田艷云，張國釗，鄭春風，段建釗，秦一凡，朱云集,趙 麗，楊家蘅

(1.河南農業(yè)大學/國家小麥工程技術研究中心，河南鄭州 450002； 2.河南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，河南鄭州 450002)

?

孕穗期葉面噴素對小麥穗粒數和粒重的影響

田艷云1，張國釗2，鄭春風1，段建釗1，秦一凡1，朱云集1,趙 麗1，楊家蘅1

(1.河南農業(yè)大學/國家小麥工程技術研究中心，河南鄭州 450002； 2.河南農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，河南鄭州 450002)

為探討孕穗期葉面噴素對小麥穗粒數和粒重的調控效應，于2014-2015年在河南農業(yè)大學科教示范園區(qū)進行試驗，以半冬性品種豫麥49-198 為供試材料，在小麥拔節(jié)后25 d(4月6號)，以清水為對照，葉面分別噴施硼砂(B)、6芐基腺嘌呤(6-BA)、6-BA+B、奇善寶(QSB)、雙增1號(CPD)，對不同噴素條件下小花敗育速率和籽粒灌漿進程及其成熟后小麥穗部性狀進行觀察和分析。結果表明，與對照相比，不同噴素處理均能降低小花的敗育速率，顯著增加小麥不同部位的小穗粒數和粒重。對小麥各部位小穗粒數的促進效果，以CPD處理對小麥下、中部小穗粒數提高幅度最大，分別較對照增加了1.95個和4.85個；對不同部位小穗粒重的促進效果，也以CPD處理效果最佳，使小麥下、中和上部小穗粒重分別較對照提高了11.97%、5.87% 和9.32%。

冬小麥；葉面噴素；粒數；粒重；產量

穗粒數和粒重是小麥產量構成的兩個重要因素，直接決定小麥產量的形成。影響穗粒數的因素有很多，主要包括氣候、土壤、生產條件和栽培措施等。不同小穗因營養(yǎng)物質供應水平、遺傳因素和外界環(huán)境因素的影響而呈現發(fā)育不均衡性，導致其結實率與粒重有很大差異[1-6]。小麥穗分化影響小麥的產量形成主要通過影響穗粒數來實現[7]。有研究指出，降低可孕小花的敗育速率，是提高穗粒數的關鍵[8]。籽粒灌漿動態(tài)是影響粒重的重要因素之一[9]。文廷剛等[10]研究認為，噴施植物生長調節(jié)劑能提高小麥灌漿速率，改善籽粒灌漿參數，達到增加粒重的目的。噴施葉面肥和植物生長調節(jié)劑已經成為促進小麥植株生長，增強抗逆性，延長葉片功能，保穗、增粒、提高粒重，進而提高產量的輕簡化栽培技術之一。最常見的植物生長調節(jié)劑有植物激素、硼[11]、6-BA[12]、寡糖(Oligosaccharides,OS)[13]，他們作為重要的微量活性調劑物質，對作物生長發(fā)育及產量形成具有重要的調控作用[14]。

目前，有關小麥葉面噴素的報道多是對產量單一構成因素的影響，能否一次噴施實現穗粒數和粒重雙增的效果是眾多農學家所關注的問題[15]。本試驗在大田條件下，探討不同的營養(yǎng)元素與植物生長劑處理條件下小麥小花敗育速率對穗粒數、籽粒的灌漿規(guī)律、粒重及產量的影響，以期為進一步提高小麥產量提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

本試驗于2014-2015年在河南農業(yè)大學科教示范園區(qū)(34°86′N,113°59′E)進行，土壤質地為壤土，0～20 cm土層有機質10.6 g·kg-1，全氮0.9 g·kg-1，堿解氮為82.1 mg·kg-1，速效磷25.6 mg·kg-1，速效鉀124.5 mg·kg-1，有效硼0.41 mg·kg-1。總施氮量146 kg·hm-2(尿素，含N 46%)，50%于播前基施，其余50%于拔節(jié)期追施。播前每公頃施磷肥(P2O5)150 kg，鉀肥(K2O)120 kg。以當前國審半冬性小麥品種豫麥49-198為供試材料。2014年10月8號播種，基本苗為2.25×106株·hm-2，行距為20 cm，栽培管理同一般高產田。硼肥采用含量為99.5%的硼砂(含硼11.3%)；6芐基腺嘌呤(6-BA)純度為99%(美國進口)；奇善寶(QSB，海洋寡糖復合制劑)由中國科學院大連化學物理研究所研發(fā)；雙增1號(CPD)是由河南農業(yè)大學研發(fā)的提高小麥穗粒重的復合營養(yǎng)制劑。在拔節(jié)后25 d(2015年4月6日)葉面噴清水、B(2.5 g·L-1)、6-BA(10 mg·L-1)、QSB(0.30 mL·L-1)、6-BA+B和CPD，均以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準，每處理小區(qū)面積為3.3 m2，重復3次。

1.2 測定項目與方法

自小麥拔節(jié)后25 d開始取樣，每隔 5 d 取樣 1 次。每小區(qū)選擇生長均勻一致的小麥植株 4 株(每處理共計12 株)，在 EMZ-TR 解剖鏡下觀察并記錄主莖和第 1 分蘗幼穗分化進程。以基部第1朵小穗、中部第9朵小穗、頂部小穗為觀察對象。觀察分化小穗數、小花數及幼穗分化各階段特征。自噴素處理后，每隔 5 d 取樣一次，至開花后 6 d 結束。有完整綠色花藥的小花，即為可孕小花。

小花敗育速率：從噴素處理后第5天(4月11日)至開花期(4月30日)，每5 d觀察一次小花數，根據5次小花數作線性回歸，方程為Y=-kx+b，-k即為小花敗育速率。

灌漿速率:每小區(qū)選擇開花一致的穗進行掛牌標記，自開花(4月30日)后每隔5 d取一次樣，至收獲。每次每小區(qū)選取穗子10穗，105 ℃殺青30 min，80 ℃烘干至恒重；脫粒后稱量籽粒干重，統(tǒng)計穗粒數并計算粒干重。

不同部位粒重：在風干、完整、無霉變的麥穗中，每處理隨機取樣20穗，分三個部位：下部穗(1～5小穗)、中部穗(除頂部和下部小穗以外的小穗)、上部穗(頂部5個小穗)分別考察小麥的穗粒數、粒重。

產量及其構成因素:成熟期每小區(qū)隨機取20株，觀察記載不同小穗位(基部、中部和頂部)結實粒數、每小穗結實粒數和每小穗不同花位結實粒數和粒重，重復3次。實收1 m2計產。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 17.0軟件對數據進行分析及繪圖。

2 結果與分析

2.1 噴素對冬小麥不同穗位小花退化敗育的影響

由表1可知，噴素5 d后各處理間不同穗位的小花數差異較小。噴素10 d后，噴素處理與CK相比，不同穗位的小花數均整體增加；基部小花噴素處理與CK間差異均不顯著(B處理除外)；6-BA+B、QSB、CPD處理中部小花數顯著高于CK；對頂部小花數而言，6-BA處理與CK差異不顯著，其他4個噴素處理顯著高于CK。噴素15 d后，除B處理外， 其他4個噴素處理各穗位小花數均顯著高于CK。噴素19 d后，5個噴素處理的基部小花數均顯著高于CK；除6-BA外， 4個噴素處理的中部小花數均顯著高于CK；6-BA+B、QSB、CPD處理的頂部小花數顯著高于CK。噴素24 d后，基部、中部5個噴素處理的小花數均顯著高于CK；在頂部小花中，除6-BA+B處理與對照差異顯著外，其他4個噴素處理與CK沒有顯著差異。說明噴素提高了小花發(fā)育后期各穗位小花發(fā)育數量，且對中部小穗位和基部小穗位的提高作用明顯。

表1 小花發(fā)育不同階段基部、中部、頂部小花數

同列同穗位數據后不同小寫字母表示不同處理間差異在0.05水平顯著。GDD：生長度日。下同。

Different letters following data in same column and spikelet position indicate significant difference among different treatments (P<0.05).GDD:Growing degree days.The same as in table 2-5.

2.2 噴素對冬小麥不同穗位小花敗育速率的影響

由表2可知，小麥穗基部、中部小穗的小花敗育速率中，5個噴素處理均顯著低于CK，以CPD處理最低，分別為0.036 5、0.086 9。5個噴素處理頂部小花的敗育速率與CK差異均不顯著。由此表明，噴素主要降低了小麥穗基部、中部小穗的敗育速率。

2.3 噴素對不同穗位小穗籽粒數的影響

由表3可知，5種噴素處理使小麥不同穗位的小穗籽粒數有不同程度的增加。與CK相比，5個噴素處理的下部小穗籽粒數均顯著增加，增幅為0.70～1.95個，以CPD處理增粒最多。中部小穗除B處理外，其他4個噴素處理均顯著增加，增幅為2.60～4.85個，以CPD噴素處理增粒最多；上部小穗除B和6-BA處理，其他3個噴素處理均顯著增加，增幅為0.80～1.25個，以QSB處理增粒最多。

結果表明，5種噴素處理均可增加小麥的粒數，以CPD對小麥下部和中部小穗的增粒效果最好。

表2 噴素對冬小麥不同穗位小花敗育速率的影響

表3 葉面噴素對不同穗位小麥粒數的影響

2.4 噴素對不同穗位小麥粒重的影響

由表4可知，噴素處理下小麥不同穗位的籽粒重均有所提高。對下、中部籽粒， 6-BA、B處理與CK差異不顯著，其他3個處理與CK相比，下部籽粒的增重達極顯著水平，CPD處理籽粒重提高了11.97%；中部籽粒的增重達顯著水平，其中CPD處理粒重增加最大，為5.87%。對上部小穗籽粒重，CPD處理與CK相比差異達極顯著水平，粒重增加9.32%，6-BA+B和QSB處理與CK差異達顯著水平。結果表明，5個噴素處理以CPD對小麥粒重的增重效果最好。

表4 噴素處理對不同穗位小麥粒重的影響

2.5 噴素對小麥產量及其構成因素的影響

從表5可知，與CK相比，噴素處理小麥的穗粒數均顯著增加；6-BA、6-BA+B、CPD、QSB處理的千粒重均顯著增加。5個噴素處理小麥的產量均顯著高于CK，增產幅度為3.4%～9.5%。其中以CPD的產量最高，其次是QSB、6-BA+B、6-BA、B。表明在拔節(jié)后25 d葉面噴施適宜調控制劑可以通過增加小麥的穗粒數和粒重提高小麥產量。

表5 不同噴素處理對冬小麥產量及其產量構成的影響

3 討 論

小麥的穗粒數是決定產量的關鍵因素，也是變異性最大的產量因子[16-17]?？稍行』〝档陌l(fā)育直接影響穗粒數的多少[2]。在小麥小花發(fā)育階段噴施營養(yǎng)元素，可以提高穗粒數。微量元素硼(B)作為植物生長發(fā)育的必需元素，對根系生長、碳水化合物的合成與轉運有重要作用，而且與小麥雄蕊發(fā)育的關系極為密切，缺硼可導致小麥雄性不育，籽粒發(fā)育受礙[18-19]。我國華北地區(qū)土壤pH較高，雖然土壤中全硼含量較高，但有效硼含量較低[11]。因此，在小麥栽培中噴施適量的微量元素硼，有利于小花發(fā)育成粒。研究表明在小麥孕穗期至始穗期噴施硼肥可以增加穗粒數[2]。而在拔節(jié)后25 d噴6-BA可以抑制小花的敗育速率，獲得較高的穗粒數[20]。本試驗發(fā)現，不同的噴素處理均可顯著降低小花的敗育速率，提高可孕小花數進而提高小麥穗粒數。6-BA、B、QSB處理與對照相比顯著增加了小麥穗粒數，但6-BA+B、CPD與3個單一噴素處理比較，由于是多種營養(yǎng)元素和植物生長調節(jié)劑配施，能更好的改善小花發(fā)育，顯著降低小花的敗育速率，獲得更高的穗粒數。

小麥籽粒灌漿期粒重增長動態(tài)影響最終的粒重[21]。李秀枝等[22]研究發(fā)現，生長調節(jié)劑“玉黃金”能提高玉米灌漿速率，達到增加粒重的目的。本試驗發(fā)現，葉面噴素能夠顯著提高小麥粒重。6-BA與B均屬于單一營養(yǎng)元素，與6-BA+B、CPD、QSB等復合營養(yǎng)元素相比，多種營養(yǎng)元素與植物生長調節(jié)劑配施，可以顯著提高灌漿速率，增重效果比單一因素更明顯。QSB作為一種海洋寡糖的復合劑，不僅能激活植物免疫因子，還能增強植物抗性[23]，對小麥増粒、增重的效果與復配劑相同。在本試驗條件下，以CPD增粒、增重的效果最好。

本試驗著眼于一噴雙增的效果，在拔節(jié)后25 d 葉面噴施植物營養(yǎng)和激素復配劑，可有效抑制可孕小花敗育速率，對增加小麥灌漿前期的粒重[8]，提高最終粒重打下物質基礎，有關復配劑CPD噴施對小麥增粒增重的內在機制有待進一步研究。

[1]王彥麗,邱喜陽,朱云集,等.施氮量和施氮時期對冬小麥幼穗小花發(fā)育及產量的影響[J].西北農業(yè)學報,2011,20(7):82-87.

WANG Y L,QIU X Y,ZHU Y J,etal.Effection of rate and period of nitrogen application on the floret development and grain yield of winter wheat [J].ActaAgricultureBoreali-occidentalisSinica,2011,20(7):82-87.

[2]朱云集,郭天財,王晨陽,等.兩種穗型冬小麥品種產量形成特點及超高產關鍵栽培技術研究[J].麥類作物學報，2006,26(6):82-86.

ZHU Y J,GUO T C,WANG C Y,etal.Study on yield formation of winter wheat cultivars with different spike types and their key cultivation techniques for super-high yield [J].JournalofTriticeaeCrops,2006,26(6):82-86.

[3]PABLO P,ROXANA S,GUSTAVO A S.Grain number and its relationship with dry matter,N and P in spikes at heading in response to N×P fertilization in barley [J].FieldCropsResearch,2004,90(2-3):245-254.

[4]朱云集,崔金梅,王晨陽,等.小麥不同生育時期施氮對穗花發(fā)育和產量的影響[J].中國農業(yè)科學,2002,35(11):1325-1329．

ZHU Y J,CUI J M,WANG C Y,etal.Effects of nitrogen application at different wheat growth stages on floret development and grain yield of winter wheat [J].ScientiaAgriculturaSinica,2002,35(11):1325-1329.

[5]田中偉,樊永惠,殷 美,等.長江中下游小麥品種根系改良特征及其與產量的關系[J].作物學報,2015,41(4):613-622.

TIAN Z W,FAN Y H,YIN M,etal.Genetic improvement of root growth and its relationship with grain yield of wheat cultivars in the middle-lower Yangtze river [J].ActaAgronomicaSinica,2015,41(4):613-622.

[6]朱慧杰,鄭春風,張國釗,等.栽培管理模式對冬小麥小花發(fā)育與結實特性的影響[J].麥類作物學報,2014,34(10):1383-1389.

ZHU H J,ZHENG C F,ZHANG G Z,etal.Effects of cultivation modes on the characteristics of floret development and grain set of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2014,34(10):1383-1389.

[7]王 祎,李青松,王宜倫,等.施氮量對小麥穗花發(fā)育及穗粒數的影響[J].麥類作物學報,2014,34(5):668-673.

WANG Y,LI Q S,WANG Y L,etal.Effect of amount nitrogen applied on young spike development and kernel number of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2014,34(5):668-673.

[8]崔金梅,郭天財,朱云集,等.小麥的穗[M].北京:中國農業(yè)出版社,2008:284-286.

CUI J M,GUO T C,ZHU Y J,etal.Spike of Wheat [M].Beijing:China Agricultural Press,2008:284-286.

[9]王曉慧,張 磊,劉雙利,等.不同熟期春玉米品種的籽粒灌漿特性[J].中國農業(yè)科學,2014,47(18):3557-3565.

WANG X H,ZHANG L,LIU S L,etal.Grain filling characteristics of maize hybrids differing in maturities [J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(18):3557-3565.

[10]文廷剛,陳昱利,杜小鳳,等.不同植物生長調節(jié)劑對小麥籽粒灌漿特性及粒重的影響[J].麥類作物學報,2014,34(1):84-90.

WEN Y G,CHEN Y L,DU X F,etal.Effects of different plant growth regulators on the grain filling characteristics and grain weight in wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2014,34(1):84-90.

[11]熊 飛,余徐潤,張 琛,等.硼對不同專用小麥品種種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].麥類作物學報,2012,32(5):907-911.

XIONG F,YU X R,ZHANG C,etal.Effects of boron on seed germination and seedling growth in wheat varieties for different uses [J].JournalofTriticeaeCrops,2012,32(5):907-911.

[12]陳曉璐,李 耕,劉 鵬,等.6-芐氨基嘌呤(6-BA)對不同氮素水平下玉米葉片衰老過程中光系統(tǒng)II性能的調控效應[J].作物學報,2013,39(6):1111-1118.

CHEN X L,LI G,LIU G Y,etal.Effects of exogenous hormone 6 benzyl adenine(6-BA) on photosystem II performance of maize during process of leaf senescence under different nitrogen fertilization levels [J].ActaAgronomicaSinica,2013,39(6):1111-1118.

[13]王 永,張 睿,馮海平,等.不同生育時期葉面噴施奇善寶對冬小麥產量及品質的效應[J].麥類作物學報,2014,34(8):1126-1129.

WANG Y,ZHANG Y,FENG H P,etal.Effect of foliar application of qishanbao at different growth stages on yield and quality of winter wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2014,34(8):1126-1129.

[14]劉紅杰,葛 君,倪永靜,等.不同植物生長調節(jié)劑對小麥生長發(fā)育及產量的影響[J].內蒙古農業(yè)科技,2015,43(4):29-33.

LIU H J,GE J,NI Y J,etal.Effects of different plant growth regulators on wheat development and yield [J].InnerMongoliaAgriculturalScienceAndTechnology,2015,43(4):29-33.

[15]劉秀麗,張如美,曹顯祖.增粒增重劑對稻麥生物學效應的研究[J].天津農學院學報,2000,7(4):1-6.

LIU X L,ZHANG R M,CAO X Z.Biological effects of shuang zengji on rice and wheat [J].JournalofTianjinAgriculturalCollege,2000,7(4):1-6.

[16]FISCHER R A.The importance of grain or kernel number in wheat:A reply to Sinclair and Jamieson [J].FieldCropsResearch,2008,105(1-2):15-21.

[17]SINCLAIR T R,JAMIESON P D.Grain number,wheat yield,and bottling beer:An analysis [J].FieldCropsResearch,2006,98(1),60-67.

[18]RERKASEM B,NETSANGTIP R,LORKAEW S,etal.Grain set failure in boron deficient wheat [J].PlantSoil,1993,155(156):309-312.

[19]嚴 紅,胡尚連,李文雄,等.硼對小麥生殖器官形態(tài)及解剖結構的影響[J].作物學報,2002,28(1):47-51.

YAN H,HU S L,LI W X,etal.Effect of boron on the morphology and anatomical structure of reproductive organ in wheat [J].ActaAgronomicaSinica,2002,28(1):47-51.

[20]ZHENG C F,ZHU Y J.Floret development and grain setting characteristics in winter wheat in response to pre-anthesis applications of 6-benzyl aminopurine and boron [J].FieldCropsResearch,2014,169:70-76.

[21]王瑞霞,張秀英,伍 玲,等.不同生態(tài)環(huán)境條件下小麥籽粒灌漿速率及千粒重QTL分析[J].作物學報,2008,34(10):1750-1756.

WANG R X,ZHANG X Y,WU L,etal.QTL mapping for grain filling rate and thousand-grain weight in different ecological environments in wheat [J].ActaAgronomicaSinica,2008,34(10):1750-1756.

[22]李秀枝,黃智鴻,袁進成,等.植物生長調節(jié)劑對玉米籽粒灌漿特性及粒重的影響[J].河北北方學院學報(自然科學版),2015,31(2):41-44.

LI X Z,HUANG Z H,YUAN J C,etal.Effect of different plant growth regulators on grain filling characterstics and grain weight in maize [J].JournalofHebeiNorthUniversity(NaturalScienceEdition),2015,31(2):41-44.

[23]袁曉育,李鳳艷,劉曼雙,等.奇善寶拌種對中麥895產量及品質的效應[J].西安文理學院學報(自然科學版),2015,18(4):19-21.

YUAN X Y,LI F Y,LIU M S,etal.Effect of growth regulator Qishanbao on yield and quality of wheat 895 [J].JournalofXi’anUniversityofArtsandScience(NaturalScienceEdition),2015,18(4):19-21.

Effect of Foliar Spray on Spike Kernels and Grain Weight at Booting Stage in Winter Wheat

TIAN Yanyun1,ZHANG Guozhao2,ZHENG Chunfeng1,DUAN Jianzhao1,QIN Yifan1,ZHU Yunji1,ZHAO Li1,YANG Jiaheng1

(1.Henan Agricultural University/National Engineering Research Center for Wheat,Zhengzhou,Henan 450002,China;2.College of Resources and Environment,Henan Agricultural University,Zhengzhou,Henan 450002,China)

In order to study the regulation effect of foliar spray on wheat grain numbers and grain weight at the booting stage,field experiments were conducted at the science and technology demonstration park of Henan agricultural university during the growing season in 2014-2015. Wheat cultivar Yumai 49-198 was chosen as material. Foliar spraying boron(B),6-benzylaminopurine(6-BA),6-benzylaminopurine and boron(6-BA+B),oligosaccharides(QSB) and compound(CPD) were performed 25 days after wheat jointing stage,with spraying water as control. Floret abortion rate and grain filling process as well as mature spike characteristics were investigated. The results show that：compared with the blank control,different spray treatments decreased the floret abortion rate,and increased wheat grain number and grain weight. For different parts of wheat spikelet,the increase rate of the promoting effect under CPD treatment on lower and central grain number per spike is the biggest,with the increase of 1.95 and 4.85,respectively,compared to blank control. For the improvement of grain weight,CPD treatment gave the greatest increase on spikelet grain weight in the lower,central and upper spike 11.97%，5.87% and 9.32%,compared to the control.

Winter wheat; Foliar sprays; Spike grain number; Grain weight; Yield

時間：2016-07-07

2016-01-16

2016-02-28

國家自然科學基金項目(31571607,31471935); 農業(yè)部公益性行業(yè)科研專項(201203096,201203031)

E-mail：tyy02197580@126.com

朱云集(E-mail：hnndzyj@126.com)

S512.1；S330

A

1009-1041(2016)07-0919-06

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160707.1531.026.html