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烯效唑和亚硫酸氢钠对大豆产量及主要农艺性状的影响

2022-02-10汪嫒嫒邓军波

湖北农业科学 2022年24期
关键词:亚硫酸氢钠烯效唑粒数

汪嫒嫒,杨 芳,何 念,刘 歆,陈 艳,陈 勇,邓军波

(荆门(中国农谷)农业科学研究院,湖北 荆门 448000)

大豆[Glycinemax(L.)Merr.]是中国重要的粮食作物、经济作物,也是油脂、蛋白质等物质的重要来源以及食品、饲料等多种加工业的原料[1],随着中国经济的发展和人民生活水平的提高,大豆供求矛盾日益突出[1,2],欲解决自足,必须要提高大豆单产和扩大种植面积[3]。目前扩大大豆种植面积的潜力有限,而提高大豆单产还有很大空间和潜力[1]。在大豆生产中,适当使用生长调节剂可有效调控大豆生长发育状况,从而调整大豆产量构成因素达到增产的目的[4]。烯效唑(Uniconazole),简称S3307,是一种广谱、高效、低毒、低残留的生长延缓剂[5,6],常被用来调控作物的生长发育,有增加作物产量、提高抗逆性等作用[7,8]。亚硫酸氢钠是一种植物光呼吸抑制剂,在一定浓度下喷施能提高植物的光合速率,提高产量和品质[9,10]。这2种生长调节剂单一处理施用的研究很多,但复合施用对大豆增产效应的报道不多。本试验通过不同浓度的烯效唑和亚硫酸氢钠处理,分析研究烯效唑和亚硫酸氢钠对大豆农艺性状及产量的影响,筛选出最佳组合,为提高大豆产量提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用早熟春大豆品种鄂豆8号作为试验材料。试验药剂亚硫酸氢钠为分析纯试剂,天津市科密欧化学试剂有限公司生产;烯效唑为5%可湿性粉剂,四川润尔科技有限公司产品。

1.2 试验设计

试验于2021年在荆门(中国农谷)农业科学研究 院 团 林 镇 双 碑 试 验 基 地(112°11′31″E,30°52′29″N)进行。试验地的土壤类型为黏土,肥力中等,地势平坦。

采用随机区组设计,3次重复。烯效唑(A)和亚硫酸氢钠(B)2种药剂处理,每个处理设置3个浓度梯度,各处理编号和浓度如表1所示。AB组合共9个试验处理,即A1B1(CK)、A1B2、A1B3、A2B1、A2B2、A2B3、A3B1、A3B2、A3B3。

表1 试验处理编号和浓度

大豆初花期进行喷施,用水量225 L/hm2。试验小区面积10.8 m2,9行区,行长3.0 m,行距0.4 m,株距0.1 m,收获时割去边行边株,取中间7行计产,计产行长2.5 m,计产面积7 m2。试验地周边设保护行。田间管理同常规生产田。收获前对各小区中间取连续的10株进行考种。

1.3 测定项目与方法

记录大豆主要生育时期,调查株高、底荚高度、主茎节数、有效分枝数、单株有效荚数、单株粒数、单株粒重、百粒重、单株产量等农艺性状。考种标准和田间记载参考《大豆种质资源描述规范和数据标准》[11]。

1.4 数据分析

运用Excel 2010以及DPS 7.05软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度烯效唑对大豆产量及农艺性状的影响

2.1.1 不同浓度烯效唑对大豆产量及产量构成因素的影响 由表2可知,烯效唑在0~200 mg/L的喷施浓度下,随着浓度的升高,大豆的产量呈先上升后下降的变化趋势,在100 mg/L浓度处理下平均产量最高,达2660.5kg/hm2。比A1处理的产量高66.3kg/hm2,增幅为2.6%,比A3处理的产量高44.0 kg/hm2,增幅1.7%,A3处理的产量比A1处理的产量高22.3 kg/hm2,A1处理的产量最低,为2 594.2 kg/hm2。在产量构成因素上,单株有效荚数和单株粒数随着烯效唑浓度的升高呈递增趋势,在200 mg/L浓度处理下最高;单株粒重则表现为先上升后下降的变化趋势,在100 mg/L浓度处理下最高,而百粒重逐渐减小。在3种不同浓度烯效唑处理下大豆产量及产量构成因素的差异均未达到显著水平。

表2 不同浓度烯效唑对大豆产量及产量构成因素的影响

2.1.2 不同浓度烯效唑对大豆农艺性状的影响 由表3可知,烯效唑的施用浓度从0 mg/L增加到100 mg/L时,株高、底荚高度、主茎节数有不同程度的下降,而有效分枝数平均增加了0.5个,增幅为25.0%。烯效唑的施用浓度从100 mg/L增加到200 mg/L时,底荚高度、主茎节数又有不同程度的上升,生育期缩短1 d,有效分枝数没有增加。

表3 不同浓度烯效唑对大豆主要农艺性状的影响

2.2 不同浓度亚硫酸氢钠对大豆产量及农艺性状的影响

2.2.1 不同浓度亚硫酸氢钠对大豆产量及产量构成因素的影响 由表4可知,亚硫酸氢钠在0~200 mg/L的喷施浓度下,大豆的产量随着浓度的升高而升高。在200 mg/L处理下大豆产量最高,达2 901.1 kg/hm2,比B2处理的产量高100.8 kg/hm2,增幅为3.6%;相较于B1处理增产306.9 kg/hm2,增幅为11.8%。B2处理的产量比B1处理增产206.1 kg/hm2,增幅为7.9%。B2、B3处理与B1处理在产量上达到显著差异。在产量构成因素的分析上可以看出,随着亚硫酸氢钠的喷施浓度的增加,单株有效荚数、单株粒数及单株粒重都有不同程度的增加,均在B3处理下最高,在B1处理下最低,而这两组处理的单株有效荚数和单株粒数的差异达到显著水平;与对照(B1)相比,B3处理的单株有效荚数增加11.4个,增加38.0%,单株粒数增加26.8粒,增加49.2%,单株粒重增加3.8 g,增加32.2%;对百粒重的影响较小。

表4 不同浓度亚硫酸氢钠对大豆产量及产量构成因素的影响

2.2.2 不同浓度亚硫酸氢钠对大豆农艺性状的影响 由表5可知,亚硫酸氢钠的施用浓度从0 mg/L增加到100 mg/L时,株高、主茎节数有不同程度的下降,有效分枝数和底荚高度则有不同程度的增加,其中有效分枝数平均增加了0.5个,增幅为25.0%;喷施浓度从100 mg/L增加到200 mg/L时,株高、底荚高度有所下降,主茎节数和有效分枝数却呈上升趋势。生育期随着亚硫酸氢钠浓度的增加而缩短,其中B3处理生育期最短,为81 d,比B1处理缩短3 d;有效分枝数随着亚硫酸氢钠浓度的增加而增加,B3处理有效分枝数最多,比B1处理平均增加了0.6个,增加30%。

表5 不同浓度亚硫酸氢钠对大豆主要农艺性状的影响

2.3 烯效唑和亚硫酸氢钠互作对大豆产量及农艺性状的影响

2.3.1 烯效唑和亚硫酸氢钠互作对大豆产量的影响 将A、B 2个不同浓度处理的大豆产量进行方差分析,由表6可知,亚硫酸氢钠对大豆产量有极显著影响,但烯效唑处理及烯效唑与亚硫酸氢钠2种调节剂的互作对大豆产量的影响均未达到显著水平。将各区组的小区产量进行方差分析,由表7可知,A2B3处理产量最高,为2971.9 kg/hm2,与A1B2、A3B3、A3B2、A2B1、A3B1及A1B1处理的产量差异达到显著水平,与A2B1、A3B1、A1B1处理的产量差异达到极显著水平,A1B1(CK)处理的产量最低,为2 594.2 kg/hm2。

表6 不同浓度烯效唑和亚硫酸氢钠对大豆产量影响的方差分析

表7 烯效唑和亚硫酸氢钠处理组合对大豆产量的方差分析(LSD法)

2.3.2 烯效唑与亚硫酸氢钠互作对大豆主要农艺性状的影响 由表8可知,不同浓度烯效唑和亚硫酸氢钠处理对大豆均可起到增产作用,与对照相比,各处理每公顷增产22.3~377.7 kg,以100 mg/L的烯效唑+200 mg/L的亚硫酸氢钠(A2B3)处理的平均产量最高,比对照增产14.6%,比单独施用100 mg/L的烯效唑的处理(A2B1)增产311.4 kg/hm2,增加11.7%,比单独施用200 mg/L的亚硫酸氢钠(A1B3)处理增产70.8 kg/hm2,增加2.4%。在200 mg/L浓度烯效唑(A3B1)处理下大豆植株最矮,与对照相比降幅为8.4%;底荚高度在100 mg/L烯效唑+100 mg/L亚硫酸氢钠(A2B2)处理下最高,相比对照提高了58.5%;主茎节数、有效分枝数和单株有效荚数在100 mg/L烯效唑+200 mg/L亚硫酸氢钠(A2B3)处理下最高,单株粒数和单株粒重在200 mg/L亚硫酸氢钠(A1B3)处理下最高。除了200 mg/L烯效唑+200 mg/L亚硫酸氢钠(A3B3)处理外,其他各处理与对照相比,有效分枝数增加0~0.7个,增幅为0~35.0%。通过产量构成因素的分析可以看出,各处理相较于对照在单株有效荚数、单株粒数和单株粒重上都有不同程度的增加。其中,单株有效荚数增加1.1~11.9个,增幅为3.7%~39.7%;单株粒数增加10.8~26.8粒,增幅为19.8%~49.2%;单 株 粒 重 增 加0.1~3.8 g,增 幅 为0.8%~32.2%;百粒重变化不大,受影响较小。

表8 烯效唑和亚硫酸氢钠处理组合对大豆主要农艺性状的影响

3 小结与讨论

通过不同浓度烯效唑和亚硫酸氢钠喷施处理试验,结果表明,在0~200 mg/L烯效唑处理下,大豆产量在100 mg/L处理下最高,不同浓度烯效唑处理间的产量差异未达到显著水平;而在0~200 mg/L亚硫酸氢钠处理下,以200 mg/L处理下大豆产量最高,不同浓度亚硫酸氢钠处理间的产量差异达到显著水平。不同浓度的烯效唑处理增产效果不同,不是浓度越高增产效果越好[12]。经过烯效唑处理的大豆植株形态表现基本一致,都表现为植株株高降低、茎粗增加[12-15],但在产量增加效应上有差异[13],有的表现在增加单株粒数和百粒重[15],有的表现在增加单株荚数[12]。在本试验中施用烯效唑,大豆植株株高降低,有效分枝数增加,增幅为25.0%,产量相关性状表现为单株有效荚数、单株粒数、单株粒重都有不同程度的增加,与前人的研究结论基本一致[15,16];而施用亚硫酸氢钠,大豆生育期缩短,有效分枝数比对照最高增加了30.0%,200 mg/L亚硫酸氢钠处理单株粒数和单株粒重最高。在产量分析上,可以看出烯效唑和亚硫酸氢钠对大豆都有增产效果,这与张春初等[12]、滕康开等[15]、闫艳红等[17]、汪洋等[18]的研究结果一致。通过产量构成因素的分析可以看出,各处理相较于对照在单株有效荚数、单株粒数和单株粒重上都有不同程度的增加,与产量表现一致。

亚硫酸氢钠提高作物产量的研究很多,有人认为是通过抑制作物光呼吸而提高光合速率[19],而陈功楷等[9]、谭实等[20]的研究表明,亚硫酸氢钠在提高作物光合速率的同时光呼吸速率也在提高,对C3作物的光合促进影响与电子传递过程有关[9],而这些研究都离不开对亚硫酸氢钠浓度试验的研究,即低浓度的亚硫酸氢钠促进光合作用[21,22],高浓度的亚硫酸氢钠抑制光合作用[23]。本试验设置3个浓度梯度,结果表明,200 mg/L的亚硫酸氢钠处理通过影响大豆产量的构成因素,提高产量,效果比较明显,但增产的一系列生理生化机制有待进一步研究。

光合性能的改善和光合速率的提高有利于光合产物的积累,可能是大豆应用植物生长调节剂增产的主要生理基础[24,25]。所以烯效唑和亚硫酸氢钠混合,可达到调整株型、改善光合性能等功效[16]。肖琳[16]、闫艳红等[17]的研究结果表明,对大豆进行的复合化控增产主要是通过增加单株分枝数进而增加单株荚数和单株粒数来实现。在本研究中,以100 mg/L烯效唑+200 mg/L亚硫酸氢钠(A2B3)处理的平均产量最高,比对照增产14.6%,比单独施用100 mg/L烯效唑处理(A2B1)增产11.7%,比单独施用200 mg/L亚硫酸氢钠(A1B3)处理增产2.4%,A2B3处理下的主茎节数、有效分枝数和单株有效荚数在所有处理中最高,单株有效分枝数相比对照提高了35.0%,单株有效荚数比对照提高了39.7%,通过协调大豆产量构成因素使得产量获得提升,与前人研究结果一致[12-16]。在此处理下,大豆产量提高的同时也可缩短大豆生育期,缓解了与下茬作物的生长矛盾,提高了土地利用效率,为大豆生产提供参考依据。

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