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矮壮素对藜麦抗倒伏的影响

2020-07-14郭建芳武小平韩云丽王世荣贾新宇

山西农业科学 2020年7期
关键词:矮壮素根冠茎秆

郭建芳,武小平,丁 健,韩云丽,王世荣,贾新宇

(山西农业大学玉米研究所,山西忻州034000)

藜麦是我国杂粮作物之一,具有营养价值高、营养全面、抗旱耐脊、饲草并用等特征。在人们生活质量提高时,对餐桌种类和膳食结构也提出了更高的要求,杂粮越来越受人们的欢迎,而藜麦更受人们的青睐[1-2]。藜麦倒伏现象每年不同程度均有发生,严重影响藜麦的产量和品质,给藜麦生产带来负面影响。降低倒伏是种植藜麦的重要目标之一。多数研究结果表明,植株较矮,重心高度低,基部节间粗短,茎壁厚,单位节间长度干物质含量高有利于抗倒[3-7]。研究还认为,喷施植物生长调节剂可以使株高降低,茎秆增粗,单位面积倒伏植株数下降,达到增产增收[8-9]。

笔者在系统查阅相关资料的基础上,研究了喷施不同浓度矮壮素对藜麦节间、株高、茎秆抗折力、产量的影响,旨在为藜麦生产提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验于2019 年在山西省忻州市静乐县娑婆乡娑婆村进行。试验地位于38°20′~38°30′N,112°09′~112°24′E,海拔1 500 m,属于北温带高原季风气候,年降雨量300~450 mm,昼夜温差大。土壤为褐壤土,肥力中等,地力均匀,前茬作物为玉米。

1.2 试验材料

供试藜麦为静藜1 号,平均株高220 cm,为易倒伏藜麦品种之一。

供试药剂为国光抑灵矮壮素(有效成分含量50%,水剂),购买于市场。

1.3 试验方法

试验共设5 个矮壮素浓度处理,分别为0.25%(A1)、0.50%(A2)、0.75%(A3)、1.00%(A4)、1.25%(A5)。采用随机区组设计,小区面积为40 m2,3 次重复。藜麦于2019 年5 月19 日播种,机播。根据当地生产习惯确定留苗密度,基本苗为8.25 万~9.00 万株/hm2。矮壮素于2019 年7 月12 日开始不同浓度喷施,在早上或下午每隔5~7 d 喷一次(有利于植株对药剂的有效吸收),进行4~5 次的叶面喷施。使用推拉力计在不同生育时期进行茎杆抗折力测量,在各时期进行节间长度和株高测量,并对倒伏株数进行统计。

1.4 数据分析

采用Excel 和DPS 对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦植株茎秆形态特征的影响

由表1 可知,随着矮壮素喷施浓度增加,藜麦株高显著降低,在A4、A5 处理下,株高降低显著,且基部(1+2)节间占节间总长度的比例分别为26.3%和27.1%。

表1 不同处理下藜麦株高和节间长度变化

2.2 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦群体倒伏时期的影响

从表2 可以看出,同一处理不同生育时期倒伏程度不同,随着群体生育时期的变化,倒伏程度呈加重趋势,表明藜麦植株的抗倒伏能力随着生育期而下降,成熟期倒伏比例达到最大,这可能是由于生育后期植株自然衰老,茎秆半纤维素和结构性碳水化合物含量均降低,活力下降,导致抗倒能力减弱,田间倒伏风险上升。

表2 不同处理下藜麦群体倒伏动态变化

2.3 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦茎秆抗折力和抗倒伏指数的影响

从表3 可以看出,不同生育时期,茎秆基部折受力不同,但基部折受力都是从花序期开始,在欲熟期达到最大,但到了成熟期,茎秆折受力又显著下降。不同浓度的矮壮素喷洒藜麦植株后,各生育期茎秆折受力提高显著,尤其在欲熟期,抗折力增加2.42~4.88 倍,表明矮壮素能够增强茎秆机械强度,且在A4、A5 处理下作用效果更明显。

表3 不同处理下藜麦不同生育时期茎秆抗折力和茎秆抗倒伏指数变化

抗倒伏指数是节间抗折力、植株重心高度、果穗鲜质量、机械组织厚度、株高等的综合表现,抗倒伏指数越高,说明作物茎秆抵御外界能力越强,抗倒能力随之增强,反之,抗倒指数越低,作物茎秆抵御外界能力减弱,抗倒能力削减,这可作为衡量和评价作物倒伏的一个重要指标[10-12]。由表3 还可知,茎秆抗倒伏指数均在成熟期最小,说明藜麦倒伏最容易发生在成熟期。随着矮壮素浓度的增加,成熟期抗倒伏指数逐渐增大,从而发生的倒伏概率明显下降,倒伏程度也相应减弱。喷洒矮壮素可以增强植株茎秆韧性,提高植株的抗倒伏能力。

2.4 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦倒伏表现率和产量的影响

从表4 可以看出,随着矮壮素浓度的增加,倒伏表现率逐渐降低。处理A4 和A5 降低显著,比处理A1、A2 和A3 分别减少14%~19%和9%~15%。表明喷施较高浓度的矮壮素可以有效降低倒伏株数,提高有效鲜穗数,从而达到增产。

表4 不同处理下藜麦倒伏表现率和产量变化

2.5 喷洒不同浓度矮壮素对藜麦茎秆直径和根冠直径的影响

从表5 可以看出,不同处理群体茎秆直径和根冠直径存在一定差异。随着矮壮素浓度的增加,茎秆直径和根冠直径呈增强趋势,处理A4、A5 较高。这表明喷施高浓度的矮壮素,在植物生长过程中,药剂可抑制其生理生长,茎秆相对增粗,而且植株吸收光合作用及外界养料后,又输送到了根部,有效增加了根冠的数量和体积,从而增加了根冠的“抓地”能力。在植株茎秆的机械强度大于外界拉力时,有抗倒性。喷施矮壮素,可以使植株茎秆和根冠相对增粗,韧性相对增大,抗倒能力增强,倒伏风险减小。

表5 不同处理下藜麦茎秆直径和根冠直径变化 cm

3 结论与讨论

研究表明,生物体高度影响茎秆抗折力,抗折力影响倒伏,降低株高可以提高植株的抗倒性[13-15]。有资料显示,株高、重心高度、茎秆粗度、茎壁厚度、茎秆干质量、叶鞘干质量、单位节间干质量、节间基部至穗顶的长度和鲜质量及弯曲力矩也都可以影响抗倒性[16-19]。本研究表明,不同浓度的矮壮素处理下,藜麦株高为190.5~218.4 cm,发生倒伏概率较大。而且株高越高,倒伏概率越大,适当降低株高,重心高度也会相应降低,有利于增强抗倒性。生育后期,植株衰老,根系活性下降,水分和养分吸收困难,叶片活性下降,光合能力降低,穗质量增加至最大,茎秆物质分解,水分丧失,茎秆强度下降,倒伏风险加大。本研究也表明,A4 和A5 处理喷施效果较好,可以缓解倒伏症状,降低生产风险。是否可以再增加浓度,有待进一步试验研究。

郭玉明等[20]将抗倒指数定为作物抗倒伏能力的综合形态指标,其是抗折力与茎秆机械强度和重心高度之比。杨长明等[21]也将抗倒伏指数定为水稻茎秆倒伏性能的评价指标,其是重心高度和地上部鲜质量与茎秆抗折力之比。研究表明,反映茎秆特征的重要指标之一是茎秆抗折力[22]。采用推拉力计测量,其值大于20 N 时,茎秆机械强,韧性高,抗倒伏指数与茎秆抗折力成正比,因此,可将其作为藜麦茎秆抗倒伏性的重要评价指标。本研究表明,在藜麦生产实践中,生长初期保水,生长后期排水,土肥结合,喷洒浓度为1.00%~1.25%以上矮壮素,是实现壮秆、矮株,抗倒高产的技术前提。

资料显示,作物生育后期和生理成熟后的倒伏问题受基因型、环境和措施的共同作用,是一个复杂的过程[23]。藜麦的相关研究较为薄弱,国内外关注不够,制约了藜麦产业的推广和发展。今后需要加强倒伏问题相关理论基础研究,通过品种创制、栽培调控及因地种植改善生育后期藜麦的抗倒伏能力[24-25],并组织开展系统攻关,为种质资源收集、创制、栽培提供理论依据。

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