陳 韜

(河南省平輿縣農(nóng)業(yè)技術推廣站，河南 平輿 463400)

0 引言

小麥是我國主要的糧食作物，隨著人口的持續(xù)增長和可利用耕地面積的不斷減少，保障糧食安全的重要性日益突顯[1]。近年來，由于長期連作和不合理的耕作措施，導致小麥病蟲害發(fā)生加劇，除了優(yōu)良品種的選育，在播種前對小麥種子進行包衣處理是減少小麥病蟲害、提高產(chǎn)量最為有效的方法[2-3]。種子包衣是以殺蟲劑、殺菌劑、植物生長調(diào)節(jié)劑、成膜劑及其他功能性助劑為原料加工而成的農(nóng)藥劑型[4]。包衣后的種子隨著發(fā)芽和植株的生長，種衣劑活性物質(zhì)逐漸釋放，發(fā)揮作用，能夠有效防治蚜蟲、地下害蟲和紋枯病等病蟲害，且種子包衣劑具有成本低、操作簡單和藥效長等特點，在小麥生產(chǎn)中被廣泛應用[5-6]。

小麥種子萌發(fā)和幼苗生長是小麥生長過程中的關鍵環(huán)節(jié)，直接影響小麥后期生長和最終產(chǎn)量。包衣劑對種子萌發(fā)及幼苗生長有顯著作用。李紀白[7]研究表明，種衣劑處理會延遲種子的出苗，不同種衣劑處理均降低了種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，且發(fā)芽指數(shù)與種衣劑濃度正相關。張夢晗等[8]研究了吡蟲啉種衣劑對小麥的影響，結果表明，種衣劑處理后出苗推遲，幼苗根系活力增加。田體偉等[9]研究了戊唑醇種衣劑對小麥種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，結果表明，戊唑醇種衣劑推遲小麥出苗時間，影響種子吸水性和相關酶活性進而影響種子萌發(fā)。盡管小麥種衣劑在小麥生產(chǎn)上運用較多，也有種衣劑對小麥種子萌發(fā)相關報道，但是均未能夠深入研究小麥幼苗生長的變化特征。因此，本文通過室內(nèi)發(fā)芽試驗和田間試驗研究小麥種子萌發(fā)和幼苗的生長變化特性，以揭示種衣劑對小麥種子萌發(fā)及幼苗生長影響的生理基礎，為合理、高效地在生產(chǎn)中應用種衣劑提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種選用百農(nóng)207，試驗藥劑采用35%咯菌腈·精甲霜懸浮種衣劑(先正達作物保護有限公司)；31.9%戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑(德國拜耳公司)；12%吡唑·滅菌唑懸浮種衣劑[巴斯夫(中國)有限公司]；12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑(陜西上格之路生物科技有限公司)。

1.2 處理方法

稱量相應的種衣劑藥劑，加清水稀釋后均勻拌種，35%咯菌腈·精甲霜懸浮種衣劑10 mL拌種10 kg，31.9%戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑30 mL拌種10 kg，12%吡唑·滅菌唑懸浮種衣劑6.5 mL拌種10 kg，12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑50 mL拌種10 kg。拌種后種子在通風陰涼處晾干24 h，防止種衣劑脫落。

1.3 試驗設計

1.3.1 室內(nèi)試驗設計

試驗采用完全隨機設計，以清水拌種為對照(CK)，設置4個包衣劑處理，分別為35%咯菌腈·精甲霜懸浮種衣劑(N1)，31.9%戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑(N2)，12%吡唑·滅菌唑懸浮種衣劑(N3)，12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑(N4)。選擇顆粒飽滿、色澤正常且整齊一致的小麥種子包衣，將準備好的種子置于鋪有2層濾紙的發(fā)芽盒中，腹溝朝下，種胚朝上，每個培養(yǎng)皿放30粒種子，每處理設置5次重復，置于人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。保持濾紙濕潤，氣候室內(nèi)每天12 h光照，12 h暗處理培養(yǎng)，晝夜溫度為25和22 ℃，相對濕度為50%。每天統(tǒng)計正常發(fā)芽的種子數(shù)，第4天計算發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計發(fā)芽率，7 d后將幼苗取出，測定各指標。

1.3.2 田間試驗設計

田間試驗于2019年10月在河南省平輿縣進行，試驗處理設置同室內(nèi)試驗，于2019年10月13日播種，小區(qū)面積15 m×3 m=45 m2，播種前將全部玉米秸稈粉碎后翻壓還田，施入氮肥(N)180 kg/hm2，磷肥(P2O5)120 kg/hm2，鉀肥(K2O)120 kg/hm2，試驗田按照當?shù)馗弋a(chǎn)栽培麥田管理要求進行，播種后60 d測定各指標。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)的測定

室內(nèi)試驗以芽長2 mm為發(fā)芽標準，測定發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

(1)

(2)

(3)

1.4.2 貯藏物質(zhì)的測定

取25粒風干種子稱量，在80 ℃烘干后稱量，小麥種子在培養(yǎng)室培養(yǎng)7 d后取出，將種子取下在80 ℃烘干后稱量，用于計算貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運量、貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運率、貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率。

貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運量=最初種子干質(zhì)量-殘留物干質(zhì)量

(4)

(5)

貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率

(6)

1.4.3 小麥根系形態(tài)的測定

大田試驗在小麥播種后60 d，各處理隨機選取10株小麥幼苗，小心地取出根系，用蒸餾水沖洗干凈，幼苗自根莖處分開，通過根系掃描儀(Scan Wizard EZ)掃描圖像，并使用WSeens根系分析系統(tǒng)(杭州萬深檢測科技有限公司)分析和計算根系長、表面積、體積和直徑，測定完成后將地上部和地下部分別放在烘箱105 ℃殺青20 min，80 ℃烘干至恒質(zhì)量后，稱量。

1.4.4 小麥幼苗質(zhì)量的測定

在小麥播種后60 d，每個小區(qū)連續(xù)取20株，測定小麥苗高、葉齡和分蘗數(shù)，用LI-3100C葉面積儀(美國)測定單株葉面積。

1.4.5 小麥幼苗葉綠素含量及光合參數(shù)的測定

葉綠素含量采用95%乙醇提取-分光光度法測定葉綠素a和葉綠素b；凈光合速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度和蒸騰速率選擇晴朗的上午用光合儀(LI-6400型，美國)測定[10]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010和SPSS24.0進行數(shù)據(jù)整理、分析，Duncan’s法進行顯著性檢驗；采用Excel 2010作圖。

2 結果與分析

2.1 小麥種子萌發(fā)

種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)是反映種子萌發(fā)狀況的重要指標。由表1可知，各處理發(fā)芽率除了N1處理和CK沒有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，N2、N3和N4處理分別比CK高出4.55%、3.79%和5.30%，包衣劑處理間差異均不顯著；各處理種子發(fā)芽勢均顯著低于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK低21.12%、23.87%、32.93%和14.74%，表現(xiàn)為CK>N4>N1>N2>N3；N1處理發(fā)芽指數(shù)顯著高于CK，其他處理和CK沒有顯著差異。

表1 種子包衣劑對小麥種子萌發(fā)的影響

2.2 小麥種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運特性

小麥幼苗的生長主要靠胚乳貯藏物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)運提供碳源和能量，貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運特性能夠反映種子萌發(fā)過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化和植株生長快慢。由表2可知，種子包衣劑處理后小麥種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運量顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出5.37%、8.96%、7.06%和9.95%，N4處理最高，顯著高于N1和N3處理；小麥種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運率表現(xiàn)為N4>N2>N3>N1>CK，種子包衣劑各處理顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出5.37%、8.80%、7.06%和10.01%，N4處理最高，顯著高于N1和N3處理；種子包衣劑處理小麥種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率均顯著高于CK，處理分別比CK高出8.58%、14.83%、12.09%和16.99%，N4處理最高。

表2 種子包衣劑對小麥種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運特性的影響

2.3 小麥幼苗根系形態(tài)

小麥根系形態(tài)對土壤養(yǎng)分、水分的吸收起著關鍵作用。由表3可知，種子包衣劑對小麥根系影響顯著，包衣劑處理的根系長均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出26.54%、37.27%、33.55%和41.43%，N4處理最高；根系表面積變化趨勢和根長相似，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出30.28%、46.80%、38.23%和52.30%；根系體積表現(xiàn)為N4>N2>N3>N1>CK，N2和N4處理間沒有顯著差異，其他處理間差異均顯著。根尖數(shù)N4處理最大，顯著高于其他處理。

表3 種子包衣劑對小麥幼苗根系形態(tài)的影響

2.4 小麥幼苗質(zhì)量

幼苗質(zhì)量反映小麥幼苗生長狀況的好壞。由表4可知，包衣劑處理的小麥苗高顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出8.72%、11.34%、10.20%和16.23%，N4處理最高，N1、N2和N3處理間差異不顯著；分蘗數(shù)N4處理最大，顯著高于CK，和其他處理沒有顯著差異；葉面積表現(xiàn)為N4>N2>N3>N1>CK，N2和N3處理間差異不顯著，其他處理間差異均顯著；干物質(zhì)積累量變化趨勢和葉面積指數(shù)相似，包衣劑處理均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出3.82%、7.42%、5.41%和9.91%。

表4 種子包衣劑對小麥幼苗質(zhì)量的影響

2.5 小麥幼苗葉綠素含量

由圖1可知，種子包衣劑處理葉綠素a含量和葉綠素b含量顯著提高，N1處理葉綠素a含量和CK差異不顯著，N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出4.69%、4.43%和5.99%，各處理表現(xiàn)為N4>N2>N3>N1>CK；種子包衣劑處理葉綠素b含量均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出10.12%、16.07%、13.10%和18.45%，N4處理葉綠素a含量和葉綠素b均最高。

圖1 種子包衣劑對小麥幼苗葉綠素含量的影響

2.6 小麥幼苗光合參數(shù)

由圖2可知，各處理凈光合速率均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出7.65%、15.74%、13.01%和19.20%，N4處理最高，顯著高于其他處理；各處理氣孔導度均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出9.91%、18.02%、9.91%和24.32%，N4處理最高，和N2差異不顯著，顯著高于其他處理；蒸騰速率表現(xiàn)為N4>N2>N3>N1>CK，處理間差異均顯著；胞間二氧化碳濃度N1處理顯著高于CK，高出4.90%，其他處理間沒有顯著差異。

圖2 種子包衣劑對小麥幼苗光合參數(shù)的影響

3 討論

3.1 種子發(fā)芽和貯藏物質(zhì)

種衣劑處理后種子正常萌發(fā)是植株生長的保障，其中種衣劑的成分、劑型和劑量是影響種子萌發(fā)的關鍵[11]。有研究表明，種子包衣劑能夠影響種子發(fā)芽。劉孟娟等[12]研究表明，種衣劑可降低花生種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率。戰(zhàn)欣欣等[13]對紫花苜蓿包衣后，雖然發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)較對照降低，但有效提高了田間出苗。本研究結果表明，包衣劑處理種子發(fā)芽率顯著升高，但是發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)降低，第4天小麥種子發(fā)芽數(shù)較少，在一定程度上說明種衣劑處理推遲了小麥種子發(fā)芽，和前人研究結果一致，可能由于包衣藥劑中使用了粘著劑而導致包衣種子發(fā)芽勢降低的現(xiàn)象。但種子發(fā)芽率整體提升，可能是由于包衣劑含有成膜劑，在種子表面形成保護膜，減緩了種子吸水，從而延緩發(fā)芽，因此種衣劑處理后對種子發(fā)芽的抑制影響可能與種子吸水能力的降低有關[14]。

種子萌發(fā)到幼苗生長主要依靠貯藏在種子中的有機物質(zhì)的轉(zhuǎn)化來提供能量[15]。本研究中，種子包衣劑處理后幼苗干質(zhì)量、小麥種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運量、貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運率和貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率均顯著高于CK，N4處理最高，可能是由于種衣劑中的微量元素、植物激素及有效成分的代謝產(chǎn)物能夠促進種子中物質(zhì)轉(zhuǎn)化，能夠為中后期生長發(fā)育奠定基礎。小麥的幼苗干質(zhì)量低于種子貯藏物質(zhì)轉(zhuǎn)運量是由于種子萌發(fā)過程中呼吸作用消耗了一部分干物質(zhì)。

3.2 小麥幼苗生長及光合特性

根系是小麥重要組成部分，不僅起著吸收、固定和支持等作用，還是多種激素、氨基酸的合成部位[16]。崔文艷等[17]研究認為，種衣劑包衣可有效地防止玉米幼苗根系老化、增強根系活力。蔣敏等[18]研究認為，種子包衣后有利于根系微環(huán)境的調(diào)節(jié)，幼苗根長、根直徑、根表面積、根體積顯著增加。本研究表明，包衣劑處理的根系長、根系表面積、根系體積和根尖數(shù)顯著增加，且N4處理最大，主要可能是由于包衣劑含有的生長調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)小麥幼苗內(nèi)源激素平衡，促進根系的生長，也有可能是種衣劑處理增加植物根部的活力，從而促進根生長的變化，提高根部吸收水分和影響的能力，促進根系的生長發(fā)育，有利于土壤養(yǎng)分和水分的吸收，從而促進地上部的生長，提高幼苗質(zhì)量。光合作用決定作物物質(zhì)積累[19]。本研究結果表明，種子包衣劑處理葉綠素a含量、葉綠素b含量及光合參數(shù)顯著提高，可能是由于種衣劑促進根系生長，有利于養(yǎng)分和水分的吸收，為光合作用提供充足的物質(zhì)基礎。

4 結論

種子包衣劑是小麥病蟲害防治的有效措施，種子包衣能夠促進種子發(fā)芽率，但是降低了發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，顯著提高了種子貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)運量和轉(zhuǎn)運速率。田間試驗表明，包衣劑處理的小麥幼苗根系健壯，表現(xiàn)在根長、表面積、體積和根尖數(shù)，幼苗質(zhì)量較好，干物質(zhì)積累量較多，葉色濃綠，光合特性較好，整體來看，12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑處理效果最佳。