王丹丹 ，孔祥清 ，劉明 ，初曉慧 ，張文博

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319；2.北大荒墾豐種業(yè)股份有限公司）

植物生長調(diào)節(jié)劑在很低濃度時就能對植物的生長發(fā)育起到調(diào)節(jié)作用[1-3]。烯效唑是一種高效低毒的三唑類植物生長延緩劑，常被應(yīng)用在調(diào)控作物生長和發(fā)育、增強抗逆性等方面，從而達到增產(chǎn)目的[4-5]。尤其是在作物面對逆境的脅迫時，烯效唑能顯著增強作物對逆境的抵抗能力，逆境條件下，植物體內(nèi)活性氧自由基含量明顯增加，對作物產(chǎn)生嚴(yán)重傷害[6]。植物通過超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）三者協(xié)同作用，使體內(nèi)的氧自由基維持在較低水平，從而防止對細胞造成的傷害。多糖是普遍存在于植物體內(nèi)由多個單糖分子經(jīng)脫水縮合而成的高分子化合物，目前已經(jīng)有許多文獻表明各種植物多糖具有體外或體內(nèi)抗氧化活性，尤其在去除羥自由基方面[7]。植物多糖發(fā)揮抗氧化作用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是對自由基的直接或間接清除作用；二是提高抗氧化酶活性或降低氧化酶活性[8]。對多糖抗氧化作用的研究主要在醫(yī)學(xué)上較多，在對作物的抗氧化方面研究很少。試驗通過葉面噴施烯效唑，研究其對抗氧化作用有關(guān)的酶及多糖的變化，為烯效唑在水稻增產(chǎn)應(yīng)用中提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

水稻品種：龍粳31：母本為龍粳13 號，父本為墾稻8 號，主莖11 片葉，出苗至成熟生育日數(shù)130 d。

綏梗18：母本為綏粳4 號，父本為綏粳3 號，主莖12 片葉，出苗至成熟生育日數(shù)134 d。

墾稻22：母本為墾98-495，父本為墾94-1043，主莖11 片葉，出苗至成熟生育日數(shù)127 d。

洪河農(nóng)場種子公司提供。

供試藥劑：5%烯效唑（uniconazole）SC，江蘇綠葉農(nóng)化有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗時間及地點

2019、2020 年在黑龍江省洪河農(nóng)場科技園區(qū)。

1.3 試驗地概況

土壤屬白漿土，堿解氮214.0 mg·kg-1，速效磷33.25 mg·kg-1，速效鉀 125.3 mg·kg-1，有機質(zhì)含量46 g·kg-1，pH 5.8。每年 5 月 10 日插秧，水稻秧齡 3.5葉期，采用人工插秧旱育苗，插秧規(guī)格30 cm×10 cm機械插秧。施尿素 12 kg·666.7m-2，分 3 次施入，基肥4%，分蘗30%，穗肥10%，施磷酸二銨8 kg·666.7m-2，100%基肥施入，施鉀肥（氯化鉀）10 kg·666.7m-2，基肥60%，穗肥40%。

1.4 試驗處理

在2019 年和2020 年使用5%烯效唑375 mg·kg-1，以不施藥為對照。在水稻拔節(jié)期使用大疆T16 植保無人機噴霧，噴液量16.0 L·hm-2。每處理3 次重復(fù)，每處理3 000 m2。處理區(qū)與對照區(qū)單排單灌，不串水，水、肥、藥等與生產(chǎn)田相同管理。

1.5 指標(biāo)測定

1.5.1 氧化酶及多糖測定

在施藥后15、30、45 d 處理區(qū)和對照區(qū)進行取樣，在每個處理區(qū)內(nèi)隨機選取10 點，每點10 穴，每穴取主莖倒二葉生長發(fā)育良好的葉片1 片。測定時將100 片葉子樣品剪碎并且混勻后進行三種抗氧化酶及多糖的測定。

超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定采用氮藍四唑法，過氧化物酶（POD）活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[9]，過氧化氫酶（CAT）活性的測定采用過氧化氫法[10]，多糖的測定采用苯酚-硫酸法[11]。

1.5.2 形態(tài)指標(biāo)測定

水稻成熟后處理區(qū)和對照區(qū)進行取樣，分別隨機取10 點。取點要求連續(xù)21 穴不缺苗斷空，查出21 穴每穴的分蘗數(shù)，算出平均數(shù)后取與平均數(shù)相同或接近的10 穴作為測定對象，進行形態(tài)指標(biāo)的測量。

（1）株高測定：取每穴主莖，測量主莖自地表根部至穗頂端的高度，以cm 表示。

（2）節(jié)間長測定：取每穴主莖，測量主莖第二節(jié)、第三節(jié)節(jié)間長度，以cm 表示。

1.5.3 產(chǎn)量測定

于成熟期，按對角線取樣法，從小區(qū)中間選取代表性植株5 穴調(diào)查有效穗數(shù)，手工脫粒后用自來水分離實粒和秕粒，實粒稱取3 份30 g，秕粒稱取3 份3 g，計數(shù)后在70 ℃下烘干至恒質(zhì)量，調(diào)查每穗粒數(shù)、結(jié)實率和千粒重，從每小區(qū)中心收割5 m2用于測產(chǎn)，含水量按14%進行折算。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

用GraphPad prism 7 軟件進行圖表制作，用IBM SPSS Statistics 23 進行數(shù)據(jù)顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對不同品種水稻超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響

由圖1 可知，施用烯效唑后，龍梗31、綏粳18 在15 d 時 SOD 活性略有提高，在 30、45 d 時略有下降，差異不顯著；墾稻22 在施藥前期15 d 時SOD 活性略有下降，差異不顯著，第30、45 d，SOD 活性相比對照顯著提高。

圖1 烯效唑?qū)Σ煌贩N水稻SOD 活性的影響Fig.1 Effects of uniconazole on SOD activity of different rice varieties

2.2 對不同品種水稻過氧化物酶（POD）活性的影響

由圖2 可知，與對照組相比，在施藥后15 d 時龍粳31 POD 活性顯著升高，但在30 d 和45 d 時POD活性顯著低于對照；墾稻22 在施藥后15、30 d 的POD 活性均顯著升高，差異顯著，45 d 時POD 活性有所下降，差異不顯著；綏粳18 施藥后對各個時期的POD 活性無顯著性影響。

圖2 烯效唑?qū)Σ煌贩N水稻POD 活性的影響Fig.2 Effects of uniconazole on POD activity of different rice varieties

2.3 烯效唑?qū)Σ煌贩N水稻過氧化氫酶（CAT）活性的影響

由圖3 可知，與對照組相比，施藥后龍粳31 在15、30 d 時 CAT 活性極顯著性升高，45 d 時 CAT 活性降低，差異顯著；施藥后墾稻22 在15 d 時的CAT活性極顯著性升高，在30、45 d 時CAT 活性降低，差異不顯著，說明烯效唑?qū)ǖ?2 CAT 活性的影響更多集中在施用15 d 左右。施藥后綏粳18 在15 d 時的CAT 活性明顯增加，差異顯著，在30、45 d 時CAT活性降低，差異顯著。

圖3 烯效唑?qū)Σ挥闷贩N水稻CAT 活性的影響Fig.3 Effects of Uniconazole on CAT activity of different rice varieties

2.4 烯效唑?qū)Σ煌贩N水稻多糖含量的影響

由圖4 可知，烯效唑施用后龍粳31 在15 d 時多糖比對照低，差異極顯著，30 d 時差異顯著。第45 d時略高于對照，差異不顯著；墾稻22 不同時期的多糖含量均低于對照，差異極顯著；綏粳18 在第15 d的多糖含量低于對照，差異不顯著，在30 d 時含量高于對照，差異顯著，45 d 時差異極顯著。

圖4 烯效唑?qū)Σ煌酒贩N多糖含量的影響Fig.4 Effects of uniconazole on polysaccharides content in different rice varieties

2.5 烯效唑?qū)Σ煌贩N水稻株高、節(jié)間長的影響

由表1 看出，與對照組相比，噴灑烯效唑使龍粳31、墾稻22、綏粳18 的株高降低，差異極顯著，使龍粳31、墾稻22、綏粳18 的基部第2 節(jié)節(jié)間長差異顯著；龍粳31、墾稻22 的基部第3 節(jié)節(jié)間長差異極顯著。

表1 烯效唑?qū)Σ煌贩N水稻株高、節(jié)間長的影響Table 1 Effects of uniconale on resistance to bending，plant height and internode length of different rice varieties

綜上可知，與對照相比，烯效唑使不同品種株高均顯著降低，基部第3 節(jié)節(jié)間長顯著縮短。

2.6 烯效唑?qū)Σ煌贩N水稻產(chǎn)量的影響

由表2 看出，烯效唑?qū)埦?1、綏粳18 有效穗數(shù)、穗粒數(shù)、結(jié)實率、千粒重均高于對照，墾稻22 有效穗數(shù)結(jié)實率千粒重均低于對照。不同水稻品種增產(chǎn)效果有所不同，在龍粳31 上增產(chǎn)最高，其次為綏粳18，第三是墾稻22，差異均極顯著。

表2 產(chǎn)量構(gòu)成因素調(diào)查Table 2 Investigation of yield components

3 討論

當(dāng)作物處于正常生長條件下，保護酶系統(tǒng)使其體內(nèi)活性氧（ROS）的產(chǎn)生和抗氧化防御機制處于動態(tài)平衡狀態(tài)，這是作物抵御逆境脅迫傷害的重要機制[12-14]。當(dāng)遭遇逆境脅迫時，會導(dǎo)致活性氧（ROS）積累，使植物受到氧化傷害，這時SOD、POD、CAT 會擔(dān)負清除活性氧的任務(wù)，SOD 能夠催化O2-生成H2O2和O2，POD 能以酚類化合物為底物分解 H2O2，CAT 能將H2O2分子轉(zhuǎn)化為H2O 和O2，從而降低其對細胞膜質(zhì)等物質(zhì)的過氧化而導(dǎo)致的細胞膜的破壞和膜差別透性的喪失，從而提高作物的抗逆性[15-17]。Guo 等[18]的研究表明，抗逆性強的水稻品種抗氧化酶活性比敏感品種要高。同時孫富[19]的研究也顯示，抗逆性更強的作物抗氧化能力更強，抗性酶活性更高。本研究中3個水稻品種使用烯效唑抗性酶活性均有不同程度提高，烯效唑?qū)埞?1、綏粳18 施藥前期、墾稻22 施藥后期SOD 活性提高，能有效的清除氧自由基。且墾稻22 增幅最大。龍粳31 施藥后15 d、墾稻22 在施藥后15、30 d 時POD 活性均顯著升高，說明烯效唑?qū)ǖ?2 能夠保持比較長的抗氧化水平，綏粳18對過氧化物自由基清除沒有明顯影響。烯效唑?qū)埦?18 施用 30 d，墾稻 22、綏粳 18 在 15 d 時 CAT 活性增加，去除過氧化氫自由基效果最佳。

糖類物質(zhì)的氧化分解可以釋放出大量能量，維持作物生命活動，且葉片中多糖增加可提高對羥基自由基的清除能力[20]，研究中與對照相比，烯效唑與施用后烯效唑?qū)埦?1 在第45 d 的多糖含量下降，對墾稻22 不同時期的多糖含量均下降，對綏粳18在第15 d 的多糖含量下降，30、45 d 含量增加，差異顯著。龍粳31、墾稻22 的多糖含量比對照下降，可能是由于抗性酶顯著升高分解出了大量的H2O，總糖被水解為還原糖，從而導(dǎo)致多糖含量下降，說明烯效唑?qū)埦?1、墾稻22 羥自由基的清除不利，對綏粳18施藥后期能夠較好的清除羥自由基。王寶玉[20]研究表明植物生長調(diào)節(jié)劑的使用可加速植株體內(nèi)新陳代謝，但到水稻生育后期，葉片中的可溶性總糖向籽粒庫中轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致含量減低的情況發(fā)生。綏粳18多糖在30、45 d 含量增加可能由于該品種是12 葉品種，基因型與11 片葉的龍粳31、墾稻22 有所不同，從品種介紹看龍粳31、墾稻22 有相似的父本。

植株的抗倒伏能力與株高、節(jié)間長度等因素密切相關(guān)，是多種因素綜合作用的結(jié)果。張明聰[21]的研究表明，株高、節(jié)間長度越短，倒伏風(fēng)險越小。研究中烯效唑與施用后使3 個品種株高極顯著性降低，節(jié)間長顯著性縮短，說明烯效唑施用后在一定程度上提高了水稻的抗倒伏性。與前人研究結(jié)果基本一致。且墾稻22、綏粳18 的株高、節(jié)間長度降幅明顯大于龍粳31。Kamran 等[22]的研究表明，抗性酶活性的提高可使水稻的抗倒伏性增強，與試驗結(jié)論相一致。

4 結(jié)論

通過對不同的水稻品種施用烯效唑，并在不同時期測定相應(yīng)的抗氧化指標(biāo)及多糖來探究烯效唑?qū)λ旧L過程中各個時期的影響。研究發(fā)現(xiàn)烯效唑施用后對水稻的 SOD 活性、POD 活性、CAT 活性、多糖含量、株高、節(jié)間長度均產(chǎn)生了一定的調(diào)節(jié)作用，在不同時期達到了明顯的抗氧化效果，且施用后墾稻22、綏粳18 品種抗倒伏指標(biāo)更好。墾稻22、龍粳31 多糖含量施藥后期下降，對清除羥自由基的能力下降。烯效唑?qū)Σ煌酒贩N增產(chǎn)效果有所不同，在龍粳31 上增產(chǎn)最高為25.2%，其次為綏粳18 增產(chǎn)9.7%，第三是墾稻22 增產(chǎn)4.1%。