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0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂对油菜植株抗低温能力和产量的影响初探

2023-08-13吴承东檀时山周瑞雯王健生

上海农业科技 2023年3期
关键词:调节剂南京市油菜

吴承东 檀时山 周瑞雯 王健生*

(1 南京市浦口区农业技术推广中心,南京 211800;2南京市植保植检站,南京 210036) *为通信作者

油菜是我国第一大油料作物[1],油菜的稳定生产和有效供给是保障国家食品安全的重要组成部分[2]。2022 年中央一号文件明确指出,我国必须坚守保障国家粮食安全底线,大力实施大豆和油料产能提升工程[3]。江苏省南京市常年油菜种植面积约为20 000 hm2,是长江中下游冬油菜主产区,近年来,南京市把发展多功能油菜产业作为实施乡村振兴的重要抓手之一,通过稳定冬油菜种植面积,围绕油菜“油”“肥”“花”“菜”“蜜”“饲”六大功能,开展了油菜功能型、效益型和生态型的“三型”综合示范,形成了以油用为主、各项功能兼有的油菜多功能开发利用模式。

研究表明,气温是影响油菜生长发育的重要因子,油菜生长期间的低温天数与油菜产量有一定的相关性[4]。2020年2月南京市遭遇最低气温为-2 ℃的低温霜冻天气,造成了全市油菜不同程度受害,对油菜的最终产量形成产生了较大影响。然而,通过化学调控技术,可以提高植株的抗寒性、菜籽的品质和产量[5],且二氢卟吩铁是我国拥有自主知识产权的一种新型植物免疫诱抗剂(于2018年12月获得国家农药登记),对油菜等多种作物具有明显的抗逆、增产、提质等作用[6]。在此背景下,笔者以0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂为试验药剂,研究了在低温胁迫下,喷施不同浓度0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂水溶液对油菜植株抗低温能力及产量的影响,以探明利用植物生长调节剂提高油菜植株抗低温能力的可行性,进而为解决油菜生产中的低温冻害问题提供理论依据和技术支撑。现将相关试验结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验设在江苏省南京市浦口区张圩社区进行,供试田块地势平坦,水肥条件较好,栽培管理条件一致,土壤质地为壤土,有机质含量为2.7%,pH 为6.8。供试田块在油菜播种前进行重耙整地,并结合整地施磷酸二铵187.5 kg/hm2,整地后灌足底水待播。

供试生长调节剂为0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂(南京百特生物工程有限公司生产)、0.001 6%芸苔素内酯水剂(云南云大科技农化有限公司生产)。

供试油菜品种为‘宁杂1818’,于2021 年10 月22 日播种,每667 m2播种量为200 g。

1.2 试验设计

试验依据喷施的植物生长调节剂及其浓度不同,设7 个处理,各处理具体设计见表1。每处理重复3 次,每处理小区面积为20 m2,随机区组排列。试验共施药2次,第1次施药时间为2021年11月19 日(油菜苗期、3~5 叶期),第2 次施药时间为2021年12月23日(低温前),各处理每次均采用“市下牌SX-MD15DA”15 L 背负式电动喷雾器(喷头采用圆锥雾喷头,喷头孔径为0.7 mm,压力为0.30~0.45 MPa,流量为0.70~0.90 L/min,用药前进行校准)进行茎叶均匀喷雾,每次每667 m2药液量(或兑水量)均为15 L。各处理除试验设计不同外,其他所有田间管理措施均同当地油菜常规生产。

1.3 调查项目及方法

1.3.1 油菜植株耐低温能力调查

选取南京市天气出现早晚霜冻的2个时间点,分别为2021 年12 月28 日(最低气温为-6 ℃)、2022年1 月15 日(最低气温为-4 ℃),在出现霜冻天气后3 d,调查油菜植株的冻害发生情况。以冻害指数作为评价标准[7-8],即将油菜植株按照冻害发生程度分为0、1、2、3、4级,依据冻害发生程度计算冻害指数。冻害发生程度分级标准如下:0级,植株正常,未表现出冻害;1级,仅个别大叶受害,受害叶片局部或者大部分萎缩,或者出现灰白色冻害斑块;2级,有半数叶片受害,受害叶片局部或者大部萎缩、焦枯,但是心叶正常,叶柄或者茎秆被大量冻裂;3级,全部大叶片受害,受害叶片局部或者大部分萎缩、焦枯,心叶稍微受害,但能恢复生长;4级,全部大叶和心叶受害,全株表现焦枯、趋向死亡。

计算公式:冻害指数=(1×S1+2×S2+3×S3+4×S4)÷(调查总株数×4),其中S1、S2、S3、S4分别为发生1~4 级冻害的油菜株数。

1.3.2 油菜理论产量调查

各处理油菜均于2022年5月28日进行收割测产。理论产量调查采用取样测产法[9],即在油菜收获前3~5 d,各处理区按5 点取样法选定5 个点,每个点的取样面积为1 m2,分别割取这5 个点的油菜冠层,统一晒干、脱粒和称重,测量计算理论产量。

1.3.3 安全性调查

在施药后3 d,目测观察各处理区的油菜生长情况,调查有无出现卷叶、烧叶、黄叶等药害现象。

2 结果与分析

2.1 植物生长调节剂对油菜耐低温能力的影响

由表2 可知,在第1 次霜冻后3 d,处理(1)、处理(2)的油菜冻害指数显著低于其他处理,分别较处理(7)降低57.2%、61.1%。在第2 次霜冻后3 d,处理(1)、处理(2)的油菜冻害指数显著低于其他处理,分别较处理(7)降低78.1%、53.8%;处理(3)的油菜冻害指数也较低,较处理(7)降低28.3%。在施用0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂的5个处理中,无论是在第1 次霜冻后3 d,还是在第2次霜冻后3 d,均表现为随着0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂喷施浓度的升高,油菜冻害指数呈递减趋势[在第1 次霜冻后的处理(2)除外],表明油菜植株的抗低温能力会随着0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂喷施浓度的增加而有所降低。以上结果表明,在低温胁迫下,喷施一定浓度的0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂水溶液可以降低油菜冻害指数,提高油菜植株的抗低温能力;以喷施0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂20 000倍液的油菜植株抗低温能力较强。

2.2 植物生长调节剂对油菜产量的影响

由表2可知,处理(1)、处理(2)、处理(3)、处理(4)的油菜理论产量分别为3 356.68、3 431.72、3 286.64、3 301.66 kg/hm2,这4 个处理间理论产量差异不显著,但均较处理(7)增产达显著水平,以处理(2)的油菜理论产量增产幅度最高,较处理(7)增产11.91%。处理(5)、处理(6)的油菜理论产量分别为3 246.62、3 236.62 kg/hm2,这2个处理间理论产量差异不显著,且均较处理(7)增产不显著。以上结果表明,在低温胁迫下,喷施0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂1 000~20 000 倍液均能提高油菜理论产量,且以喷施0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂10 000 倍液的油菜理论产量最高。

2.3 安全性

据每次施药后3 d 目测调查,各药剂处理区的油菜生长均正常,油菜的长势、叶色与清水对照区的油菜无明显差异,未出现药害现象,表明供试的植物生长调节剂在本试验用量下,均对油菜生长安全。

3 结论与讨论

长江流域是我国冬油菜主产区,种植面积和产量均约占全国油菜种植面积和产量的90%[8]。南京地处长江中下游,农田种植模式以“稻油轮作”为主,而近年来,南京市推广种植的优良食味稻米多为全生育期较长的粳稻品种,由于水稻收获期后移,造成了一定的茬口矛盾,导致后茬油菜在出苗后遭受冬季低温影响的风险加大。低温胁迫是指植物所处的环境温度低于其最适生长温度而引起的伤害,例如,温度低于0 ℃会造成油菜发生冻害,造成油菜叶片细胞间隙和细胞内的水分结冰,进而叶片僵化,冻害发生严重时,油菜叶片全部或局部萎缩或焦枯、花蕾脱落、茎秆破裂、顶端萎蔫下垂,甚至造成植株死亡,故低温胁迫是影响油菜生长发育和产量的重要因素[10-12]。本试验结果表明,喷施0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂能明显提升油菜植株的耐低温能力,建议在南京市油菜实际生产中,在油菜苗期(3~5叶期)或冬季低温来临前,使用0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂10 000~20 000 倍液进行茎叶喷雾,即可有效提高油菜植株抗低温能力。以上试验结果为油菜抗低温化控技术在南京市的合理应用提供了理论和实践依据。

根据中国农药信息网的查询结果,截至2022年12月,我国登记在油菜上的植物生长调节剂产品有21个,其中南京百特生物工程有限公司生产的0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂的作用机理独特,它可通过抑制叶绿素酶的活性,延缓叶绿素降解,提高叶绿素含量,从而提高植株光系统的最大光化学效率,同时它能促进植物根细胞内一氧化氮的生成,抑制吲哚乙酸氧化酶的活性,进而促进植物根系的生长[6]。前人研究表明,0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂对油菜生长有着一定的调节作用,具有增加单株角果数、角粒数、千粒质量和产量的效果[13]。本试验结果表明,0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂在本试验用量下,对油菜生长无不良影响,具有较好的安全性,且能提高油菜的理论产量,以喷施0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂10 000倍液的油菜理论产量最高,较清水对照增产11.91%。因此,相比市场上常见的其他植物生长调节剂,0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂在油菜抗逆增产方面,具有更广阔的应用前景和市场潜力。

本试验只在低温胁迫下,对油菜喷施0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂后的冻害指数和理论产量进行了初步研究,未对在低温胁迫下,喷施0.02%二氢卟吩铁可溶粉剂对油菜叶片光合作用、产量形成等生理生化特性指标的影响进行深入探索,以后还需进行更全面、更系统的相关研究,从而为保障南京市油菜产业高质量、快速发展提供理论基础和技术支持。

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