烯效唑对谷子幼苗期生长和生理特性的影响探究

2019-12-16刘思辰曹晓宁王海岗王君杰陈凌乔治军

南方农业·下旬 2019年8期

刘思辰　曹晓宁　王海岗　王君杰　陈凌　乔治军

摘要以谷子品种晋谷21号为试验材料，采用不同浓度的烯效唑浸种处理，研究其对谷子幼苗生长及生理特性的影响。结果表明，烯效唑浸种处理可显著降低谷子幼苗植株高度和MDA浓度，显著提高谷子幼苗叶片中SOD和POD活性，增加叶绿素含量。综合比较不同浓度烯效唑浸种处理后谷子幼苗生长及生理特性，以浓度

20 mg·L-1烯效唑浸种处理的效果最佳。

关键词烯效唑;浸种处理;谷子;幼苗生长;生理特性

中图分类号：S515 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.062

谷子（Setaria italica）属于禾本科植物，又称“粟”，去壳后称为小米，是起源于我国的一种古老粮食作物，也是我国北方地区的主要粮食作物之一。谷子具有营养丰富均衡、抗旱节水、高光效、耐储存、粮草兼用的特点，作为北方重要的旱作作物，提高其产量对保障粮食安全、促进农村经济发展均具有重要意义[1]。谷子一般播种密度大，植株较高，抽穗灌浆遇高温雨水易发生倒伏，影响谷子光合作用，进而影响籽粒灌浆，不仅严重影响产量，还会降低营养品质和商品价值[2-4]。如何降低株高，培育壮苗，提高谷子的抗倒伏能力是谷子产量和品质提高的关键，也是旱地谷子生产急需解决的问题。

植物生长调节剂可以通过调控内源激素含量来影响植株的生长发育。已有研究表明，作物茎秆的抗倒伏能力与茎秆的形态特性和株高有密切联系，株高越低，植物的抗折力和抗倒伏能力越强[4-5]。化学调控技术成为降低植株高度、培育壮苗的一个重要选择。烯效唑是调控效果明显的一种延缓剂[6]，具有高效、低毒、低残留的特点。大量研究表明，烯效唑浸种可以使幼苗矮壮多蘖，改变植株体内激素平衡，促进根系发育，提高叶绿素含量，已被广泛应用于多种农作物的壮苗培育[7]。此外，烯效唑浸种还具有提高叶绿素含量、缓解膜脂过氧化程度、降低丙二醛（MDA）含量、增加超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性及提高植物抗逆性等作用[8-11]。

以山西主栽品种晋谷21号为试验材料，设置不同浓度的烯效唑浸种处理，研究烯效唑浸种对谷子幼苗形态和生理生化指标的影响，筛选出适宜谷子浸种的烯效唑浓度，为谷子的生产提供理论指导。

1 材料与方法

试验在光照培养箱中进行，供试谷子品种为晋谷21号，供试药剂烯效唑为四川国光农化有限公司生产的可湿性粉剂。

1.1 试验设计

试验采用烯效唑浸种处理，共设5 mg·L-1（A1）、10 mg·L-1（A2）和20 mg·L-1（A3）3个浓度，清水浸种为对照（CK）。将谷子种子用蒸馏水洗净，用配好的各浓度的烯效唑溶液进行浸种，种子与烯效唑药液的质量比为1∶2，浸种时间8 h，浸种后将种子播种于营养钵内。每个处理共设3次重复。

1.2 取样方法与测定指标

在出苗后20 d取样，测定形态指标和生理指标。

生理指标有地上部株高、叶绿素含量（叶绿素a和叶绿素b）、SOD、POD、丙二醛（MDA）等指标。取样部位为新生的定型绿叶，取样剪碎混匀后称样，每个样品0.5 g，用样品袋装好放入液氮中速冻1～2 min，然后置于-80 ℃冰箱中保存待测相关生理指标。采用分光光度法测叶绿素含量;核黄素法测定SOD活性;愈创木酚比色法测定POD活性;硫代巴比妥酸法测定丙二醛（MDA）含量。

2 结果与分析

2.1 烯效唑浸种对谷子株高的影响

株高是反映作物生长发育状况的重要指标。由图1可以看出，不同浓度的烯效唑浸种可以对谷子幼苗株高产生显著影响，并随着浓度的增加株高逐渐降低。烯效唑浸种显著降低谷子的株高，A3处理株高最低，只有11.22 cm;CK处理最高，达到20.26 cm。

2.2 烯效唑浸种对谷子SOD活性和POD活性的影响

SOD和POD是广泛存在于植物体中的氧化还原酶，常作为植物抗逆境胁迫的重要指标。从表1可以看出，烯效唑浸种处理后可明显提高谷子的SOD活性，且随着烯效唑浓度的增加呈现出先上升后下降的变化趋势，其中A2处理SOD活性最高。烯效唑浸種处理还可显著提高谷子的POD活性，各处理分别较CK提高29.90%、27.69%和30.47%，其中A3处理POD活性最高。

2.3 烯效唑浸种对谷子丙二醛含量的影响

MDA是膜脂过氧化的产物，MDA含量可直接反映植物生物膜受伤害程度。烯效唑可以对谷子的丙二醛含量产生显著影响（图2），并且随烯效唑浓度的增加，谷子丙二醛含量呈现出先下降后上升的变化趋势，其中以A2处理的降低效果最好，降低20.10%，由图可知，各处理降低谷子体内丙二醛含量的表现为A2>A3>A1。

2.4 烯效唑浸种对叶绿素含量的影响

叶绿素含量的高低可直接反映作物光能利用率，影响作物产量形成。从表2可以看出，不同浓度烯效唑处理的谷子叶绿素含量均高于对照组，说明烯效唑可提高谷子叶片中叶绿素的含量。随着处理浓度的增加，烯效唑浸种处理后谷子叶绿素a含量的增长量大小为为A3>A2>A1;谷子中叶绿素b含量以及总叶绿素含量也得到相同的结果。其中A3处理中叶绿素a和叶绿素b分别较CK提高60.77%和59.35%。说明烯效唑的使用有利于提高谷子叶片的叶绿素含量，进而有利于提高叶片的光合作用。

3 结论与讨论

倒伏影响作物的产量和品质，是目前谷子生产中面临的一个严峻问题。大量研究表明，烯效唑处理能明显降低株高。关于烯效唑浸种的最适浓度，因作物不同而有所区别：小麦最适浓度为15 mg·L-1，高粱为5 mg·L-1，红小豆为20 mg·L-1，糜子为100～200 mg·L-1，水稻为5 mg·L-1，玉米为45～60 mg·L-1。通过对谷子进行相关试验，结果表明，20 mg·L-1烯效唑浸种处理效果最好，能够有效降低株高，起到壮杆作用，降低后期倒伏风险，可用于谷子实际生产。

叶绿素是植物光合作用的基础，是反映叶片光合能力的重要指标，其含量与光合速率呈正相关。研究结果表明，经烯效唑浸种处理的谷子幼苗叶片中叶绿素、叶绿素a和叶绿素b的含量均增加，说明烯效唑浸种处理可提高光合作用效率。

综合分析上述实验结果表明，适当浓度的烯效唑浸种，可有效降低谷子幼苗高度，提高幼苗叶绿素含量，提高POD和SOD活性，降低MDA活性，达到壮苗抗逆的综合效果。

参考文献：

[1] 赵海云.山西省谷子生产及其产业化开发[A].第四届中国杂粮产业发展论坛论文集[C].2007.

[2] 田伯红.禾谷类作物抗倒伏性的研究方法与谷子抗倒伏评价[J].植物遗传资源学报，2013，14（2）：265-269.

[3] 丁貴江，栾素荣，王艳芝，等.北方春谷区谷子倒伏的原因及对策[J].粮食作物，2013（11）：167-168.

[4] 张忠旭，陈温福，杨振玉，等.水稻抗倒伏能力与茎秆物理性状的关系及其对产量的影响[J].沈阳农业大学学报，1999，30（2）：55-81.

[5] 李荣田，姜廷波，秋太权，等.水稻倒伏对产量影响及倒伏和株高关系的研究[J].黑龙江农业科学，1996（1）：13-17.

[6] 姚雄，任万军，杨文钰，等.烯效唑对水稻种子萌发及秧苗生长的影响术[J].作物杂志，2008（1）：75-78.

[7] 潘瑞炽.植物生长延缓剂的生化效应[J].植物生理学通讯，1996，32（3）：161-168.

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