朱文雪，楊立達(dá)，漆信同，李 洋，雍太文*

（1. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南作物生理生態(tài)與耕作重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/四川省作物帶狀復(fù)合種植工程技術(shù)研究中心，成都 611130；2. 四川國(guó)光農(nóng)化股份有限公司，成都 611130）

玉米是重要的糧食作物[1]，大豆是主要的油料作物，在中國(guó)糧食安全體系中占據(jù)重要地位[2]。近年來(lái)，中國(guó)糧食對(duì)外依存度高，提高作物產(chǎn)量是緩解糧食供需矛盾的突破口。間作是一種傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)種植方式，指同一時(shí)期內(nèi)，在單位土地上種植兩種或多種作物[3]。大豆-玉米帶狀間作能提高氮素利用效率[4]和土地當(dāng)量比[5]、減少病蟲草害[4]，且具有更高的產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)[6]。但在大豆-玉米帶狀間作系統(tǒng)中，大豆屬于低位從屬作物[7]，玉米遮蔭降低了大豆冠層透光率[8]，導(dǎo)致大豆出現(xiàn)莖稈伸長(zhǎng)[8]、落花落莢等避蔭反應(yīng)，產(chǎn)量降低。同時(shí)，產(chǎn)量還受植株旺長(zhǎng)現(xiàn)象的影響，由于黃淮海平原雨熱同期，土壤較肥沃，間作大豆容易表現(xiàn)出株高過(guò)高、莖稈纖細(xì)、分枝少且易倒伏等現(xiàn)象。

目前，化控技術(shù)是控制作物旺長(zhǎng)最直接有效的方法。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑具有植物激素的生理活性功能，是一類人工合成或提取的外源調(diào)控物質(zhì)[9]。調(diào)劑節(jié)可以對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育的全過(guò)程進(jìn)行調(diào)控[10]，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效[11]。20%多效唑·甲哌鎓能抑制小麥莖基部節(jié)間過(guò)度伸長(zhǎng)，最高可增產(chǎn)28.6%[12]。研究表明，在玉米上施用多效唑，可以降低株高、增加莖粗、提高葉綠素含量和玉米產(chǎn)量[13]。黃甜等[14]研究發(fā)現(xiàn)，多效唑使大豆葉面積指數(shù)降低，葉片光合特性增強(qiáng)，有效防止了植株旺長(zhǎng)。曾紅等[15]發(fā)現(xiàn)，在大豆-玉米套作中，烯效唑能降低兩種作物的株高并增加莖粗。江紅英[16]研究表明，烯效唑浸種會(huì)增加玉米千粒重和穗粒數(shù)，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。甲哌鎓能抑制棉花株高[17]、增加大豆單株有效莢數(shù)、單株粒數(shù)和百粒重[18]，提高產(chǎn)量。前人關(guān)于多效唑、烯效唑調(diào)控大豆和玉米農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的研究較多，但關(guān)于多效唑·甲哌鎓和烯效唑·甲哌鎓這兩種復(fù)配藥劑在大豆和玉米上的報(bào)道較少，調(diào)控效果還有待研究。本試驗(yàn)以大豆-玉米帶狀間作系統(tǒng)為研究對(duì)象，在不同噴藥時(shí)期下，從多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑中篩選出對(duì)作物農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量調(diào)控最佳的調(diào)節(jié)劑，為協(xié)同化控技術(shù)在大豆-玉米帶狀復(fù)合種植中的進(jìn)一步發(fā)展提供理論支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

田間試驗(yàn)于2022 年在山東省德州市禹城市房寺鎮(zhèn)邢店社區(qū)進(jìn)行。供試玉米品種為“寶景186”，大豆品種為“齊黃34”，分別由河南寶景農(nóng)業(yè)科技有限公司和山東農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供。供試植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有30%多效唑·甲哌鎓（PD）、30%烯效唑·甲哌鎓（SD）、15%多效唑（PP333）、5%烯效唑（S3307）和25%甲哌鎓（DPC），由四川國(guó)光農(nóng)化股份有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用二因素裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為噴藥時(shí)期，T1為大豆初花期（或玉米大喇叭口期）噴藥1次、T2為大豆分枝期（或玉米拔節(jié)期）和初花期（或玉米大喇叭口期）各噴藥1 次；副區(qū)為5 種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，PD、SD、PP333、S3307 和DPC，以清水處理為對(duì)照，各時(shí)期調(diào)節(jié)劑濃度及用量如表1所示，用液量為450 L/hm2。試驗(yàn)采用葉面噴施的方式，大豆和玉米同時(shí)噴藥，種植方式采用大豆-玉米帶狀間作種植，玉米和大豆的行比為2∶4，玉米帶寬40 cm，株距10 cm，密度7.1 萬(wàn)株/hm2；大豆帶寬100 cm，株距10 cm，密度14.2萬(wàn)株/hm2；玉米帶與大豆帶間距70 cm。小區(qū)帶寬5.6 m（種植2帶），帶長(zhǎng)5 m，面積28 m2，每個(gè)處理設(shè)置3 組重復(fù)。大豆和玉米于2022 年6 月19 日同時(shí)播種，10月10日同時(shí)收獲。

表1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑濃度及用量Table 1 Concentration and dosage of plant growth regulator

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 農(nóng)藝性狀測(cè)定

大豆初花期（或玉米大喇叭口期）藥后10 d 取樣，從各小區(qū)選取6株長(zhǎng)勢(shì)較均勻的植株測(cè)量指標(biāo)。大豆株高、莖粗以及分枝數(shù)的測(cè)量方法參照《大豆種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[19]，大豆第1節(jié)間長(zhǎng)度（用米尺測(cè)量大豆子葉痕與真葉之間的長(zhǎng)度）、大豆其他節(jié)間平均長(zhǎng)度（主莖高減去第1 節(jié)間長(zhǎng)度除以節(jié)數(shù)）、大豆倒伏率=單位面積倒伏總株數(shù)/單位面積總株數(shù)×100%[20]；玉米株高（用米尺測(cè)量地表到植株頂端的高度）、玉米莖粗（用游標(biāo)卡尺測(cè)量玉米基部節(jié)間直徑長(zhǎng)度）[21]。

1.3.2 葉片指標(biāo)測(cè)定

大豆葉面積采用Image J拍照分析法[22]，玉米葉面積采用長(zhǎng)寬系數(shù)法，單株葉面積=各葉片的“長(zhǎng)度×寬度×0.75”之和[23]，葉面積指數(shù)=單株葉面積×單位面積株數(shù)/單位土地面積）；大豆和玉米葉片SPAD值（采用SPAD-502 測(cè)定大豆倒三葉和玉米穗位葉）。

1.3.3 產(chǎn)量測(cè)定

植株成熟后，在各小區(qū)的測(cè)產(chǎn)帶調(diào)查有效株數(shù)，并在大豆邊行和內(nèi)行各連續(xù)取10 株，大豆帶共取20株，玉米帶取20株，分別收獲、脫粒和晾曬，記錄大豆單株粒數(shù)、百粒重；玉米穗行數(shù)、行粒數(shù)和千粒重等數(shù)據(jù)，計(jì)算產(chǎn)量。系統(tǒng)產(chǎn)量為大豆產(chǎn)量與玉米產(chǎn)量之和。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2019 初步整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并使用Origin 2021b 進(jìn)行方差分析并作圖，用LSD法進(jìn)行多重比較和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同噴藥時(shí)期下植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物農(nóng)藝性狀的影響

2.1.1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物株高的影響

噴藥時(shí)期和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑顯著影響作物株高（表2）。不同噴藥時(shí)期下，同種調(diào)節(jié)劑處理的大豆株高均表現(xiàn)為：T1＞T2。T1 中，PD 使大豆株高比CK降低了18.64%，T2中降低了34.30%。

表2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物農(nóng)藝性狀的影響Table 2 Effects of plant growth regulators on agronomic traits of crops

不同噴藥時(shí)期下，與CK 相比，各調(diào)節(jié)劑處理間存在差異。T1 中，PP333 處理的玉米株高低于S3307 和DPC，T2 中反之。對(duì)比CK，T1 中，SD 使玉米株高降低了2.26%，T2 中，PD 使株高降低了5.03%。

2.1.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物莖粗的影響

如表2所示，噴藥時(shí)期、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均顯著影響作物莖粗。與CK 相比，除S3307 外，大豆莖粗經(jīng)同種調(diào)節(jié)劑處理后在T2 中高于T1。T1 中，大豆莖粗經(jīng)PD 處理后比CK 增加了6.64%；T2 中較CK增加了9.10%。

PD、S3307 和DPC 處理后的玉米莖稈，隨噴藥時(shí)期的增加而不斷增粗。T1中，PP333使玉米莖粗比CK 增加了2.11%；T2 中，S3307 和DPC 處理的莖粗比CK增加了3.97%、3.70%。

2.1.3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆節(jié)間長(zhǎng)度的影響

噴藥時(shí)期、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆節(jié)間的影響達(dá)到顯著水平（表2）。與CK相比，大豆第1節(jié)間長(zhǎng)度經(jīng)PD處理后，在T1中降低了5.62%，T2中降低了13.58%。

不同噴藥時(shí)期下，各調(diào)節(jié)劑處理的大豆其他節(jié)間平均長(zhǎng)度均表現(xiàn)為：CK＞DPC＞S3307＞PP333＞SD＞PD。PD 使大豆其他節(jié)間平均長(zhǎng)度在T1 和T2 中分別比CK降低了15.67%、34.91%。

2.1.4 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆分枝數(shù)的影響

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以顯著增加大豆分枝數(shù)（表2）。除S3307 外，同種調(diào)節(jié)劑處理后大豆分枝數(shù)均是T2 中更多。PD 極顯著地促進(jìn)了大豆分枝，與CK 比較，大豆分枝在T1 中增加了78.00%，在T2中增加了97.33%。

2.1.5 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆倒伏率的影響

如圖1，噴藥時(shí)期和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆倒伏率的影響顯著，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑顯著降低了大豆倒伏率。與CK 相比，經(jīng)PD 處理，T1 中大豆倒伏率降低了48.22%，T2中降低了72.78%，SD和PP333之間無(wú)顯著差異。

圖1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆倒伏率的影響Figure 1 Effect of plant growth regulators on lodging rate of soybeans

2.2 不同噴藥時(shí)期下植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物葉片特性的影響

2.2.1 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物葉面積指數(shù)的影響

大豆旺長(zhǎng)在葉片上表現(xiàn)為葉片肥大，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑降低了大豆葉面積指數(shù)（圖2）。T1 中，除S3307 和DPC，其他調(diào)節(jié)劑處理的大豆葉面積指數(shù)均低于CK，其中PD 使大豆葉面積指數(shù)比CK 降低了3.39%。T2中，對(duì)比CK，PD處理的葉面積指數(shù)降低了4.43%。

圖2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物葉面積指數(shù)的影響Figure 2 Effect of plant growth regulators on leaf area index of crops

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以調(diào)控玉米葉面積指數(shù)（圖2）。與CK 對(duì)比，PD、SD 可降低玉米葉面積指數(shù)，T1 中，分別降低0.85%、1.06%；在T2 中，各低于CK 2.13%、1.28%。

2.2.2 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物SPAD值的影響

植株光合作用受葉綠素相對(duì)含量的影響。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以增加大豆葉片SPAD 值（圖3）。T1中，PD處理的大豆SPAD值高于CK19.04%；T2中S3307使大豆SPAD值比CK提高了21.80%。

圖3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物SPAD值的影響Figure 3 Effects of plant growth regulators on SPAD of crops

對(duì)于同種調(diào)節(jié)劑，玉米葉片SPAD 值在T2中略高于T1（圖3）。與CK相比，T1中，各調(diào)節(jié)劑處理間無(wú)顯著差異。T2中，PD、PP333與CK之間存在顯著差異，SPAD值各提高了2.97%、2.76%。

2.3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響

噴藥時(shí)期、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑顯著影響大豆單株粒數(shù)、百粒重及產(chǎn)量，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑顯著影響大豆有效株數(shù)（表3）。T1 中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均可以增加大豆有效株數(shù)、單株粒數(shù)及產(chǎn)量，除了PP333，其他調(diào)節(jié)劑可以增加大豆百粒重。PD 處理后大豆有效株數(shù)比CK高8.20%，SD處理后大豆單株粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量分別比CK 增加了11.16%、4.37%和22.10%。T2 中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆單株粒數(shù)、百粒重和產(chǎn)量均有提高作用，除了PP333和S3307，其他調(diào)節(jié)劑處理的大豆有效株數(shù)均高于CK。與CK比較，S3307 處理的大豆單株粒數(shù)增加了12.57%，PD 處理的大豆百粒重提高了7.97%，而PP333 處理的大豆增產(chǎn)了20.61%。

表3 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響Table 3 Effects of plant growth regulators on crop yield and yield composition factors

噴藥時(shí)期和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)玉米有效株數(shù)、單株穗粒數(shù)、玉米產(chǎn)量及系統(tǒng)產(chǎn)量影響顯著，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑顯著影響玉米千粒重（表3）。T1 中，與CK 比較，PP333 處理的玉米單株穗數(shù)顯著提高了2.56%，PD使玉米增產(chǎn)7.96%，除PD處理外，其他調(diào)節(jié)劑增加了玉米千粒重。T2 中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑增加了玉米有效株數(shù)和產(chǎn)量，DPC處理的玉米有效株數(shù)比CK 高13.03%，除PP333，各調(diào)節(jié)劑處理后玉米單株穗粒數(shù)均增加，SD 顯著增加了玉米的千粒重，高于CK6.22%，PD 使產(chǎn)量提高了13.32%。與CK 比較，T2 中PD 處理下系統(tǒng)產(chǎn)量最高，增產(chǎn)了14.50%。

3 討論

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑通過(guò)調(diào)控赤霉素對(duì)作物農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量產(chǎn)生影響。赤霉素廣泛分布于植物體內(nèi)[24]，通過(guò)細(xì)胞分裂和伸長(zhǎng)促進(jìn)植株生長(zhǎng)[25]。一旦赤霉素生物合成受到抑制，植株莖稈伸長(zhǎng)就會(huì)受阻。多效唑[26]、烯效唑[27]和甲哌鎓[28]對(duì)內(nèi)源激素進(jìn)行調(diào)控，使赤霉素水平逐步降低，誘導(dǎo)植株表型改變，最終延緩植株的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期。

理想株型對(duì)于作物產(chǎn)量具有重要影響。植株受蔭蔽脅迫，紅光與遠(yuǎn)紅光比值降低[29]，木質(zhì)素含量降低[30]，碳水化合物更多地向莖稈中分配積累，株型及葉片發(fā)生改變。本研究中，不同噴藥時(shí)期下植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)作物株型的塑造存在較大差異，以T2 更好。主要是因?yàn)樵诖蠖狗种ζ冢ɑ蛴衩装喂?jié)期）噴藥，有效防止了植株在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期旺長(zhǎng)，更好地為生殖生長(zhǎng)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。莖稈是影響植株倒伏的關(guān)鍵性狀[31]，莖稈高度由節(jié)間伸長(zhǎng)決定[32]。不同噴藥時(shí)期下，各植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)大豆平均節(jié)間長(zhǎng)度的調(diào)控與株高保持一致。有研究表明，株高和莖粗對(duì)產(chǎn)量的間接作用較大[33]。對(duì)比CK 與各調(diào)節(jié)劑處理，T2 中PD 對(duì)兩作物降高最明顯，大豆增產(chǎn)20.30%，玉米增產(chǎn)13.32%，說(shuō)明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可通過(guò)調(diào)控作物株高間接提高產(chǎn)量。莖粗與莖稈的解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑通過(guò)增加植株莖壁厚度、維管束數(shù)量及面積來(lái)增粗莖稈[34]。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同作物莖粗的調(diào)控存在差異，對(duì)比CK 和各調(diào)節(jié)劑處理，增加大豆和玉米莖稈粗度最明顯的處理分別是T2 中的PD 和S3307。大豆受玉米蔭蔽的影響，分枝粒重與單株粒重的比值較大[35]，有效分枝數(shù)和產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)[36]，因此分枝數(shù)增加有利于提高產(chǎn)量。T2 中PP333 使大豆分枝數(shù)比CK 增加了70.66%，增產(chǎn)20.61%，說(shuō)明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以通過(guò)促進(jìn)分枝實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。倒伏會(huì)破壞作物群體結(jié)構(gòu)，抗倒伏能力隨著莖稈增粗和莖基部節(jié)間縮短而增強(qiáng)，倒伏嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致大豆產(chǎn)量降低50%[37]。T1 中，SD 處理后大豆倒伏率比CK 降低了31.00%，產(chǎn)量提高了22.10%，說(shuō)明植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能降低大豆倒伏率，從而保證大豆增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

葉面積指數(shù)是反映群體結(jié)構(gòu)特征的一個(gè)重要指標(biāo)，葉片過(guò)大不利于田間透光，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能調(diào)節(jié)植株葉面積大小。PD 處理的玉米葉面積指數(shù)在T2中低于CK2.13%，PP333降低了大豆葉面積指數(shù)，與黃甜研究結(jié)果一致[14]。葉片是參與光合作用的主要器官[38]，葉片依靠葉綠素捕獲光能，其含量的高低反映了光合活性的強(qiáng)弱，也是衡量葉片衰老程度的一個(gè)重要指標(biāo)[13]。本試驗(yàn)中5種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均可以提高作物葉片SPAD值。

產(chǎn)量是評(píng)價(jià)作物群體優(yōu)劣的重要指標(biāo)，產(chǎn)量受產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響。李東等[39]發(fā)現(xiàn)玉米產(chǎn)量隨著穗行數(shù)和行粒數(shù)的增加而提高，本試驗(yàn)中T1 的PD處理玉米單株穗粒數(shù)比CK增加了2.51%，產(chǎn)量提高了7.96%。黃文婷等[40]發(fā)現(xiàn)改善大豆單株粒數(shù)和百粒重可以提高產(chǎn)量，T2中，S3307處理的大豆單株粒數(shù)較CK 提高了12.57%，大豆增產(chǎn)17.64%；PD 處理的大豆百粒重高于CK7.97%，大豆增產(chǎn)20.30%。本試驗(yàn)中5種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均能促進(jìn)作物增產(chǎn)。

4 結(jié)論

綜合分析可知，大豆分枝期和初花期各噴施一次30%多效唑·甲哌鎓更利于大豆和玉米良好株型的塑造，大豆株高比CK降低了34.30%，玉米株高降低了5.03%，大豆倒伏率降低了72.78%，系統(tǒng)產(chǎn)量增加14.50%。對(duì)于大豆，大豆初花期噴施一次烯效唑·甲哌鎓，增產(chǎn)22.10%。對(duì)于玉米，大豆分枝期和初花期各噴施一次30%多效唑·甲哌鎓，玉米產(chǎn)量提高了13.32%。