多效唑对多花黑麦草物质积累和种子产量的影响

赵超鹏,周 琴,曹春信,韩亮亮,江巧君,江海东

(南京农业大学农业部作物生理生态重点开放实验室 江苏省信息农业高技术研究重点实验室,江苏 南京210095)

多花黑麦草Lolium multi f lorum属越年生禾本科牧草,由于生长速度快、产量高、适应性强、适口性好和营养价值丰富等优点,具有广阔的开发利用前景[1-3]。随着种植业结构的调整,传统的二元结构向“粮食作物-经济作物-饲料作物”的三元种植结构转变,多花黑麦草已成为南方当家草种之一,在南方牧区栽培面积不断扩大,生产上对种子的需求量也不断扩大。但黑麦草抽穗灌浆期常遇大风雨,倒伏较严重,已成为影响其种子产量的主要因素[4]。对多花黑麦草的营养生长和生殖生长加以调控,则可减少倒伏[5]。多效唑(PP333)是一种植物生长调节剂,它能抑制节间伸长,增强植株抗倒伏能力,减少种子败育,增加花序结实数,促使种子成熟期趋于一致,减少落粒损失,显著提高种子产量[6-9]。本文研究拔节前喷施不同质量浓度多效唑对黑麦草生长和产量的影响,筛选适合多花黑麦草种子生产的多效唑质量浓度,为多花黑麦草的高产栽培提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料 多花黑麦草赣选2号L.multi f lorum var.ganxuan No.2。

1.2 试验设计 试验地点位于江苏省射阳县的临海农场,土壤化学性质:有机质含量1.5%,全氮含量0.093%,速效磷4.8 mg/kg,速效钾 252 mg/kg。于2007年10月5日播种,播种量22.5 kg/hm2,小区面积10 m2。氮肥 150 kg/hm2,其中基肥60%,追肥(返青拔节肥)40%。磷肥150 kg/hm2作基肥施入。多效唑质量浓度设5个处理,分别为 0、150、300、450、600 mg/L,用 CK 、H 1、H 2、H3 和 H4 表示,拔 节 前喷施,每小区喷施 1 L。试验采用随机区组设计,3次重复。分别于越冬期、返青期、拔节期、抽穗期和成熟期在田间取样,测定株高、群体茎蘖动态、干物质积累动态,成熟期调查产量构成因素,进行田间测产。

1.3 数据分析 采用Excel和SPSS软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同质量浓度多效唑对多花黑麦草株高的影响 由表1看出,喷施不同质量浓度多效唑对株高有显著影响,抽穗期和成熟期测量结果显示随多效唑质量浓度升高,各处理植株株高显著下降。多效唑对拔节至抽穗期间的株高影响最大,随多效唑质量浓度升高,此期间株高增加量显著下降,H4处理增加量只有对照的40.12%。拔节至抽穗期矮化率随多效唑质量浓度升高不断增大,各处理差异显著。多效唑对抽穗至成熟期间株高增加量影响较小,各处理间差异不显著。说明多效唑喷施后短期就有明显效果,但对后期效果较小。

表1 不同质量浓度多效唑对各时期株高的影响

2.2 不同质量浓度多效唑对多花黑麦草干物质积累的影响 由表2可知,喷施多效唑后,抽穗期和成熟期干物质积累量差异显著,积累量随多效唑喷施质量浓度增加呈现先增加再下降趋势,其中,处理H1、H2的干物质积累量均显著大于对照,而质量浓度过高,不利于干物质积累,H3、H4成熟期干物质积累量均显著小于对照。低质量浓度多效唑有利于抽穗前干物质的转移和抽穗期至成熟期干物质积累,其中H1、H2和H3处理转移量大于对照,但随多效唑质量浓度增加呈下降趋势。通过对抽穗前积累干物质转移量、抽穗至成熟期积累量两者和种子理论产量进行通径分析,通径系数为:抽穗前转移对产量＞抽穗后积累对产量(0.765＞0.247),说明抽穗期前干物质转移较抽穗后积累对产量的影响更为关键。

表2 不同质量浓度多效唑对干物质积累量的影响 kg/hm2

2.3 不同质量浓度多效唑对多花黑麦草种子产量及产量构成因素的影响

2.3.1 不同质量浓度多效唑对产量三因素的影响由表3可知,不同质量浓度多效唑对穗粒数的影响显著,H1处理显著高于对照,其他处理也均高于对照,但差异不显著。多效唑对粒质量的影响不显著,与对照无明显差异。多效唑对穗数的影响最明显,H1、H2和 H 3处理均显著高于对照,但穗数随多效唑质量浓度增加呈现递减趋势,H4显著低于对照。经通径分析,产量三要素对理论产量的通径系数依次为:穗数对产量＞千粒重对产量＞穗粒数对产量(0.957＞0.087＞0.019),在试验中,穗数是决定产量的关键因素。而穗数与理论产量呈现极显著线性正相关(r=0.995 9**)(图1)。粒质量和穗粒数与产量之间相关性不显著。

2.3.2 不同质量浓度多效唑对倒伏和落粒率影响多花黑麦草落粒现象比较严重,由表3可看出对照落粒率高达38.24%,对产量造成很大损失,喷施多效唑可有效降低落粒率,随多效唑质量浓度的增加,落粒率呈下降趋势。多效唑的施用质量浓度与落粒率呈极显著的线性负相关(r=-0.988 7**)(图2)。

表3 不同质量浓度多效唑下多花黑麦草的种子落粒率、产量及其影响因子

图1 穗数与产量之间的关系

图2 多效唑喷施质量浓度与落粒率之间的关系

成熟期进行观测,多花黑麦草的倒伏现象最严重,对照处理几乎全部处于倒伏状态。随着多效唑质量浓度的增加,植株倒伏现象有效减缓。H1倒伏状况较对照显著减缓,此后倒伏现象随多效唑喷施质量浓度增加而减弱。可见多效唑对防止多花黑麦草倒伏有明显作用。

3 讨论

多效唑表现出明显的抑制植株伸长作用,这与苟文龙等[4,10]报道结果相同,株高与多效唑喷施质量浓度呈显著负相关,尤其对拔节至抽穗后株高增加量影响显著,而对抽穗至成熟期株高增加量影响较小,说明多效唑药效具有一定时效性。

较低质量浓度的多效唑能够增加黑麦草干物质积累量,但质量浓度过大降低了多花黑麦草干物质积累量。干物质积累和转运与产量有着密切关系,经通径分析发现,多花黑麦草抽穗前积累的干物质向种子的转移较抽穗后积累干物质对种子产量更为关键,重视抽穗前的干物质积累对产量有着重大意义。研究结果显示多效唑可显著提高抽穗前积累的干物质的转移量,为籽粒形成提供更多有机物质。苟文龙[4]研究也认为多效唑处理后,改变了植株体内物质分配流向,抑制了株高的增长,促进了籽粒灌浆,显著提高种子产量。魏小星等[11]研究结果显示,喷施0.8 kg/hm2的多效唑后,紫花苜蓿Medicago sativa的种子产量可增加29%。

研究发现多效唑对多花黑麦草各产量构成因素影响不同,较低质量浓度多效唑可显著提高穗数、穗粒数和产量,这与李春喜等[12]对小麦Triticum aestivum的研究结果一致。但随喷施质量浓度升高,穗数逐渐下降。多效唑对粒质量影响方面不同研究者存在一定分歧,曾旭等[13]研究结果显示,适宜质量浓度的多效唑处理可显著提高小麦籽粒粒质量,而王纪华等[14]认为:多效唑虽然增加了小麦穗数和穗粒数,却降低了粒质量,苟文龙等[4,11]研究结果则显示多效唑对粒质量影响不大,本研究结果也显示多效唑对粒质量的影响差异不显著,这可能是因为多效唑虽可促进干物质的积累和转运,但由于穗粒数和穗数都显著增加,库容增大,因而粒质量增长不明显。喷施多效唑过多则会降低产量。多效唑能够防止倒伏,降低落粒率,随质量浓度升高有增强趋势,但喷施高质量浓度多效唑虽可降低倒伏和落粒率,但由于干物质积累转运较少,产量构成因素降低幅度较大,因而产量也较低。

综上所述,拔节期适量喷施多效唑有利于抑制株高,促进干物质积累和转运,提高穗数和粒数,减少倒伏和落粒率,进而提高多花黑麦草种子产量,适宜质量浓度为150 mg/L。

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