周紅英,皮曉玲,熊書敏,孫 建,樂美旺*,饒?jiān)铝?顏廷獻(xiàn),顏小文

(1.江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物研究所/江西省油料作物生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/國(guó)家油料改良中心 南昌分中心,江西 南昌 330200;2.江西省南昌市種子管理局,江西 南昌 330009;3.江西省永修縣種子管理局,江西 永修 330300)

芝麻是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)油料作物,分布十分廣泛,全國(guó)各地均有種植[1]。按照播種時(shí)間的不同,我國(guó)芝麻生產(chǎn)分為春芝麻、夏芝麻和秋芝麻,4月至5月初播種的芝麻稱為春芝麻,5月中旬到6月中旬播種的芝麻稱之為夏芝麻,6月底以后播種的稱為秋芝麻[2-3]。江西、湖南、廣西等南方地區(qū)芝麻種植模式較多,春、夏、秋芝麻同時(shí)存在,且秋芝麻是南方地區(qū)利用充沛的光溫資源、銜接春播作物茬口的重要種植模式[4]。但是,由于秋芝麻生育期明顯縮短、苗期生長(zhǎng)溫度高而旺長(zhǎng)、籽粒發(fā)育后期容易遭遇低溫天氣等原因,秋芝麻產(chǎn)量低而不穩(wěn),這些成為限制秋芝麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要因素。通過(guò)品種改良、采取農(nóng)藝措施等方式來(lái)提高產(chǎn)量和改良品質(zhì),是促進(jìn)秋芝麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效途徑。

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要而有效的藥劑之一,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在水稻、玉米等農(nóng)作物生產(chǎn)中[5-9]。作為常用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,烯效唑是一種植物生長(zhǎng)延緩劑,對(duì)作物具有控制旺長(zhǎng)、改良株型、提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、調(diào)節(jié)生理代謝、增強(qiáng)抗逆性等作用[10-12]。鐘瑞春等[13]研究表明,在花生上噴施烯效唑可以矮化植株,降低葉片蒸騰速率,提高光合速率,增加結(jié)果數(shù)和粒重,進(jìn)而增加產(chǎn)量。楊文鈺等[14]在水稻上的研究表明,烯效唑噴施能提高稻米蛋白質(zhì)含量8.3%和增加蛋白質(zhì)產(chǎn)量13.4%。高建芹等[15]在油菜上的研究結(jié)果顯示,苗期噴施烯效唑可以改善株型,降低株高,增加葉綠素含量,提高葉片凈光合速率,增強(qiáng)抗倒伏能力,增加單株角果數(shù)和千粒重。張洪鵬等[16-17]發(fā)現(xiàn)烯效唑能緩解淹水脅迫下大豆干物質(zhì)的降低,顯著提高大豆體內(nèi)抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,提高脯氨酸含量,增強(qiáng)耐漬能力,有效改善淹水脅迫下大豆葉片的光合特性,提高葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度,從而增加產(chǎn)量。迄今關(guān)于植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑在芝麻上應(yīng)用的研究不多,應(yīng)用的主要有壯苗素、生根素、甲哌嗡、多效唑、矮壯素、6-BA、赤霉素等[18-21],而有關(guān)烯效唑在芝麻上應(yīng)用的研究尚未見報(bào)道。本研究比較分析了1次和2次葉面噴施烯效唑?qū)η镏ヂ橹仓旰彤a(chǎn)量性狀的影響,以期為秋芝麻生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試芝麻品種為贛芝13號(hào),種子由江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所提供。烯效唑?yàn)榻鬓r(nóng)大銳特化工科技有限公司生產(chǎn)的有效成分5%可濕性粉劑,噴施濃度為100 mg/L。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在江西省農(nóng)科院作物研究所橫崗基地進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理:對(duì)照CK為噴施清水；T1處理為苗期葉面噴施1次烯效唑溶液；T2處理為苗期、花期2次葉面噴施烯效唑溶液。每個(gè)處理重復(fù)3次,隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),試驗(yàn)小區(qū)長(zhǎng)10 m,寬2 m,面積為20 m2。芝麻于7月20日播種,在1對(duì)真葉全展期間苗,在3對(duì)真葉全展期定苗,行距40 cm,株距15 cm。8月18日于苗期進(jìn)行第一次葉面噴施; 9月10日于花期進(jìn)行第二次葉面噴施。9月29日終花,10月18日成熟收獲。在芝麻整個(gè)生育期間適時(shí)除草和防治病蟲害,其他管理措施如常。

1.3 調(diào)查項(xiàng)目及方法

產(chǎn)量性狀考種與測(cè)產(chǎn)：在芝麻成熟后,每小區(qū)隨機(jī)選取10個(gè)單株，對(duì)株高、始蒴高度、空稍尖長(zhǎng)度、果軸長(zhǎng)度、單株蒴果數(shù)、結(jié)蒴密度、每蒴粒數(shù)、千粒重、單株產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定和統(tǒng)計(jì),對(duì)小區(qū)產(chǎn)量進(jìn)行稱重測(cè)定。其中每蒴粒數(shù)測(cè)定為在每株上、中、下部分別摘取1個(gè)蒴果,對(duì)共計(jì)30個(gè)蒴果進(jìn)行籽粒數(shù)量統(tǒng)計(jì)；千粒重為小區(qū)收獲種子混勻后隨機(jī)測(cè)定。

不同部位芝麻籽粒性狀測(cè)定：將隨機(jī)取樣的10株考種植株按照有效果軸長(zhǎng)度平均分為3個(gè)部分,即上部、中部和下部,分別對(duì)上、中、下部蒴果進(jìn)行每蒴粒數(shù)和千粒重的測(cè)定。每蒴粒數(shù)測(cè)定為同一部位每個(gè)單株摘取1個(gè)蒴果進(jìn)行籽粒數(shù)量統(tǒng)計(jì)；千粒重測(cè)定為將同一部位種子籽?；靹蚝筮M(jìn)行隨機(jī)測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析在Excel 2003上進(jìn)行；利用SPSS 13.0進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施烯效唑?qū)η镏ヂ樯L(zhǎng)性狀的影響

如表1所示,噴施烯效唑后,秋芝麻株高變矮,始蒴高度降低,空稍尖稍有伸長(zhǎng),果軸長(zhǎng)度縮短,結(jié)蒴密度增加,但與對(duì)照間的差異均未達(dá)顯著水平。2次噴施的效果大于1次噴施的,但與對(duì)照間的差異也不顯著。其中,1次和2次噴施后株高較CK分別降低了2.54%和5.57%,始蒴高度分別降低了2.04%和6.95%,空稍尖長(zhǎng)度分別增加了2.24%和7.76%,果軸長(zhǎng)度分別縮短了3.09%和5.11%,結(jié)蒴密度分別增加了5.41%和9.75%?？梢?烯效唑能夠延緩秋芝麻生長(zhǎng),抑制旺長(zhǎng),矮化植株,降低株高和始蒴高度,縮短蒴果間距和果軸長(zhǎng)度,提高結(jié)蒴密度,有利于株型改良。

表1 葉面噴施烯效唑?qū)η镏ヂ樯L(zhǎng)性狀的影響

2.2 葉面噴施烯效唑?qū)η镏ヂ楫a(chǎn)量性狀的影響

表2顯示,1次和2次噴施烯效唑后,秋芝麻單株蒴果數(shù)較CK分別增加了2.18%和4.64%,每蒴粒數(shù)分別增加了3.01%和4.95%,千粒重分別增加了5.49%和5.30%,與CK間的差異均達(dá)到了顯著水平；單株種子重分別增加了7.19%和5.14%,產(chǎn)量增加率分別達(dá)11.10%和11.75%,其中1次噴施的增產(chǎn)效果達(dá)顯著水平,2次噴施的增產(chǎn)效果達(dá)極顯著水平。在所測(cè)定的5個(gè)產(chǎn)量性狀指標(biāo)中,單株蒴果數(shù)、每蒴粒數(shù)和產(chǎn)量3個(gè)性狀指標(biāo)表現(xiàn)出2次噴施大于1次噴施;千粒重在1次和2次噴施后表現(xiàn)基本持平;單株種子重則表現(xiàn)為2次噴施效果小于1次噴施,但差異較小,這可能與試驗(yàn)誤差有關(guān)。因此,測(cè)定結(jié)果可以說(shuō)明,烯效唑葉面噴施能夠有效增加秋芝麻的單株蒴果數(shù)、每蒴粒數(shù)和千粒重,具有明顯的增產(chǎn)作用,且2次噴施的效果優(yōu)于1次噴施的。

表2 葉面噴施烯效唑?qū)η镏ヂ楫a(chǎn)量性狀的影響

注:“*”表示與CK間差異達(dá)顯著水平(P<0.05)；“**”表示與CK間差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。下同。

2.3 葉面噴施烯效唑?qū)η镏ヂ椴煌课惠艄慕Y(jié)實(shí)性及粒重的影響

由于芝麻具有自下而上開花的無(wú)限生長(zhǎng)習(xí)性,因此在生育后期遭遇低溫時(shí)芝麻的生長(zhǎng)會(huì)受到抑制，籽粒發(fā)育會(huì)受到影響,尤其是開花較晚的上部蒴果受影響最為明顯,進(jìn)而影響產(chǎn)量的形成，所以后期低溫成為制約秋芝麻生產(chǎn)的主要瓶頸因素。按照果軸長(zhǎng)度將所有蒴果平均分為上、中、下三個(gè)部分，分析了烯效唑葉面噴施對(duì)不同部位蒴果的影響,結(jié)果如表3所示。秋芝麻上部蒴果在每蒴粒數(shù)和千粒重方面均顯著低于中部和下部蒴果的,其中CK的上部蒴果每蒴粒數(shù)分別為中部、下部蒴果的78.87%和87.15%,上部蒴果種子的千粒重分別為中部、下部蒴果的75.80%和64.76%?？梢?上部蒴果及種子的生長(zhǎng)發(fā)育弱是秋芝麻產(chǎn)量形成的重要特點(diǎn),也是秋芝麻產(chǎn)量提升的重要潛力所在。

在噴施烯效唑后,秋芝麻不同部位蒴果的每蒴粒數(shù)和千粒重受到程度不一的影響(表3),對(duì)上部蒴果及種子影響最大,其次是中部蒴果及種子,影響最小的是下部蒴果及種子。下部蒴果的每蒴粒數(shù)和種子千粒重在噴施烯效唑的處理中與CK基本一致,差異微小,1次噴施和2次噴施的每蒴粒數(shù)較CK分別降低了0.81%和1.14%,千粒重較CK分別增加了0.72%和0.24%。在中部蒴果中,噴施烯效唑后每蒴粒數(shù)和千粒重較CK均有所增加,但差異不顯著,1次和2次噴施處理的每蒴粒數(shù)較CK分別增加了2.25%和1.71%,千粒重較CK分別增加了3.36%和4.20%。噴施烯效唑?qū)ι喜枯艄胺N子的影響最為顯著,在所測(cè)定的每蒴粒數(shù)和千粒重指標(biāo)上均表現(xiàn)為大幅度增加,1次和2次噴施處理的種子千粒重較CK分別增加了15.68%和14.58%,差異達(dá)極顯著水平；而每蒴粒數(shù)較CK分別增加了8.34%和16.06%,雖然差異未達(dá)顯著水平,但增幅較大。可見,葉面噴施烯效唑主要是促進(jìn)上部蒴果和種子的生長(zhǎng)發(fā)育,增加上部蒴果的每蒴粒數(shù)和千粒重,進(jìn)而促進(jìn)單株產(chǎn)量的形成,達(dá)到增產(chǎn)效果。

表3 葉面噴施烯效唑?qū)η镏ヂ椴煌课惠艄慕Y(jié)實(shí)性及粒重的影響

3 討論

烯效唑是三唑類的植物生長(zhǎng)延緩劑,通過(guò)抑制赤霉素的生物合成使細(xì)胞伸長(zhǎng)受抑,節(jié)間縮短,調(diào)控作物的生長(zhǎng)發(fā)育,改進(jìn)作物株型[22-23]。鐘瑞春等[13]在花生上噴施烯效唑后,發(fā)現(xiàn)植株較對(duì)照有一定程度的矮化,起到了明顯的控制旺長(zhǎng)效果。高建芹等[15]的研究結(jié)果顯示,在油菜苗期噴施烯效唑可以降低株高和分枝點(diǎn)高度,起到改善株型的作用。曾紅等[24]和梁建秋等[25]在玉米-大豆帶狀套作模式下,分別發(fā)現(xiàn)烯效唑噴施能夠顯著降低玉米株高、穗位高，增加莖粗,顯著增加大豆基部節(jié)間粗，有效降低植株重心高度。本試驗(yàn)研究的結(jié)果顯示,秋芝麻在噴施烯效唑后,其株高變矮,始蒴高度降低,果軸長(zhǎng)度縮短,結(jié)蒴密度增加,對(duì)株型有較為明顯的改變,與上述研究結(jié)果一致。

烯效唑在改變作物株型的同時(shí),通過(guò)抑制旺長(zhǎng)、增加葉片葉綠素含量和光合速率、增強(qiáng)作物的抗逆性來(lái)達(dá)到增產(chǎn)的效果。這些在花生、油菜和大豆等作物上均有所體現(xiàn)。例如：花生噴施烯效唑后可以降低葉片蒸騰速率,提高光合速率,增加結(jié)果數(shù)和粒重,進(jìn)而增加產(chǎn)量[13]；在油菜苗期噴施烯效唑后葉片葉綠素含量增加,葉片凈光合速率提高,抗倒伏能力增強(qiáng),從而引起單株角果數(shù)和千粒重的增加[15]；烯效唑噴施能緩解大豆淹水脅迫,有效改善淹水脅迫下大豆葉片的光合特性,提高葉片的凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度,顯著提高大豆體內(nèi)抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,提高脯氨酸含量,增強(qiáng)耐漬能力,從而增加產(chǎn)量[16-17]。在本研究中,噴施烯效唑后,秋芝麻的單株蒴果數(shù)、每蒴粒數(shù)、千粒重和單株種子重等產(chǎn)量性狀均出現(xiàn)了不同程度的增加,從而使單位面積產(chǎn)量顯著增加,這與上述研究結(jié)果一致。這可能由于秋芝麻苗期因高溫容易旺長(zhǎng),而烯效唑的噴施能有效控制旺長(zhǎng),提高抗逆能力,從而促進(jìn)產(chǎn)量的增加。關(guān)于烯效唑噴施促進(jìn)秋芝麻增產(chǎn)的詳細(xì)機(jī)理有待于今后進(jìn)一步研究探索。

此外,在秋芝麻生產(chǎn)和種子繁育過(guò)程中,其自下而上開花的無(wú)限生長(zhǎng)習(xí)性導(dǎo)致植株不同部位種子的生長(zhǎng)發(fā)育程度不完全一致,從而導(dǎo)致不同部位種子的粒重、產(chǎn)量和質(zhì)量存在較大差異,影響其生產(chǎn)產(chǎn)量和種子質(zhì)量。本研究發(fā)現(xiàn),秋芝麻葉面噴施烯效唑能顯著提高植株上部蒴果的每蒴粒數(shù)和種子千粒重,這為秋芝麻生產(chǎn)和種子繁育提供了較好的技術(shù)參考。