劉春增 ，李 潮 ，聶良鵬 ，史鵬飛 ，張 琳 ，張濟世 ，張成蘭 ，呂玉虎 ，李 杰 ，鄭春風 ，曹衛(wèi)東

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南 鄭州 450002；2.羅山縣農(nóng)業(yè)科學研究所，河南 羅山 464200；3.信陽市農(nóng)業(yè)科學院，河南 信陽 464000；4.中國農(nóng)業(yè)科學院 農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

紫云英（Astragalus sinicusL.）又名草籽、翹搖、紅花草等，為豆科黃芪屬綠肥作物之一，具有增加土壤微生物數(shù)量和多樣性、改善土壤理化性狀、提高土壤肥力的作用[1-5]。目前，紫云英種植面積占我國綠肥總種植面積的60%，紫云英的種子生產(chǎn)隨著綠肥作物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大量應用，已成為發(fā)展綠肥生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)[6-7]。然而，由于紫云英花期長，花莢脫落率高，生育后期營養(yǎng)供給不足，葉片早衰、光合作用受損，易倒伏，受其自身結(jié)實特性以及外界氣候條件的影響，導致其種子產(chǎn)量不高，嚴重影響了紫云英的產(chǎn)業(yè)化推廣[8-10]，成為限制綠肥生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的因素。

隨著作物化學調(diào)控技術(shù)的發(fā)展，利用化控技術(shù)塑造作物豐產(chǎn)株型、構(gòu)建理想群體結(jié)構(gòu)正在成為實現(xiàn)農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)追求的目標。施用植物生長調(diào)節(jié)劑已成為提高作物種子產(chǎn)量的輕減化栽培技術(shù)之一[11]。蕓苔素（BR）是第一種被發(fā)現(xiàn)具有植物生長調(diào)節(jié)作用的甾醇類化合物，被稱作第6 代環(huán)保型植物生長調(diào)節(jié)劑，具有促進植物生長、?；ū９?、提高坐果率等作用，可廣泛應用于小麥、果樹、蔬菜及各類農(nóng)作物[12]。吳明榮等[13]研究指出，葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯可促進小麥增產(chǎn)4.93%～7.69%。張艷榮[14]研究表明，BR 可有效提高小麥千粒質(zhì)量與穗粒數(shù)。李國樹等[15]研究發(fā)現(xiàn)，BR 可促進夏黑葡萄花芽分化、植株生長，提高果實品質(zhì)。楊少燕等[16]研究發(fā)現(xiàn)，噴施一定濃度的蕓苔素內(nèi)酯可以提高油茶的產(chǎn)量和出油率。至今，有關(guān)蕓苔素內(nèi)酯在紫云英上的應用未見報道。

本研究擬在大田條件下，通過在紫云英生長發(fā)育關(guān)鍵期現(xiàn)蕾期，采用葉面噴施BR，初步探討B(tài)R對紫云英生長發(fā)育及種子產(chǎn)量的影響，以期為探索紫云英高產(chǎn)栽培新的技術(shù)手段提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

本研究于2018—2019、2019—2020 年在河南省信陽市洋河試驗基地（N32°14′，E114°10′）進行試驗。該地屬亞熱帶向暖溫帶過渡區(qū)，年均日照時數(shù)1 900～2 100 h，年均氣溫15.1～15.3 ℃，年均降雨量900～1 400 mm，年均相對濕度77%。供試土壤為黃棕壤性潛育型水稻土，0～20 cm 土層全氮含量為1.32 g/kg，有效磷含量為12.4 mg/kg，堿解氮含量為55.3 mg/kg，速效鉀含量為75.3 mg/kg，有機質(zhì)含量為17.21 g/kg，pH 值6.5。播前每公頃底施尿素（N 46.4%）103.45 kg、過磷酸鈣（P2O512%）562.5 kg、氯化鉀（K2O 60%）112.5 kg。

1.2 試驗材料

供試紫云英品種為信紫1 號。蕓苔素（BR）由山東綠貝特生物肥料有限公司提供。

1.3 試驗設計

2 a 試驗材料均于9 月28 日播種，播種量為22.5 kg/hm2，播種時將細沙與種子混勻后撒播。于蕾期（3 月17 日）進行葉面噴0.04 mg/L BR 1 次，以噴清水作為對照，噴量均為750 kg/hm2，以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準。每處理小區(qū)面積為20 m2，各處理重復3 次。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 生長發(fā)育指標 于現(xiàn)蕾期（3 月17 日左右）、始花期（3 月25 日左右）及始花后7、14、21、28、35、42 d，每小區(qū)隨機選取5 株生長一致植株，測定其分枝數(shù)、單株質(zhì)量、株高、莖粗和功能葉SPAD 值。

1.4.2 結(jié)實性狀指標 于盛花期每小區(qū)隨機選取生長一致植株20 株標記并記載其主莖枝上總花數(shù)。成熟期考察記載主莖枝上結(jié)莢數(shù)（結(jié)實莢數(shù)、不孕莢數(shù)（癟莢））。摘莢風干脫粒后計算籽粒數(shù)、籽粒質(zhì)量、結(jié)莢率和莢果結(jié)實率。

1.4.3 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素 于成熟期（5 月8 日左右）每小區(qū)隨機取20 株，考察記載結(jié)莢數(shù)、籽粒數(shù)及籽粒質(zhì)量，計算其平均單莢籽粒數(shù)、千粒質(zhì)量，實收5 m2計產(chǎn)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016 和SPSS 18.0 軟件對2 a 數(shù)據(jù)進行處理分析及繪圖。采用PASW 18.0軟件進行方差分析和統(tǒng)計檢驗，采用LSD 法進行差異顯著性檢驗（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 BR 對紫云英生長發(fā)育的影響

2.1.1 株高 由圖1 可知，紫云英株高在現(xiàn)蕾期后開始迅速增長，從現(xiàn)蕾期到始花后21 d 增加的高度約占總株高的50%左右；自始花后21 d 起，株高增長的速度逐漸減慢，至始花后35 d 幾乎停止增長。自始花期起，BR 處理的株高在各時期內(nèi)均略高于對照，但與對照間差異不顯著。

圖1 葉面噴施BR 對紫云英株高的影響Fig.1 The effect of foliar spraying BR on plant height of Chinese milk vetch

2.1.2 莖粗 由圖2 可知，隨生育期的發(fā)育進程，紫云英莖粗的增長呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在始花后21 d達到增長高峰值，之后逐漸減少。自始花期起，BR處理的莖粗在各時期內(nèi)均顯著高于對照，綜合各生育時期，總體上莖粗較對照增加20.83%～37.57%。

圖2 葉面噴施BR 對紫云英莖粗的影響Fig.2 The effect of foliar spraying BR on stem diameter of Chinese milk vetch

2.1.3 單株分枝數(shù) 從圖3 可以看出，紫云英單株分枝數(shù)隨生育期的推進呈持續(xù)下降趨勢。在現(xiàn)蕾期至始花后7 d 分枝數(shù)呈緩慢下降，自始花后7 d起，呈現(xiàn)急速下降趨勢。始花后7 d 之前，BR 處理的分枝數(shù)與對照間差異不顯著；始花后7 d 之后，BR 處理的分枝數(shù)在各生育時期均高于對照，且與對照間達到顯著差異。

圖3 葉面噴施BR 對紫云英單株分枝數(shù)的影響Fig.3 The effect of foliar spraying BR on branches number per plant of Chinese milk vetch

2.1.4 單株質(zhì)量 由圖4 可知，紫云英單株質(zhì)量隨生育期的推進呈先增加后減少的趨勢?，F(xiàn)蕾期至始花后21 d 呈快速增加趨勢，始花后21 d 后，呈迅速下降趨勢。自始花期起，BR 處理的單株質(zhì)量在各生育時期均高于對照，且各生育時期單株質(zhì)量與對照間均差異顯著。綜合各生育時期，與對照相比，BR 處理單株質(zhì)量較對照增加29.71%～62.24%。

圖4 葉面噴施BR 對紫云英單株質(zhì)量的影響Fig.4 The effect of foliar spraying BR on per plant weight of Chinese milk vetch

2.1.5 SPAD 值 從圖5 可以看出，自始花后28 d后，紫云英SPAD 值出現(xiàn)急速下降趨勢。自始花期起，BR 處理SPAD 值在各生育時期均高于對照，且與對照間達到顯著水平。綜合各生育時期，BR 處理葉片SPAD 值較對照增加5.91%～54.61%。

圖5 葉面噴施BR 對紫云英葉片SPAD 值的影響Fig.5 The effect of foliar spraying BR on leaf SPAD values of Chinese milk vetch

2.2 BR 對紫云英結(jié)實相關(guān)性狀的影響

由表1 可知，2 個年度試驗結(jié)果保持一致。與清水對照相比，噴施BR 處理紫云英的花數(shù)、結(jié)莢數(shù)、籽粒質(zhì)量和結(jié)莢率均顯著高于對照（P＜0.05），較對照分別增加11.79%～12.31%、23.67%～26.35%、25.17%～26.71% 和3.88～5.07 百分點。噴施BR處理紫云英的籽粒數(shù)、莢果結(jié)實率較對照分別增加1.68%～1.89% 和0.44～0.50 百分點，但與對照間差異不顯著。

表1 噴施BR 對紫云英結(jié)實相關(guān)性狀的影響Tab.1 Effects of spraying BR on seed setting characteristics of Chinese milk vetch

2.3 BR 對紫云英種子產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表2 可以看出，噴施BR 處理與清水對照在結(jié)莢數(shù)、千粒質(zhì)量和種子產(chǎn)量上均表現(xiàn)為BR＞CK，且處理間差異顯著，在單莢籽粒數(shù)上也表現(xiàn)出BR＞CK，但差異不明顯。由此表明，在花莢發(fā)育中后期，葉面噴施BR 主要是通過提高其莢數(shù)和粒質(zhì)量來提高產(chǎn)量，對單莢籽粒數(shù)的影響不明顯。以2019—2020 年為例，在產(chǎn)量上，BR 處理較對照提高19.02%，與對照間差異達到顯著水平；在千粒質(zhì)量上，BR 處理較對照提高20.97%，與對照間差異也達到顯著水平；在單莢籽粒數(shù)上，BR 處理較對照提高3.68%，但與對照間差異不顯著；在結(jié)莢數(shù)上，BR 處理較對照提高3.19%，與對照間差異達到顯著水平。

表2 葉面噴施BR 對紫云英產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響Tab.2 The effect of foliar spraying BR on yields and yield components of Chinese milk vetch

3 結(jié)論與討論

紫云英產(chǎn)量的形成是花莢發(fā)育、結(jié)實等一系列生理過程的最終體現(xiàn)，花莢發(fā)育的好壞直接決定著籽粒數(shù)、粒質(zhì)量及種子產(chǎn)量的多少。由于植株生殖器官的不斷出現(xiàn)、營養(yǎng)器官繼續(xù)的迅速增長，植株體內(nèi)養(yǎng)分供應不足或分配失調(diào)，進而造成紫云英花莢大量脫落、種子產(chǎn)量顯著降低。當前，應用化控技術(shù)調(diào)控作物生長發(fā)育已成為實現(xiàn)高產(chǎn)的有效措施之一[11]。

BR 可促進植物生長、提高坐果率[17]。褚世海等[18]研究表明，BR 水劑對水稻株高、穗粒數(shù)影響不顯著，但可顯著提高水稻千粒質(zhì)量和結(jié)實率，從而顯著提高水稻產(chǎn)量。BR 增產(chǎn)效果在花生[12]、小麥[13]上也得到了印證。然而，丁熙檸等[19]研究表明，在牡丹生育期內(nèi)噴施BR 對油用牡丹籽粒產(chǎn)量沒有影響。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)蕾期葉面噴施BR可顯著促進紫云英結(jié)莢數(shù)、千粒質(zhì)量和種子產(chǎn)量的增加，而對籽粒數(shù)影響不顯著。BR 對紫云英具有增產(chǎn)效應，這一結(jié)果與前人[12,14,18]在水稻、花生和小麥等農(nóng)作物上得出的“BR 具有增產(chǎn)效應”的研究結(jié)論相一致。BR 對紫云英千粒質(zhì)量的影響效果顯著而對籽粒數(shù)的影響不顯著，這一研究結(jié)果與褚世海等[18]的研究結(jié)論相一致，與張艷榮[14]的研究結(jié)論不盡一致。噴施植物生長調(diào)節(jié)劑可增強紫云英的光合效能。本試驗中，噴施BR 可增加紫云英功能葉片SPAD 值，促進花數(shù)、結(jié)莢數(shù)、籽粒質(zhì)量和結(jié)莢率的增加，分析原因可能是現(xiàn)蕾期正值紫云英花莢發(fā)育關(guān)鍵期，在該時期葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯可有效促進植株的營養(yǎng)生長，增強葉片的光合能力，葉片功能期延長，有效地協(xié)調(diào)前后期的光合能力，促進光合產(chǎn)物向花莢中運輸，為獲取較高的產(chǎn)量和結(jié)實性指標打下良好的物質(zhì)基礎。

本試驗研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)蕾期葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯對紫云英大田植株生長發(fā)育、種子產(chǎn)量及結(jié)實性具有顯著調(diào)控效應，然而，蕓苔素內(nèi)酯是通過什么途徑來實現(xiàn)紫云英種子增產(chǎn)即具體的調(diào)控機制尚未開展，因此，葉面噴施蕓苔素內(nèi)酯調(diào)控紫云英種子增產(chǎn)的內(nèi)在生理機制將需要進一步研究。