的影響

由表3可知，兩年早、晚稻根體積均隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈先增后減的趨勢，齊穗期最大。2020年早、晚稻各處理的根體積均稍大于2019年。不同處理關(guān)鍵生育期根體積無顯著差異，但均以C3處理最高，C2與C1無明顯規(guī)律。從齊穗期—成熟期根體積下降比例來看，2019年早稻C3處理根體積降幅為34.66%，低于C1(34.97%)和C2(35.17%)處理，2020年早稻C3處理根體積降幅為33.29%，低于C1(34.58%)，略高于C2(33.20%)處理。晚稻C3處理根體積降幅分別為33.16%和30.08%，低于C1(50.05%和30.83%)和C2(33.50%和30.88%)處理。綜合兩年數(shù)據(jù)可知，與C1處理相比，C3處理可在一定程度上促進(jìn)水稻根體積增大，同時(shí)有利于減緩生育中后期根體積的下降。

表3 各處理水稻的根體積Table 3 The root volume of rice under different treatments cm3·hill－1

2.1.3 化學(xué)調(diào)控對水稻根冠比的影響

由表4可知，兩年早、晚稻根冠比均隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈不斷下降的趨勢；兩年早稻孕穗期—成熟期根冠比均表現(xiàn)為C1>C2>C3，其中2019年各處理無顯著差異，2020年C1和C2處理顯著大于C3處理(P<0.05)，C1和C2處理無顯著差異。兩年晚稻關(guān)鍵生育期根冠比規(guī)律一致，即C1和C2處理顯著大于C3處理(P<0.05)，C1和C2處理無顯著差異。C3處理在根干質(zhì)量較大的情況下，根冠比卻較小，說明其冠層干質(zhì)量較大。綜合兩年數(shù)據(jù)可知，C3處理可有效促進(jìn)水稻冠層生長，從而造成根冠比較低，但2019年早稻根冠比差異不顯著，可能是因?yàn)?019年早稻生育期內(nèi)雨水較多，雨水的淋洗縮短了葉片對化學(xué)調(diào)控劑的吸收時(shí)間，從而導(dǎo)致不同處理間差異不顯著。

表4 各處理水稻的根冠比Table 4 The ratio of root and shoot of rice under different treatments

2.2 化學(xué)調(diào)控對水稻葉片生理特性的影響

2.2.1 化學(xué)調(diào)控對水稻葉片SOD活性的影響

由表5可知，兩年早、晚稻葉片SOD活性均隨生育進(jìn)程的推進(jìn)呈不斷增大趨勢；相同條件下，2020年葉片SOD活性高于2019年，晚稻葉片SOD活性高于早稻。2019年早稻孕穗期葉片SOD活性表現(xiàn)為C3>C2>C1，C3顯著大于C1(P<0.05)，C2與C1、C3均無顯著差異；2020年，早稻和晚稻均表現(xiàn)為C3和C2處理孕穗期葉片SOD活性顯著大于C1處理(P<0.05)，C3和C2處理無顯著差異；C3處理齊穗期和灌漿中期葉片SOD活性均顯著大于C1和C2處理(P<0.05)，C1和C2處理無顯著差異。綜合兩年數(shù)據(jù)可知，相較于C1處理，C3處理能夠明顯提升孕穗期—灌漿中期水稻葉片SOD活性；C2處理在孕穗期也表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)作用，但持續(xù)時(shí)間有限，在齊穗期則無顯著提升作用；2019年早稻孕穗期C2處理與C1處理無顯著差異，可能與生育期內(nèi)降水較多有關(guān)。因此，C2處理對水稻葉片SOD活性的促進(jìn)效果不如C3處理穩(wěn)定和持久。

表5 各處理水稻葉片的SOD活性Table 5 The SOD activity of rice leaves under different treatments U·g－1

2.2.2 化學(xué)調(diào)控對水稻葉片MDA含量的影響

由表6可知，兩年早、晚稻葉片MDA含量均隨生育進(jìn)程推進(jìn)呈不斷增大趨勢；相同條件下，2019年葉片MDA含量大于2020年，早稻葉片MDA含量大于晚稻。2019年和2020年不同生育期各處理葉片MDA含量均表現(xiàn)為C1和C2顯著大于C3處理(P<0.05)，C1、C2無顯著差異。2019和2020年早稻齊穗期—灌漿中期C3處理葉片MDA含量增幅分別為24.26%和35.42%，低于C1(28.54%和38.35%)和C2(28.02%和38.46%)處理，晚稻C3處理葉片MDA含量增幅分別為12.33%和25.27%，低于C1(13.73%和30.04%)和C2(14.61%和30.11%)處理。綜合兩年數(shù)據(jù)可知，相較于C1處理，C3處理能夠明顯降低水稻孕穗期—灌漿中期葉片MDA含量，同時(shí)能夠有效降低生育中后期葉片MDA含量的增長幅度，C2處理則無明顯作用。

表6 各處理水稻葉片的MDA含量Table 6 The MDA content in leaves of rice under different treatments μmol·g－1

2.3 化學(xué)調(diào)控對水稻產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

由表7可知，兩年早、晚稻實(shí)際產(chǎn)量和理論產(chǎn)量均表現(xiàn)相同規(guī)律，即C3顯著高于C2和C1處理(P<0.05)，C2和C1處理無顯著差異。相同條件下，2020年產(chǎn)量高于2019年，晚稻產(chǎn)量高于早稻。2019和2020年早稻C3處理實(shí)際產(chǎn)量分別為6.50 t/hm2和6.61 t/hm2，分別比C1處理高7.62%和8.36%，比C2處理高6.21%和6.27%；2019和2020年晚稻C3處理實(shí)際產(chǎn)量分別為7.75 t/hm2和7.81 t/hm2，分別比C1處理高10.87%和9.69%，比C2處理高8.85%和7.43%。

表7 各處理水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素Table 7 The yield and its components of rice under different treatments

從有效穗數(shù)來看，兩年早、晚稻均表現(xiàn)為C3>C2>C1，其中C3處理顯著大于C2和C1處理(P<0.05)，C2和C1處理無顯著差異；2019和2020年早稻C3處理有效穗數(shù)分別為283.77×104/hm2和298.63×104/hm2，分別比C1處理高7.59%和5.79%，比C2處理高6.40%和4.73%；2019和2020年晚稻C3處理有效穗數(shù)分別為373.02×104/hm2和368.07×104/hm2，分別比C1處理高10.39%和13.93%，比C2處理高8.01%和8.29%。從每穗粒數(shù)來看，兩年早、晚稻均為C1>C2>C3；2019年早稻各處理無顯著差異，2020年早稻C1和C2處理接近，顯著大于C3處理(P<0.05)；2019年晚稻C1和C2處理接近，顯著大于C3處理(P<0.05)，2020年晚稻C1處理顯著大于C2和C3處理(P<0.05)，C2和C3處理無顯著差異。從結(jié)實(shí)率來看，兩年早、晚稻均為C3>C2>C1；早稻2019年各處理無顯著差異，2020年C3處理顯著大于C1處理，C2處理與C3和C1處理均無顯著差異；晚稻2019年C3處理顯著大于C1和C2處理，C1和C2處理無顯著差異，2020年C3處理顯著大于C1處理，C2處理與C3、C1處理均無顯著差異。各處理千粒質(zhì)量無明顯規(guī)律，也無顯著差異。

綜合兩年試驗(yàn)結(jié)果，與C1處理相比，C3處理可顯著提高產(chǎn)量，增產(chǎn)的原因是有效穗數(shù)和結(jié)實(shí)率較高，C2處理增產(chǎn)效果不明顯。

3 討論

3.1 化學(xué)調(diào)控對水稻根系特性的影響

研究[15－17]發(fā)現(xiàn)，相較于空白對照，適量的化學(xué)調(diào)控劑能顯著提高水稻根系形態(tài)指標(biāo)(根量、根干質(zhì)量、根鮮質(zhì)量、根長、根直徑、根冠比、根體積和根表面積等)和生理指標(biāo)(根系活力、根系傷流液、根系分泌物和根系激素等)。梁喜龍等[15]研究指出，運(yùn)用烯效唑與胺鮮酯復(fù)配浸種后，水稻秧苗在單根長縮短的情況下，通過增加根數(shù)來提高水稻秧苗總根長與根體積。張子龍等[16]研究指出，不同質(zhì)量濃度的胺鮮酯浸種處理后，水稻幼苗根系活力呈現(xiàn)低質(zhì)量濃度促進(jìn)、高質(zhì)量濃度抑制的規(guī)律性變化。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與對照相比，分蘗期噴施兩次胺鮮酯可在一定程度上促進(jìn)水稻根干質(zhì)量和根體積的增大，但未達(dá)到顯著性差異水平；胺鮮酯處理水稻根冠比較小，原因是水稻冠層干質(zhì)量增加的比例更大，從而在根干質(zhì)量稍大的情況下根冠比較??；而殼寡糖處理與對照無顯著差異。

3.2 化學(xué)調(diào)控對水稻葉片生理特性的影響

較高的保護(hù)酶活性可有效防止葉片產(chǎn)生的氧化物質(zhì)對細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，保證水稻正常灌漿結(jié)實(shí)[18]，主要包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等。SOD先將超氧離子轉(zhuǎn)化為毒性較低的H2O2，隨后由POD和CAT等將H2O2分解為無毒的H2O和O2，從而阻止植物體內(nèi)有害物質(zhì)積累，起到保護(hù)作用[19]。前人研究[15－16，20]表明，胺鮮酯具有增加可溶性糖含量及葉片葉綠素含量、增強(qiáng)SOD、POD和CAT活性、提高水稻抗逆性、延緩水稻衰老等作用。

梁穎[20]指出，1～10μg/L的二烷氨基乙醇羧酸酯(DA－6)浸種處理的水稻SOD活性、CAT活性和MDA含量分別比對照組高14.77%～37.94%、10.23%～22.75%和4.13%～6.98%。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，噴施胺鮮酯顯著提高了孕穗期—灌漿中期水稻葉片SOD活性，降低了葉片MDA含量，同時(shí)能夠有效降低生育中后期葉片MDA含量的增長幅度。這與梁穎[20]的研究結(jié)果基本一致。

前人研究[21－23]表明，殼寡糖溶液浸種處理能夠顯著減少低溫下水稻幼苗葉綠素含量的降低幅度，使光合作用維持在較高水平，從而提高水稻幼苗的抗冷性。本試驗(yàn)中殼寡糖對水稻葉片保護(hù)酶活性無顯著影響，可能與試驗(yàn)地點(diǎn)和參試品種等因素不同有關(guān)。

3.3 化學(xué)調(diào)控對水稻產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

化學(xué)調(diào)控劑可提高根系對養(yǎng)分的吸收利用，進(jìn)而增加水稻葉面積指數(shù)，提高光合速率，增強(qiáng)水稻保護(hù)酶活性和自身免疫力，從而促進(jìn)水稻的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)[16－17]。徐偉松等[24]和吳挺[25]研究發(fā)現(xiàn)，1.6%胺鮮酯水劑可顯著改善水稻的產(chǎn)量構(gòu)成因素，提高產(chǎn)量7.89%～11.43%。本試驗(yàn)中，噴施胺鮮酯能夠提高水稻產(chǎn)量，兩年早稻平均產(chǎn)量為6.56 t/hm2，比對照增產(chǎn)8.07%，兩年晚稻平均產(chǎn)量為7.78 t/hm2，比對照增產(chǎn)10.20%，原因?yàn)樘岣吡擞行霐?shù)和結(jié)實(shí)率。

4 結(jié)論

返青后和分蘗盛期各噴施1次胺鮮酯可顯著提高孕穗期—灌漿中期水稻葉片SOD活性、降低葉片MDA含量，促進(jìn)水稻較好地協(xié)調(diào)產(chǎn)量構(gòu)成因素間的關(guān)系，從而提高產(chǎn)量，可在湘南地區(qū)推廣應(yīng)用。