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        “勁豐谷德”對小麥抗倒性和產(chǎn)量的影響

        2021-11-09 03:32:16衣政偉朱海鵬徐頌偉周軒正林佩佩
        大麥與谷類科學(xué) 2021年5期
        關(guān)鍵詞:莖稈株高花期

        衣政偉,朱海鵬,徐頌偉,周軒正,林佩佩,袁 紅,王 顯,華 榮*

        (1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院泰州農(nóng)科所,江蘇 泰州 225300;2.江蘇紅旗種業(yè)股份有限公司,江蘇 泰州 225300;3.浙江省遂昌縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,浙江 遂昌 323300)

        小麥是世界上最重要的糧食作物之一,是人類獲取能量的主要來源。為了滿足人們的糧食需求,改良小麥優(yōu)異農(nóng)藝性狀成為提高小麥產(chǎn)量的重要途徑[1]。小麥莖稈是承受外力的主要部位,也是小麥抗倒的主要器官,莖稈的彎曲或折斷導(dǎo)致了莖倒伏。倒伏時間越早,對小麥產(chǎn)量影響越大,而揚花期倒伏對產(chǎn)量的影響最大[2]。小麥倒伏一直是世界性難題,世界各小麥生產(chǎn)國每年都不同程度地發(fā)生小麥倒伏現(xiàn)象,造成大幅度減產(chǎn)[3]。倒伏不僅影響產(chǎn)量,還降低品質(zhì),而且會增加收獲難度[4]。倒伏原因比較多,總體分3種,分別是外部環(huán)境因素、栽培措施以及小麥莖稈形態(tài)結(jié)構(gòu)特征。小麥倒伏主要與植株的高度、基部第2節(jié)間的長度、莖壁厚度、莖稈節(jié)間的充實度以及莖稈內(nèi)物質(zhì)含量有密切關(guān)系[2]。

        解決小麥倒伏問題,通常是采用育種的手段,但耗時長。外源植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)(PRGs)可以影響作物內(nèi)源激素間的平衡,進而對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生巨大影響,同時影響產(chǎn)量[5]。許多研究結(jié)果表明,生長調(diào)節(jié)物質(zhì)對小麥的生長發(fā)育和產(chǎn)量構(gòu)成具有重要影響[5-11],其調(diào)節(jié)效應(yīng)與栽培措施和品種特性也密切相關(guān)。現(xiàn)常規(guī)栽培措施除采用蹲苗、鎮(zhèn)壓等傳統(tǒng)措施[12]外,還應(yīng)考慮結(jié)合化控措施,采用化學(xué)調(diào)控能彌補傳統(tǒng)栽培措施上的不足,起到明顯控制生長、防止倒伏的效果[13]。本研究擬探究不同濃度“勁豐谷德”和噴施時期對小麥莖稈質(zhì)量、抗倒性、產(chǎn)量指標及產(chǎn)量的影響,旨在為小麥高產(chǎn)與抗倒性的有機統(tǒng)一提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗品種及藥劑

        供試小麥品種為寧麥19,為江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所選育的春性早熟小麥品種,審定編號為蘇審麥201201。供試藥劑為“勁豐谷德”(原名“勁豐”)稻麥增產(chǎn)抗倒營養(yǎng)劑,它是由B族維生素與微量元素為主體復(fù)配研制,來源于淮安飛龍農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。該藥劑可以明顯降低小麥穗下節(jié)間長度,增強小麥后期根系活力,使小麥莖稈粗壯、壁厚增加,抗倒防早衰,延長小麥功能葉的功能期,促進光合作用,增加光合產(chǎn)物積累,增加穗粒數(shù)與千粒質(zhì)量,協(xié)調(diào)小麥生長發(fā)育,提高抗逆性。

        1.2 試驗設(shè)計

        本試驗于2018—2019年度在江蘇泰州紅旗良種場試驗站(120.0173°E、32.5525°N)進行,前茬為水稻,土質(zhì)為黏壤土,肥力中等。播種時間為2018年11月10日,種植方式為機條播,播種量為225 kg/hm2。每個處理167 m2?!皠咆S谷德”各期用量處理如下:A1,孕穗期80 g;A2,孕穗期和揚花期各80 g;A3,孕穗期100 g;A4,孕穗期和揚花期各100 g;A5,孕穗期120 g;A6,孕穗期和揚花期各120 g;A7,孕穗期140 g;A8,孕穗期和揚花期各140 g;A9,孕穗期160 g;A10,孕穗期和揚花期各160 g;CK為空白對照。使用方法:小麥抽穗揚花期結(jié)合“兩防一噴”使用,對水用量為1 500 mL/hm2。生長期內(nèi)按常規(guī)栽培措施進行管理,人工除草,拔節(jié)期、孕穗期、灌漿期噴施農(nóng)藥防治白粉病、條銹病、葉銹病等。始穗期4月14日,齊穗期4月18日。

        1.3 取樣方法與測定項目

        每個處理割方收獲2個點,每個處理取樣2個點,按照取樣比例分布測量每個處理中15個單株中每個單穗株高、穗長、節(jié)間數(shù)、各節(jié)間長度、小麥穗莖離莖長度、重心高度、單穗總小花、結(jié)實小花、實粒數(shù)、千粒質(zhì)量、實際產(chǎn)量等。

        莖稈形態(tài)指標:包括單莖的株高、穗長、節(jié)間長度、節(jié)間外徑粗度和莖稈壁厚(用游標卡尺測量橢圓形莖稈的長軸和短軸處的外徑粗度和壁厚,取其平均值)及節(jié)間干質(zhì)量,每小區(qū)選取15個標記單莖測定。莖稈抗折力測定參照張豐轉(zhuǎn)等的方法[14],自制測定抗折力的簡單器材。田間取回莖稈,保留葉鞘、葉片和穗,并保持不失水分。將待測定的節(jié)間置于測定器上,節(jié)間中點與測定器中點對應(yīng)(支點間距5 cm,不足5 cm的節(jié)間,將其置于2支點間的中部,而將相鄰節(jié)間置于支點上進行測定),在中點掛盤子,逐漸加砝碼,直至莖稈折斷,此時砝碼和盤子質(zhì)量即為該節(jié)間的抗折力。

        地上部單莖鮮質(zhì)量:測定帶穗、葉和鞘的完整單莖鮮質(zhì)量。莖稈重心高度:測定莖基部到該莖平衡點的距離。莖稈抗折力:采用拉力法,取莖稈基部第2節(jié)間(去葉鞘),兩端放于高50 cm、間隔5 cm的支撐架的凹槽內(nèi),在其中部掛一彈簧秤,向下緩慢用力拉,使莖稈折斷所用的力加上彈簧秤的質(zhì)量即為該莖的抗折力(機械強度)。用直尺和游標卡尺分別測出節(jié)間長度和粗度。莖壁厚度:每次每個處理取15個單莖求平均值。

        株高構(gòu)成指數(shù)I:穗下節(jié)間長L1+倒2節(jié)間長L2與株高L之比,即I=(L1+L2)/L。節(jié)間構(gòu)成指數(shù)In:任一節(jié)間長Ln與該節(jié)+下一節(jié)間長Ln+1之和的比,即In=Ln/(Ln+Ln+1)。穗下節(jié)間為1,依次類推。品種倒伏系數(shù)的計算,參考王勇等提出的品種倒伏指數(shù)[15]來衡量供試材料抗倒性的相對強弱。品種倒伏指數(shù)(LI)=莖稈鮮質(zhì)量(G)×莖稈重心高度(H)/第2節(jié)機械強度(S)。

        1.4 數(shù)據(jù)處理

        試驗結(jié)果以平均值表示,采用SPSS 18.0和Excel 2003進行有關(guān)數(shù)據(jù)的處理與分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 “勁豐谷德”對寧麥19植株性狀的影響

        本研究發(fā)現(xiàn),“勁豐谷德”對小麥植株株高、節(jié)間長度和重心高度等影響明顯。從表1可以看出,在“勁豐谷德”處理下,小麥株高顯著降低,節(jié)4長、穗下節(jié)長和重心高度也顯著下降,各處理間變化沒有明顯規(guī)律,其中:A9處理的株高和重心高度最低,分別為59.6、39.2 cm。穗長、節(jié)間數(shù)、節(jié)1長、節(jié)2長和節(jié)3長等變化不顯著,除節(jié)間數(shù)外均有升高現(xiàn)象。

        表1 施用“勁豐谷德”對寧麥19植株性狀的影響

        2.2 “勁豐谷德”對寧麥19產(chǎn)量性狀的影響

        寧麥19于11月10日播種,機械撒播,同時開好豐產(chǎn)溝,播種后天氣晴間多云,未及時上水,半個月后上水,后期各處理總體產(chǎn)量不高,可能是因為前期缺水。由表2可知,噴施“勁豐谷德”后各處理的實粒數(shù)、小穗數(shù)有下降趨勢,小花退化數(shù)、千粒質(zhì)量有升高趨勢,部分處理間差異顯著。噴施“勁豐谷德”處理產(chǎn)量總體呈增加的趨勢,且孕穗期和揚花期均做處理普遍要比僅在孕穗期處理的產(chǎn)量增產(chǎn)幅度大。

        表2 施用“勁豐谷德”對寧麥19產(chǎn)量性狀的影響

        2.3 “勁豐谷德”對莖稈特性及抗倒性的影響

        品種倒伏指數(shù)越小,表示該品種的抗倒伏能力越強,反之,越容易倒伏。由表3可知,經(jīng)過“勁豐谷德”處理的倒伏指數(shù)均低于對照,說明“勁豐谷德”有提高小麥抗倒伏能力,其中,A4的倒伏指數(shù)比A3高,A6的倒伏指數(shù)比A5高。朱新開等研究提到,現(xiàn)代小麥品種類型的I值趨近于“黃金分割”比值(0.618),且I值遺傳力較高,與穗粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量呈極顯著正相關(guān)[16]。本研究發(fā)現(xiàn),A4、A8處理的節(jié)間構(gòu)成指數(shù)I1值分別為0.612和0.617,比較接近于“黃金分割”點。另外,由表3可知,單穗質(zhì)量、單莖質(zhì)量、節(jié)2內(nèi)徑和重心高度等指標各處理間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義或高度統(tǒng)計學(xué)意義。單穗質(zhì)量中A4最大,為2.4 g;單莖質(zhì)量中A4最大,為2.1 g。A9的節(jié)2內(nèi)徑最大,為0.59 mm;A4次之,為0.57 mm。A4的機械強度(抗折力)最大,為290 g;A8次之,為285 g。A9的重心高度最低,為39.2 cm;A4倒數(shù)第2,為41.5 cm。各處理倒伏指數(shù)均顯著降低,A5、A6、A7均較小,分別為0.37、0.38、0.39。

        表3 施用“勁豐谷德”對寧麥19產(chǎn)量性狀的影響

        2.4 產(chǎn)量性狀與倒伏指數(shù)相關(guān)性

        由表4得知,小花退化數(shù)與產(chǎn)量,重心高度與穗下節(jié)間長、株高均呈顯著正相關(guān)(P<0.01);小穗數(shù)與品種倒伏指數(shù),穗下節(jié)間長與實粒數(shù)、株高均呈正相關(guān)(P<0.05);產(chǎn)量與重心高度、穗下節(jié)間長、株高,小花退化數(shù)與實粒數(shù)、穗下節(jié)間長均呈顯著負相關(guān)(P<0.01);產(chǎn)量與實粒數(shù)呈負相關(guān)(P<0.05)。

        表4 產(chǎn)量性狀與倒伏指數(shù)相關(guān)性

        2.5 莖稈特性與倒伏指數(shù)相關(guān)性

        各性狀間的相關(guān)性分析由表5可知,株高與節(jié)4長、重心高度和I2呈顯著正相關(guān)(P<0.01),與穗下節(jié)間長和I4呈正相關(guān)(P<0.05)。節(jié)間數(shù)與株高構(gòu)成指數(shù)、I3呈負相關(guān)(P<0.05),與I2呈正相關(guān)(P<0.05)。節(jié)1長與穗下節(jié)間長和重心高度呈負相關(guān)(P<0.05),與I2和I4呈顯著負相關(guān)(P<0.01),與節(jié)2內(nèi)徑呈正相關(guān)(P<0.05)。節(jié)2長與機械強度呈負相關(guān)(P<0.05)。節(jié)3長與I3呈顯著正相關(guān)(P<0.01)。節(jié)4長與穗下節(jié)間長、節(jié)2外徑和I2呈正相關(guān)(P<0.05),與重心高度呈顯著正相關(guān)(P<0.01)。穗下節(jié)間長與重心高度和株高構(gòu)成指數(shù)呈顯著正相關(guān)(P<0.01),與I4呈正相關(guān)(P<0.05)。穗長與單穗質(zhì)量呈正相關(guān)(P<0.05)。單穗質(zhì)量與單莖質(zhì)量、節(jié)2外徑、I3和品種倒伏指數(shù)呈正相關(guān)(P<0.05)。單莖質(zhì)量與節(jié)2內(nèi)徑呈顯著正相關(guān)(P<0.01),與I4呈負相關(guān)(P<0.05)。重心高度與I2呈顯著正相關(guān)(P<0.01),與I4呈正相關(guān)(P<0.05)。節(jié)2內(nèi)徑與I4呈負相關(guān)(P<0.05)。機械強度與品種倒伏指數(shù)呈負相關(guān)(P<0.05)。株高構(gòu)成指數(shù)與I3呈正相關(guān)(P<0.05)。I2與I4呈正相關(guān)(P<0.05)。因此,在降低株高的同時,應(yīng)著重增強基部第2節(jié)間的強度和質(zhì)量,且適當(dāng)降低株高可相應(yīng)下移植株的重心高度,從而增強植株的抗倒伏能力。

        性關(guān)相的間之?dāng)?shù)參數(shù)指伏倒與性特稈莖理處同不5表構(gòu)高株械機2節(jié)2節(jié)心重莖單穗單節(jié)下穗I 4 I 3 I 2 I 1長穗4長節(jié)3長節(jié)2長節(jié)1長節(jié)數(shù)間節(jié)高株數(shù)指成度強徑內(nèi)徑外度高量質(zhì)量質(zhì)長間1高株1 0.488數(shù)間節(jié)1-0.373-0.555 1長節(jié)1 0.139 0.174 0.207 2長節(jié)1 0.280 0.099-0.565 0.204 3長節(jié)1 0.591 0.133-0.528 0.119**0.875 4長節(jié)1*0.704 0.315-0.081*-0.654-0.140*0.650節(jié)下穗長間1 0.497 0.225-0.137-0.470-0.034-0.049 0.366長穗1*0.732 0.412 0.476 0.310-0.461 0.107-0.234 0.402量質(zhì)穗單1*0.618 0.099-0.337-0.012 0.242-0.450 0.510-0.281-0.186量質(zhì)莖單1-0.455 0.311 0.444**0.839**0.812 0.179 0.168*-0.683 0.324**0.912度高心重1 0.439 0.320*0.677 0.323 0.483*0.625 0.461-0.018-0.092-0.097 0.504徑2外節(jié)1 0.200-0.538**0.828 0.415-0.021-0.382-0.210 0.167-0.104*0.668-0.350-0.294徑2內(nèi)節(jié)1-0.030 0.010-0.395 0.257 0.027 0.025-0.183-0.350-0.207*-0.699-0.066-0.156-0.474度強械機1 0.147-0.212 0.325 0.361-0.162 0.275 0.253**0.782 0.376 0.478-0.256-0.410*-0.654 0.088構(gòu)高株數(shù)指成1 0.528 0.192-0.239-0.159 0.085-0.437-0.061 0.381 0.421-0.347-0.362-0.270-0.192-0.304-0.239 I 1 1-0.068 0.001-0.183-0.445 0.297**0.797-0.257 0.257 0.394 0.539*0.627-0.256-0.131**-0.746*0.688**0.840 I 2 1-0.150-0.175*0.623 0.261 0.226 0.450 0.065 0.529*0.603 0.185 0.356 0.484**0.771-0.395-0.001*-0.650 0.066 I 3 1-0.138*0.696 0.097 0.315-0.192*-0.686 0.076*0.728*-0.651-0.263-0.133*0.617 0.566-0.007 0.202**-0.941 0.429*0.620 I 4-0.097 0.248 0.296-0.418-0.098*-0.625 0.523 0.449 0.316 0.490*0.661 0.292 0.205 0.548 0.334 0.116 0.157 0.043 0.561倒種品數(shù)指伏=0.735。=0.602,R 0.01:R 0.05值界臨數(shù)系關(guān):相注

        3 討論與結(jié)論

        本研究結(jié)果表明,孕穗期或揚花期噴施“勁豐谷德”可以提高小麥的抗倒伏能力。噴施“勁豐谷德”可明顯降低小麥的株高、重心高度和基部節(jié)間長度,顯著提高莖稈抗折力,增強其抗倒伏的能力??梢?,在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的要求下,利用化控技術(shù)提高小麥莖稈質(zhì)量可以作為解決小麥倒伏的重要技術(shù)手段。“勁豐谷德”在顯著降低小麥穗莖節(jié)長度和株高的同時,顯著增加了基部節(jié)間2的內(nèi)徑厚度,顯著降低了節(jié)4長、穗下節(jié)長、單位節(jié)間數(shù)、重心高度,提高了小麥莖稈的質(zhì)量,優(yōu)選的A3、A4和A9處理中倒伏指數(shù)分別降低39.4%、18.3%和16.9%,小麥的抗倒伏能力大大提高。單穗質(zhì)量與倒伏指數(shù)呈正相關(guān)(R=0.661),機械強度與倒伏指數(shù)、節(jié)2長均呈負相關(guān),且均具統(tǒng)計學(xué)意義。

        前人研究表明,株高、節(jié)間長度和莖稈粗度等決定著莖稈干物質(zhì)積累、貯藏能力和抗倒伏能力,是小麥高產(chǎn)的重要株型指標[13]。本研究中,“勁豐谷德”在小麥孕穗期和揚花期噴施均可以顯著降低穗莖節(jié)長度、株高和重心高度,增加機械強度并使植株重心下移,減小品種倒伏指數(shù),從而增強小麥的抗倒伏能力,同時增加小麥千粒質(zhì)量,可以提高小麥產(chǎn)量,對產(chǎn)量影響較大??梢?,在高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的要求下,提高小麥莖稈質(zhì)量已成為解決小麥倒伏的重要技術(shù)手段。結(jié)果表明,孕穗期施用“勁豐谷德”處理的抗倒效果與孕穗期和揚花期均進行“勁豐谷德”處理的效果均較好,孕穗期和揚花期均施用“勁豐谷德”處理的產(chǎn)量增加效果要好于單一孕穗期處理。建議在施用時根據(jù)田間群體狀況和生長狀態(tài)確定噴施時期。從經(jīng)濟角度考慮,生長一般、沒有倒伏傾向的田塊最好僅在孕穗期施用,而群體大、長勢旺、有倒伏傾向危險的田塊宜在孕穗期和揚花期均要噴施。本研究推薦A3、A4等處理方法。綜合產(chǎn)量、抗倒性因素推薦選擇A4作為處理辦法?!皠咆S谷德”的其他機理和作用有待進一步研究。

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