陳英花，白如霄，王 娟，張新疆，劉玲慧，劉小龍，馮國(guó)瑞，危常州

（1石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境系，新疆 石河子 832003；2新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第九師農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 塔城 834600）

0 引言

甜菜(Beta vulgarisL.)是適應(yīng)性和抗逆性均強(qiáng)的作物，具有耐寒、抗旱及耐鹽堿等特點(diǎn)[1-4]，它是中國(guó)制糖的主要原料之一，又可作為酒精等新清潔能源生產(chǎn)的生物能源[5-6]，同時(shí)也是中國(guó)北方重要的經(jīng)濟(jì)作物[7]。中國(guó)甜菜糖的產(chǎn)量約占食糖總產(chǎn)量的10% ～20%[8]。新疆作為中國(guó)重要的甜菜產(chǎn)區(qū)，甜菜根產(chǎn)量占中國(guó)甜菜總產(chǎn)量的36.09%，平均單產(chǎn)高出全國(guó)單產(chǎn)32.61%[9]。然而，隨著新疆甜菜單產(chǎn)的增加，含糖率并沒有同步上升，反而隨著高產(chǎn)表現(xiàn)出大幅度的降低，含糖率下降已成為目前新疆甜菜生產(chǎn)中亟待解決的問題[10]，隨著新品種的引進(jìn)和施肥策略的研究，外源添加物和中微量元素成了調(diào)控甜菜生長(zhǎng)研究的新話題。

烯效唑(Uniconazole)是常用植物生長(zhǎng)延緩劑的一種，它不僅能使植株矮化，達(dá)到防止倒伏的目的，還能提高植株的抗逆性。前人研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的烯效唑可以降低玉米[11]、甜葉菊[12]、番茄[13]和大豆[14]等作物的株高，并增加了莖粗，增強(qiáng)了植株抗倒伏的能力。前人研究還表明，烯效唑處理可提高小麥[15]、水稻[16]、玉米[17]和烤煙[18]等作物葉片的葉綠素含量及光合速率，進(jìn)而提高作物產(chǎn)量。本項(xiàng)目前期研究表明，一定濃度的烯效唑可以降低甜菜株高、提高甜菜葉片的葉綠素含量和干物質(zhì)積累，增加塊根的產(chǎn)量[19]，與前人研究結(jié)果一致。在中國(guó)西北地區(qū)，限制甜菜產(chǎn)量的最主要因子是氮和硼，植株缺乏氮和硼將顯著降低甜菜的產(chǎn)量[20]。硼可以通過影響葉綠素的合成進(jìn)而影響光合作用[21]。已有研究表明，葉面施用硼肥可增加植物生長(zhǎng)初期的葉片葉綠素含量，也可使衰老時(shí)期的葉綠素含量高于同期不施用硼肥處理的葉片，從而明顯提高植物的光合速率[22]；同時(shí)，施用硼肥也可以使甜菜葉片的有效光合面積擴(kuò)大，通過調(diào)節(jié)氣孔導(dǎo)度，促進(jìn)植株體內(nèi)碳水化合物的代謝[23]。

近幾年來，對(duì)于微量元素硼對(duì)大田甜菜生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響并未有太多的研究，大多數(shù)以苗期的盆栽研究為主，同時(shí)以烯效唑作為化控技術(shù)的手段在大田上的應(yīng)用鮮有報(bào)道，在濃度選擇上主要借鑒其他大田作物，因此存在盲目施用和使用不當(dāng)?shù)葐栴}。本研究擬通過在甜菜葉叢期，葉面單獨(dú)噴施烯效唑、硼及烯效唑和硼復(fù)配，來研究葉叢期噴施烯效唑和硼處理對(duì)甜菜生長(zhǎng)、體內(nèi)碳氮代謝、產(chǎn)量和含糖率的影響，以期為塔額盆地甜菜生產(chǎn)提質(zhì)增效提供一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020年4月至10月在塔城地區(qū)163團(tuán)3連進(jìn)行，供試甜菜品種為‘Beta 468’，烯效唑(Un，95%)、硼（B，四水八硼酸鈉，21.7%）。烯效唑的噴施濃度根據(jù)本課題前期研究確定[19]，硼的噴施濃度根據(jù)參考文獻(xiàn)確定[22][24-25]。土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)如表1所示。

表1 供試土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)

1.2 栽培管理

試驗(yàn)地采用滴灌栽培，種植方式為覆膜后機(jī)械點(diǎn)播，膜寬50 cm，行距43 cm，株距19 cm，理論株數(shù)1.11×105株/hm2。施肥按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行，施肥量N、P2O5、K2O 分別為 210 kg/hm2、178 kg/hm2、100 kg/hm2，全生育期灌水量為6600 m3。于2020年4月24日播種，2020年10月11日進(jìn)行收獲測(cè)產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在葉叢期（6月30日，出苗后60天）進(jìn)行噴施處理，采用20 L的噴霧器進(jìn)行人工噴霧處理，噴施次數(shù)為2次，時(shí)間間隔為6天，噴施時(shí)間避開了中午最高溫，每次噴施溶液用量為450 L/hm2。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)長(zhǎng)10.5 m，寬3.72 m，面積39.06 m2，且試驗(yàn)地盡量選擇肥力均勻的地塊，確保前期長(zhǎng)勢(shì)均勻。試驗(yàn)設(shè)計(jì)以及噴施濃度如下：

（1）CK：清水對(duì)照；

（2）Un：30 mg/L烯效唑；

（3）B：2 g/L四水八硼酸鈉；

（4）Un+B：30 mg/L烯效唑+2 g/L四水八硼酸鈉。

于第二次噴施處理10后天開始取樣，取樣要求根據(jù)不同指標(biāo)的測(cè)定進(jìn)行。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

株高：在小區(qū)中選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株用直尺量出葉叢的高度。

葉柄長(zhǎng)度：即從葉基部到葉片相連部位的長(zhǎng)度，連續(xù)選取5株進(jìn)行測(cè)量，選取倒三葉開始測(cè)量，每株測(cè)量5根葉柄，求取平均值。

葉片數(shù)：在小區(qū)中間選取5株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株用計(jì)數(shù)法記錄綠色的葉片數(shù)。

生物量：田間隨機(jī)選取各小區(qū)長(zhǎng)勢(shì)均一具有代表性甜菜3株帶回試驗(yàn)室，然后將地上部、地下部植株樣品用自來水沖洗凈后，再用蒸餾水沖洗2 ～3次，將植株分為葉片、葉柄、塊根三部分，在105℃殺青30min。地上部在80℃烘箱中烘干至恒重，地下部塊根置于通風(fēng)干燥處晾干（塊根中后期含糖量較高，殺青后直接烘干易流失糖分），在烘箱進(jìn)行70℃烘干至恒量。稱量植物樣品干質(zhì)量獲得甜菜地上部和地下部干物質(zhì)積累量，粉碎、過篩后進(jìn)行密封保存，備用。

葉綠素含量：葉綠素含量參照趙寧春等[26]方法，采用無水乙醇和丙酮(1:1)混合液浸提法。從田間的甜菜選取葉齡相同、大小一致的葉片，一般為完全展開葉的倒三葉，用濕潤(rùn)紗布擦洗干凈，在主脈兩側(cè)相同部位用打孔器取樣，迅速稱取0.2g。將0.2g葉圓片剪成2 ～5mm的細(xì)絲放入大試管內(nèi)，準(zhǔn)確加入20 mL混合液，震蕩，使葉片細(xì)絲分散開來，加蓋，在室溫下浸提。待葉片細(xì)絲完全變白以后，直接取浸提液利用722型分光光度計(jì)比色測(cè)定。

葉面積指數(shù)：打孔稱重法測(cè)定。先稱重所有葉片的鮮重W1，取葉片10片，在10片混合葉片上用一定直徑的打孔器打孔，10片混合圓片的面積為S1，稱其重量為W2，葉片總面積見公式(1)。葉面積指數(shù)的計(jì)算見公式(2)。

光合性能：采用中國(guó)北京雅欣理儀公司的Yaxin-1102便攜式光合蒸騰儀測(cè)定凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間二氧化碳濃度。

碳酸酐酶活性：采用酶聯(lián)生物公司的ELISA試劑盒進(jìn)行檢測(cè)。酶液的提?。航M織樣本先放入2 ～8℃12 h，然后放入室溫平行1 h，生理鹽水沖洗，濾紙吸干周圍水分，切取組織稱其重量，按照組織勻漿與緩沖液1:9比例進(jìn)行處理，其他步驟按照試劑盒說明即可。

硝酸還原酶、谷氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶、蔗糖轉(zhuǎn)化酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶的測(cè)定方法同碳酸酐酶的測(cè)定。

根長(zhǎng)：收獲時(shí)選取15株用軟尺進(jìn)行測(cè)量，切痕至根尾（根圍1 cm左右）。

根圍：收獲時(shí)選取15株用軟尺進(jìn)行測(cè)量。

根產(chǎn)量：收獲時(shí)選取6.67 m2的面積，統(tǒng)計(jì)收獲株數(shù)并對(duì)這一面積的塊根進(jìn)行稱重。

含糖率：采用手持式折光計(jì)進(jìn)行測(cè)定，含糖率的計(jì)算見公式(3)。

1.5 數(shù)據(jù)處理及分析

用Microsoft Office工具Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和整理，SPSS Statistics 19.0對(duì)數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)藝性狀

由表2所示，噴施處理對(duì)甜菜農(nóng)藝性狀有一定的影響。與CK相比，噴B處理的葉片數(shù)顯著增加了13.33%，噴Un和Un+B的復(fù)配并未顯著增加葉片數(shù)。與CK相比，噴B處理的株高顯著增加了3.64%，噴Un處理的株高顯著降低了8.33%，噴Un+B復(fù)配處理顯著降低了2.61%；Un+B復(fù)配與噴Un相比顯著增加了6.24%，與噴B相比顯著降低了6.03%。噴B處理的葉柄長(zhǎng)度較CK顯著增加了7.33%，其他處理與CK相比無顯著差異。噴施處后的塊根根長(zhǎng)19.68具體表現(xiàn)為Un+B>B>Un>CK，分別較CK增加了19.68%、14.76%和7.38%，且差異顯著；Un+B復(fù)配處理的根長(zhǎng)較B和Un處理顯著增加了4.29%和11.45%。與CK相比，噴B和Un+B復(fù)配處理的根圍顯著增加了13.63%和10.36%，噴Un處理與CK相比差異不顯著；噴Un+B復(fù)配處理與Un相比，根圍顯著增加了8.25%，與B相比差異不顯著。

表2 噴施處理后對(duì)甜菜農(nóng)藝性狀的影響

2.2 光合特性

噴施處理可顯著提高甜菜葉片的光合性能（圖1）。與CK相比，噴施處理顯著促進(jìn)了葉片的凈光合速率，分別較CK增加了40.24%、13.95%和13.49%，其中Un+B復(fù)配處理較噴Un處理顯著增加了23.08%，較噴B處理顯著增加了23.58%。噴施處理后葉片的蒸騰速率具體表現(xiàn)為Un+B>B>Un>CK，且各噴施處理與CK相比差異顯著；其中Un+B復(fù)配組合的葉片蒸騰速率與噴B處理相比顯著增加了49.49%，與噴Un處理相比顯著增加了58.23%。噴施處理的氣孔導(dǎo)度均顯著高于CK，具體表現(xiàn)為Un+B>Un>B>CK，其中Un+B復(fù)配處理顯著高于噴Un和噴B處理。與CK相比，噴Un+B復(fù)配和噴硼處理的胞間CO2較CK顯著提高了32.36%和9.60%，噴Un處理差異不顯著；Un+B復(fù)配與噴B和噴Un相比，顯著增加了19.86%和28.08%。

圖1 噴施處理對(duì)甜菜葉片光合性能的影響

2.3 干物質(zhì)積累、根冠比和葉面積指數(shù)

噴施處理可影響干物質(zhì)的積累和分布（表3）。與CK相比，噴施處理顯著促進(jìn)了甜菜塊根的干物質(zhì)積累，具體表現(xiàn)為Un+B>Un>B>CK，分別增加了23.32%、13.57%和10.67%；Un+B復(fù)配處理與Un和B處理相比，塊根干物質(zhì)分別增加了8.58%和11.43%，且差異顯著。與CK相比，葉柄的干物質(zhì)積累無顯著差異。葉片干物質(zhì)積累的具體表現(xiàn)為B>Un+B>Un>CK，分別較CK增加了30.18%、23.32%和20.27%，且差異顯著；Un+B復(fù)配與Un和B處理相比差異不顯著。與CK相比，Un+B、B和Un處理的總干物質(zhì)積累分別增加了17.60%、13.32%和10.98%，且差異顯著；Un+B復(fù)配與B處理的總干物質(zhì)積累差異不顯著，與Un處理的總干物質(zhì)積累差異顯著且增加了5.97%。根冠比的具體表現(xiàn)為Un+B>Un>CK>B，其中Un+B復(fù)配處理顯著大于CK和B處理，分別增加了14.29%和21.95%。噴施處理的葉面積指數(shù)具體表現(xiàn)為B>Un+B>Un>CK,分別提高了31.85%、19.75%和6.69%,且差異顯著；Un+B復(fù)配處理的葉面積指數(shù)顯著大于Un處理，但低于B處理。

表3 噴施處理后對(duì)甜菜干物質(zhì)積累、根冠比和葉面積指數(shù)的影響

2.4 葉片和塊根碳氮代謝酶活性

由表4可知，噴施處理可影響葉片的部分碳氮謝酶活性。噴施處理的谷氨酸合成酶活性與CK相比并無顯著差異。谷氨酰胺合成酶活性的具體表現(xiàn)為Un+B>CK>Un>B，Un+B復(fù)配處理較CK顯著提高了13.02%、較Un處理顯著提高了12.60%、較B處理顯著提高了13.79%。噴施處理的硝酸還原酶活性的具體表現(xiàn)為Un+B>B>Un>CK，分別較CK提高了23.79%、17.95%和14.85%。與CK相比，葉片蔗糖磷酸合成酶活性并未顯著提高。噴B處理的葉片蔗糖合成酶活性顯著高于其他處理，較CK增加了19.33%，其他噴施處理與CK相比無顯著差異。噴施處理的葉片轉(zhuǎn)化酶活性無顯著差異。

表4 噴施處理對(duì)甜菜葉片酶活性的影響

葉面噴施處理可以促進(jìn)甜菜塊根的部分碳氮代謝酶活性（表5）。與CK相比，噴B和Un處理顯著提高了谷氨酸合成酶活性，分別提高了59.81%和49.47%，Un+B復(fù)配與Un和B相比并未促進(jìn)酶活性。塊根谷氨酰胺合成酶活性的具體表現(xiàn)為Un+B>Un>B>CK，其中Un+B復(fù)配和Un處理顯著較CK提高了68.73%和25.98%，噴B處理與CK相比差異不顯著；Un+B復(fù)配與Un和B相比，分別增加了33.93%和67.72%，且差異顯著。噴施處理的塊根硝酸還原酶活性均顯著高于CK，分別提高了54.07%、37.64%和12.5%；其中Un+B復(fù)配分別較B和Un提高了11.94%和36.96%，且差異顯著。塊根的蔗糖磷酸合成酶活性具體表現(xiàn)為Un+B>B>Un>CK，分別較CK增加了69.31%、60.24%和37.73%，且差異顯著；Un+B復(fù)配較B和Un處理顯著增加了5.66%和22.93%。塊根的蔗糖合成酶活性具體表現(xiàn)為B>Un>Un+B>CK，分別較CK增加了45.43%、32.95%和21.22%，且差異顯著；Un+B復(fù)配的蔗糖合成酶活性顯著低于B和Un處理。塊根轉(zhuǎn)化酶活性的具體表現(xiàn)為B>Un+B>Un>CK，分別較CK增加了35.79%、33.20%和26.87%，且差異顯著；Un+B復(fù)配的轉(zhuǎn)化酶活性較B處理顯著降低了1.91%，較Un處理顯著提高了4.99%。

表5 噴施處理對(duì)甜菜塊根酶活性的影響

2.5 產(chǎn)量和含糖率

從表6可知，噴施處理可以提高甜菜收獲時(shí)的產(chǎn)量和含糖率。噴施處理的產(chǎn)量具體表現(xiàn)為Un>Un+B>B>CK，分別較CK增加了10.77%、9.97%和2.85%，其中Un+B復(fù)配和Un處理的產(chǎn)量顯著高于CK，Un+B復(fù)配與Un和B處理的產(chǎn)量無顯著差異。與CK相比，噴施處理的含糖率均顯著高于CK，分別提高了0.79%、0.55%和0.47%，Un+B復(fù)配與Un和B處理相比含糖率無顯著差異。產(chǎn)糖量的具體表現(xiàn)為Un+B>Un>B>CK，分別較CK提高了15.31%、13.93%和6.21%，其中Un+B復(fù)配和Un處理的產(chǎn)糖量顯著高于CK，Un+B復(fù)配與Un和B處理的產(chǎn)量無顯著差異。

表6 噴施處理對(duì)甜菜收獲時(shí)產(chǎn)量、含糖率和產(chǎn)糖量的影響

2.6 碳氮謝酶活性與產(chǎn)量和含糖率的相關(guān)性分析

通過對(duì)塊根碳氮代謝酶與產(chǎn)量和含糖率之間的相關(guān)分析（表7），結(jié)果表明，碳氮代謝酶活性與產(chǎn)量均為正相關(guān)關(guān)系，其中谷氨酰胺合成酶活性和產(chǎn)量之間差異顯著。通過碳氮代謝酶活性與含糖率之間的相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)酶活性與含糖率均呈正相關(guān)關(guān)系，其中谷氨酰胺合成酶活性與含糖率之間差異顯著，硝酸還原酶、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖轉(zhuǎn)化酶與含糖率之間差異極顯著。

表7 塊根碳氮代謝酶活性與產(chǎn)量和含糖率的相關(guān)分析

3 討論

葉叢期噴施處理，葉片數(shù)與CK相比均有所增加，除噴硼之外，其他處理差異不顯著。周燕[27]和李丹等[28]研究表明，烯效唑具有調(diào)控植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)、縮短節(jié)間、增強(qiáng)抗逆性和提高果實(shí)品質(zhì)的作用。近年來國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者對(duì)烯效唑在花卉[29]、蔬菜[30]和谷物類[31]等作物生理特性和田間應(yīng)用技術(shù)做了大量研究。在本研究中，葉面噴施烯效唑以及烯效唑和硼的復(fù)配較CK顯著降低了葉叢高度，這與高建芹等[32]研究相似，其中烯效唑和硼復(fù)配的結(jié)果趨向于單一烯效唑噴施的結(jié)果。葉叢期葉面噴施烯效唑、硼以及烯效唑和硼的復(fù)配均顯著提高葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度，與前人研究結(jié)果一致[33-34]，進(jìn)一步證實(shí)葉面噴施可以促進(jìn)葉片的光合性能。甜菜是收獲地下塊根的作物，不同器官干物質(zhì)分配將會(huì)直接影響收獲時(shí)塊根的產(chǎn)量[35]，同時(shí)葉叢期是組織構(gòu)建和新陳代謝旺盛的時(shí)期，需要消耗較多的物質(zhì)和能量[36]。噴施處理后，甜菜總干物質(zhì)積累顯著高于CK，分別較CK增加了17.60%、13.32%和10.98%；噴施處理的塊根干物質(zhì)積累和葉片干物質(zhì)積累的趨勢(shì)與總干物質(zhì)積累一致，葉柄干物質(zhì)積累表現(xiàn)突出的為噴硼處理，說明通過葉片的光合產(chǎn)物未能及時(shí)轉(zhuǎn)移到地下部，大量的同化產(chǎn)物留在了葉柄中。干物質(zhì)在塊根的大量積累，也表現(xiàn)在塊根的根長(zhǎng)和根圍上，噴施處理后的塊根根長(zhǎng)和根圍均高于CK。以上結(jié)果表明噴施處理可促進(jìn)甜菜葉片的光合特性，增加植株的干物質(zhì)積累及塊根的根長(zhǎng)和根圍，烯效唑和硼復(fù)配的效果最優(yōu)。

在本研究中，葉面噴施處理顯著增加了葉片的硝酸還原酶活性，烯效唑和硼復(fù)配顯著增加了谷氨酰胺合成酶活性，但對(duì)于碳代謝酶活性并未表現(xiàn)出明顯的促進(jìn)或抑制，說明在該時(shí)期噴施處理對(duì)于葉片的碳代謝酶活性并未產(chǎn)生影響。塊根的氮代謝酶活性與葉片的趨勢(shì)一致，塊根的碳代謝酶活性均顯著高于CK，說明噴施處理促進(jìn)了塊根的糖積累，為收獲時(shí)的含糖率奠定了基礎(chǔ)。程玉杰[37]研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施硼可以增加甜菜塊根產(chǎn)量和產(chǎn)糖量，彭浩等[38]研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施烯效唑能夠顯著增加花生的產(chǎn)量。在本研究中，噴施烯效唑、烯效唑和硼復(fù)配的產(chǎn)量顯著增加了10.77%和2.85%。含糖率的趨勢(shì)與塊根碳代謝相關(guān)酶活性表現(xiàn)一致，尤其是蔗糖磷酸合成酶和轉(zhuǎn)化酶活性的增加，明顯的促進(jìn)了塊根內(nèi)蔗糖的合成，提高了收獲時(shí)甜菜塊根的含糖率。烯效唑、烯效唑和硼復(fù)配的產(chǎn)糖量顯著高于CK，分別較CK增加了15.31%和13.93%。由此可得，葉叢期不同物質(zhì)噴施處理可以影響植株生長(zhǎng)和體內(nèi)代謝酶活性，進(jìn)而影響收獲時(shí)的產(chǎn)量和含糖。研究中發(fā)現(xiàn)，塊根中不同碳代謝酶活性對(duì)于收獲時(shí)的含糖率和產(chǎn)量有一定的影響，但由于試驗(yàn)條件的限制，塊根中酶活性的測(cè)定未形成階段性數(shù)據(jù)，因此，階段性測(cè)定處理后碳代謝相關(guān)酶活性，可了解糖分積累和貯存的過程，從而解釋含糖率提高的原因。

4 結(jié)論

葉叢期噴施烯效唑、硼及烯效唑和硼復(fù)配可促進(jìn)葉片的光合性能，增加植株的干物質(zhì)積累量，促進(jìn)甜菜塊根碳氮代謝相關(guān)酶活性。結(jié)合本研究結(jié)果，烯效唑、硼及烯效唑和硼復(fù)配產(chǎn)量較CK分別增加了10.77%、2.85%和9.97%，含糖率增加了0.47%、0.55%和0.79%，產(chǎn)糖量增加了13.93%、6.21%和15.31%，表明外源調(diào)控是提高甜菜產(chǎn)量和含糖率的一條有效途徑。綜合比較，烯效唑和硼復(fù)配與單一烯效唑和硼相比效果更優(yōu)。