趙繪,高鵬,慕向賓,王占林,杜吉到
(1.大慶高新區(qū)華美科技有限公司,大慶163319;2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院)
小麥的世界產(chǎn)量和種植面積均居于栽培谷物的首位,以普通小麥種植最廣。我國(guó)人口眾多,人均耕地面積較少,因此在有限的耕地面積內(nèi)通過提高小麥的各方面生理特性達(dá)到促進(jìn)產(chǎn)量增加的研究具有深遠(yuǎn)的意義[1]?,F(xiàn)在各類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已成為提高作物產(chǎn)量和改善品質(zhì)的有效途徑之一[2-4]。夏玉米種植時(shí)玉米大喇叭口期葉面噴施乙烯利-甲哌鎓復(fù)合劑,能起到改善株型結(jié)構(gòu)、促進(jìn)同化物分配轉(zhuǎn)運(yùn)和提高產(chǎn)量的綜合效果[5]。在大豆葉面噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑超氧化物模擬物(SODM),可維持葉片保護(hù)酶和同化物的正常生理代謝功能,有效地提高了葉片抗氧化能力和控制了葉片的衰老進(jìn)程[6]。SODM葉面肥可以提高甜菜的含糖率,增產(chǎn)效果明顯[7]。SODM葉面噴施可以提高了馬鈴薯塊莖中淀粉、可溶性蛋白、蔗糖含量,對(duì)提高馬鈴薯產(chǎn)量、改善品質(zhì)、有效調(diào)控根系的生理代謝均有一定的效果[8]。在小麥上,植物生長(zhǎng)延緩劑烯效唑?qū)π←湼?、葉生理功能的影響已有研究報(bào)道[9],而超氧化物模擬物及其不同施用方式對(duì)小麥生理功能的影響未見報(bào)道。以噴施、浸種、施用和相互配合施用(3-SODM)等方法研究SODM和超氧化物模擬物尿素(SODMU)對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響,分析SODM對(duì)增強(qiáng)小麥抗逆性,延緩其衰老,提高作物產(chǎn)量的作用。
調(diào)節(jié)劑和肥料選用天意公司提供的SODM、SODMU。小麥品種選用弱筋小麥揚(yáng)麥15和中筋小麥揚(yáng)麥16。
試驗(yàn)在2006年10月28日播種,采用人工條播,行距25 cm,播種量9 g·m-2,共設(shè)置1個(gè)對(duì)照4個(gè)處理。對(duì)照(CK):常規(guī)高產(chǎn)栽培,用普通尿素30 g·m-2;分基肥(底肥)、苗肥(播種后20 d)和穗肥3次施用,其中基肥15 g·m-2、苗肥和穗肥各7.5 g·m-2。處理1(SODMU):施用SODMU,施用方法與施用量均與對(duì)照相同。處理2(SODM浸):(聚天冬氨酸鉀+SODM)浸種,濃度300mg·kg-1(30%濃度稀釋1 000倍),浸種12 h,施肥同CK。處理3(SODM噴):噴SODM,于越冬期結(jié)束、返青后開始、每15天噴一次,共噴3次(最后一次接近抽穗)噴SODMU,濃度為600 mg·kg-1(30%濃度稀釋500倍),每次噴施量150 g·m-2。處理4 SODMU+SODM浸種+SODM噴 (3-SODM);種子用SODM浸種,濃度300 mg·kg-1(12 h)。施用SODM30 g·m-2;分基肥、苗肥和穗肥3次施用,其中基肥15 g·m-2、苗肥和穗肥各7.5 g·m-2。噴SODM,于返青后開始、每15天噴一次,共噴3次(最后一次接近抽穗),濃度為600mg·kg-1(30%濃度稀釋500倍),每次噴施量150 g·m-2。小區(qū)面積12m2,重復(fù)3次,隨機(jī)區(qū)組排列。
施用SODMU和SODM浸種對(duì)小麥葉片中的壞血酸(ASA)含量無顯著影響,噴施SODM和3-SODM處理對(duì)生育中期(拔節(jié)期和抽穗期)葉片中ASA含量無顯著影響,但顯著提高了生育后期(抽穗至成熟)葉片的ASA含量(表1)。施用SODMU和SODM浸種對(duì)小麥葉片中超氧化物歧化酶(SOD)活性無顯著影響,噴施SODM和3-SODM處理對(duì)生育中期(拔節(jié)期和抽穗期)葉片SOD活性無顯著影響,但顯著提高了生育后期(抽穗至成熟)葉片的SOD活性(表2)。施用SODMU和SODM浸種對(duì)小麥葉片中的過氧化酶(POD)活性無顯著影響,噴施SODM和3-SODM處理對(duì)生育中期(拔節(jié)期和抽穗期)葉片中POD活性無顯著影響,但顯著增加了乳熟期和蠟熟期葉片POD活性(表3)。施用SODMU和SODM浸種對(duì)小麥葉片中的過氧化氫酶(CAT)活性無顯著影響,但噴施SODM和3-SODM處理顯著增加了乳熟期和蠟熟期葉片CAT活性(表4)。
表1 SODM和SODMU對(duì)小麥葉片抗壞血酸(ASA)含量的影響(μg.g-1 FW)Table1 Effects of SODM and SODMU on the contentof ascorbic acid ofwheat leaves
乙烯和細(xì)胞分裂素是兩類重要的植物激素,乙烯對(duì)細(xì)胞的分類與伸長(zhǎng)、種子的休眠與萌發(fā)、開化以及性別的分化、器官的衰老及脫落、以及對(duì)逆境的應(yīng)答起重要的調(diào)控作用。由于植物體內(nèi)高的乙烯濃度對(duì)植物的生長(zhǎng)有不利影響,因此人們稱其為抑制型植物激素。而細(xì)胞分裂素,如玉米素(Z)和玉米素核苷(ZR),能促進(jìn)細(xì)胞分裂,延緩植株衰老,人們稱之為促進(jìn)型植物激素。噴施SODM和3-SODM處理顯著降低了抽穗至成熟期小麥葉片的乙烯釋放速率。SODMU和SODM浸種處理小麥葉片的乙烯釋放速率無顯著變化(表5)。噴施SODM和3-SODM處理顯著增加了拔節(jié)期、挑旗期和乳熟期、成熟期小麥葉片細(xì)胞分裂素(Z+ZR)含量,在抽穗期和開花期表現(xiàn)不明顯(表6)。
表2 SODM和SODMU對(duì)小麥葉片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響(Unit g-1 FW m in-1)Table2 Effects of SODM and SODMU on the activity of superoxide dismutase ofwheat leaves
表3 SODM和SODMU對(duì)小麥葉片過氧化物酶(POD)活性的影響(Unit g-1 FW m in-1)Table3 Effects of SODM and SODMU on the activity of peroxidase ofwheat leaves
表4 SODM和SODMU對(duì)小麥葉片過氧化物酶(CAT)活性的影響(mgH2O2 g-1 FW m in-1)Table4 Effects of SODM and SODMU on the activity of catalase ofwheat leaves
表5 SODM和SODMU對(duì)小麥葉片乙烯釋放速率的影響(pmol·g-1 FW)Table5 Effects of SODM and SODMU on released rate of ethylene ofwheat leaves
表6 SODM和SODMU對(duì)小麥葉片細(xì)胞分裂素玉米素(Z)+玉米素核苷(ZR)含量的影響(pmol·g-1 FW)Table6 Effects of SODM and SODMU on the contentof zeatin and ribosylzeatin ofwheat leaves
通過在小麥上以四種不同方法施用兩種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑SODM和SODMU施用效果的比較研究證明,四種處理方式中噴施SODM和3-SODM處理效果最為明顯。噴施SODM和3-SODM處理顯著提高了抽穗至成熟期葉片的ASA含量和SOD活性,也顯著增加了乳熟期和蠟熟期葉片POD和CAT活性。鄭殿峰等研究也發(fā)現(xiàn)在大豆上噴施SODM可以顯著提高SOD活性,POD活性及CAT活性,這些酶活性的升高可增加大豆的抗旱性[6-10]。同時(shí),噴施SODM和3-SODM處理不僅顯著降低了抽穗至成熟期小麥葉片的乙烯釋放速率,而且顯著增加了結(jié)實(shí)期小麥葉片Z+ZR含量。另外,SODM對(duì)小麥葉片中乙烯、ASA、SOD、POD及CAT的調(diào)節(jié)作用主要表現(xiàn)在小麥生長(zhǎng)中后期(抽穗期至成熟期)。而植物生長(zhǎng)發(fā)育后期才發(fā)生葉片衰老,此過程中由于產(chǎn)生一些過量活性氧,使得保護(hù)酶在內(nèi)的某些蛋白的降解,通過噴施SODM提高了小麥葉面保護(hù)酶的活性,從而起到了延緩作物衰老,增產(chǎn)的效果。
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