杨瑞芳,崔国贤,肖红松,佘 玮,邢虎成
(湖南农业大学苎麻研究所,湖南 长沙 410128)
作物正常的生长发育是地上部光合作用与地下部根部吸收水分、养分的相统一的系统过程,强大的根系促进地上部的光合作用,而充足的光合产物又会为根系的生长发育提供必需的营养物质,所以准确了解作物根系生长发育的时空分布特性对科学地估计产量以及适时实施农艺措施如施肥、灌溉及机械除草等是至关重要。
多效唑是一种生长延缓类物质,主要作用是抑制赤霉素(GA)的生物合成。应用在作物上具体表现在以下几方面:缩短茎节,降低株高,改善群体结构;促进根系生长;增加叶绿素含量,提高光合速率;抑制营养生长,促进成花;调节光合产物分配,提高座果率,增产增收;疏花疏果;催熟果实,改善品质;调节性别分化,化学杀雄;促进次生物质的合成及排出。苎麻是一种多年生宿根性草本作物,研究多效唑对苎麻根系发育和地上部生长的影响,对指导苎麻生产实现苎麻的高产、稳产,具有极其重要的指导意义。
供试苎麻品种为湘苎三号,由湖南农业大学苎麻研究所提供;多效唑为15%可湿性粉剂,四川省化工研究院生产。
试验按多效唑 0、50、100、150 mg/kg设 4 个处理:CK(喷清水)、P50、P100、P150,9 次重复,随机区组排列。
采用珍珠岩培养法,取36只塑料桶,桶高29 cm,底部直径19 cm,顶部直径25 cm,每桶装入直径为0.2~1.0 mm珍珠岩3 kg,pH值调节至5.5左右,每桶每周加营养液1 000 mL,视天气、土壤及植株生长状况适量补充水分。
破杆麻、二麻收获时取样,测定叶片、麻骨、麻皮、萝卜根、细根、地下茎鲜重和根系的干重,测根系活力及根系过氧化物酶活性,重复3次。
2.1.1 喷施多效唑对苎麻根系生长的影响 由表1可以看出,多效唑对苎麻细根生长具有明显的促进作用,多效唑处理较对照细根鲜重差异极显著。细根鲜重 P100>P150>P50>CK,破杆麻分别较对照提高了20.73%、51.25%、37.95%,二麻分别提高了22.58%、61.72%、51.65%。随着多效唑浓度的提高,细根鲜重也相应提高,P100处理达到最大值,以后随着浓度的增高而降低,表明多效唑浓度在100 mg/kg时最有利于苎麻细根生长。
表1 喷施多效唑对苎麻细根、萝卜根鲜重的影响 (g/盆)
多效唑对苎麻萝卜根的影响与细根一样(表1),同样表现出极显著的促进作用。破杆麻分别较对照提高了46.24%、70.98%、55.08%,二麻分别提高了47.99%、73.61%、62.65%。浓度和鲜重同样表现为单峰曲线,萝卜根生长发育的最佳多效唑浓度同样为100 mg/kg。
表2表明,多效唑对苎麻细根和萝卜根的影响趋势一致,P100处理达到最大值,破杆麻和二麻分别为199.79、210.89 g/盆,且各处理间差异极显著。浓度和鲜重同样表现为单峰曲线,根系生长发育的最佳多效唑浓度同样为100 mg/kg。根系干重是根系生长状况的集中体现,反应根系发达程度,各处理根系干重的大小依次为:P100>P150>P50>CK。多效唑处理与对照差异极显著,破杆麻较对照根系干重分别提高了38.49%、65.00%、49.87%,二麻分别提高了40.34%、70.04%、59.11%。多效唑处理之间也差异极显著,P100处理达到最大值,破杆麻和二麻分别为49.73、52.44 g/盆。这表明多效唑有利于根系干物质的积累,且最佳浓度为100 mg/kg。
表2 喷施多效唑对苎麻根系的影响 (g/盆)
2.1.2 喷施多效唑对苎麻地下茎生长的影响 多效唑对地下茎的影响也较大,鲜重差异显著(表3)。破杆麻和二麻地下茎鲜重P50处理较对照分别降低了7.82%、6.31%;破杆麻和二麻地下茎鲜重P100处理较对照分别增加了4.11%、15.13%;破杆麻和二麻地下茎鲜重P150处理较对照分别增加了9.91%、15.55%。这表明低浓度多效唑抑制地下茎的生长,而高浓度则促进地下茎的生长和物质积累。
表3 喷施多效唑对苎麻地下茎、地下部鲜重的影响(g/盆)
2.1.3 喷施多效唑对苎麻地下部生长的影响 由表3可知,多效唑处理与对照地下部鲜重均差异极显著,破杆麻平均增加了33.73%,二麻平均增加了37.53%。各处理间差异也极显著,当多效唑浓度在100 mg/kg时达到最大值,破杆麻和二麻分别为273.03、293.84 g/盆。说明多效唑具有促进地下部生长发育的作用。
2.2.1 喷施多效唑对苎麻叶片的影响 由表4可知,多效唑对叶片影响较大,与对照相比均差异极显著。破杆麻叶片鲜重分别提高了100.96%、34.75%、23.87%,二麻叶片鲜重分别提高了91.13%、43.29%、19.33%。这可能是由于喷施多效唑促进苎麻侧枝生长,致使叶片的数量和重量增加。多效唑处理间叶片鲜重差异也极显著,但随着浓度的提高叶片鲜重降低,说明低浓度多效唑有利于叶片的生长发育。
表4 喷施多效唑对苎麻叶片、麻骨鲜重的影响 (g/盆)
2.2.2 喷施多效唑对苎麻麻骨的影响 多效唑对苎麻麻骨抑制作用明显,能极显著降低麻骨鲜重,且随着浓度的增加依次极显著递减(表4)。破杆麻麻骨重量较对照分别降低了31.47%、64.00%、79.17%,二麻分别降低了32.02%、63.45%、75.85%。
2.2.3 喷施多效唑对苎麻麻皮的影响 多效唑对麻皮同样具有极显著的抑制作用,且随着浓度的增加依次极显著递减(表5)。破杆麻麻皮鲜重较对照分别降低了30.65%、50.38%、63.24%,二麻分别降低了17.29%、48.90%、70.25%。
表5 喷施多效唑对苎麻麻皮、地上部鲜重的影响 (g/盆)
2.2.4 喷施多效唑对苎麻地上部生长的影响 从表5中可以看出,P50处理较对照地上部鲜重提高幅度大,差异极显著,破杆麻和二麻分别提高了21.69%、20.67%,表明低浓度多效唑对苎麻地上部表现为促进作用。P100、P150处理较对照地上部下降幅度极显著,表明随着多效唑浓度的增加,对苎麻地上部生长的抑制作用越来越明显。
图1 喷施多效唑对苎麻生物产量的影响
从图1可知,不同浓度的多效唑对苎麻生物产量的影响有差别。处理P50与处理P100都能极显著提高苎麻生物产量,破杆麻分别提高了21.59%、10.17%,二麻分别提高了21.67%、14.43%。随着多效唑浓度增高,苎麻生物产量有极显著下降的趋势。处理P150与对照CK差异不显著,由此可见,当多效唑浓度大于处理P150(150 mg/kg)时,苎麻生物产量可能会低于对照,而且越来越显著。
根冠比是衡量地上部与地下部是否协调生长的一个重要指标。从图2可看出,多效唑能提高苎麻根冠比,随多效唑浓度增大根冠比增大,各处理根冠比大小依次为 P150>P100>P50>CK。处理 A 与对照CK差异不显著,破杆麻仅提高6.86%,二麻仅提高2.06%。处理P100、P150与对照CK差异极显著,破杆麻分别是对照的1.85倍和2.15倍,二麻分别是对照的1.79倍和2.23倍。3个多效唑处理浓度梯度间增辐差别较大,处理P100比处理P50平均提高79.63%,而处理P50比处理P100平均只提高20.01%,这可能与50 mg/kg多效唑能显著促进叶片生长发育有关。
图2 喷施多效唑对苎麻根冠比的影响
图3表明,在本实验浓度处理范围内,多效唑对苎麻根系活力有极显著的促进作用,能有效的促进其根系活力。施用浓度为50 mg/kg时就具有极显著的效果,且随着处理浓度的增高根系活力逐渐增强。当浓度达到100 mg/kg时,根系活力达到峰值,破杆麻和二麻分别为 33.19 μg/g·FW·h和34.28 μg/g·FW·h。浓度继续提高,根系活力呈现下降趋势。破杆麻较对照升高的幅度为38.69%~91.08%,二麻较对照升高的幅度为38.74%~81.66%。
图3 喷施多效唑对苎麻根系活力的影响
由图4可以看出,多效唑能提高根系POD活性,但当浓度达到一定值(100 mg/kg)时,反而抑制POD活性。P100处理时的POD活性达到最大值,分别为 59.17 U/min·gFW、56.41 U/min·gFW。多效唑对苎麻表现为抑冠促根作用,可能与多效唑对POD活性影响有关。
图4 喷施多效唑对苎麻根系过氧化物酶活性的影响
(1)多效唑浓度在50~150 mg/kg范围时,均能促进苎麻地下部生长,极显著提高苎麻根系及地下茎重量。多效唑能促进苎麻地下部生长的原因可能是:施用多效唑以后植株矮化,减少了地上部的营养消耗,根部脱落酸含量增加,能促进地上部积累的同化物向下运输,从而有利于根系生长。
(2)多效唑对苎麻鲜皮重、原麻重具有极显著的抑制作用。秦丽等研究不同多效唑浓度对大棚马铃薯生长调控的影响,结果表明,不同浓度多效唑处理后,马铃薯植株明显矮化、茎变粗,产量及品质明显提高。王艳研究发现多效唑对梨树的营养生长有较好的抑制作用,主要表现为延寿纵向伸长、增强横向生长、促进分蘖和分枝、茎变粗等。均与本研究基本相一致。
(3)多效唑能极显著提高苎麻根冠比,浓度越高,效果越明显。由于多效唑的抑冠促根作用明显,所以根冠比随着浓度的提高而增加。
(4)多效唑能极显著提高苎麻根系活力,浓度在100 mg/kg时达到峰值,以后随着浓度增高,根系活力下降。赵秀芬研究表明,多效唑对苗期水稻、小麦根系活力有明显的促进作用,能有效的提高其根系活力,且随着浓度的增高活力增强。两者研究结果相符。
(5)多效唑能提高苎麻根系过氧化物酶活性,浓度在100 mg/kg时达到峰值,以后随着浓度增高,活性下降。赵秀芬通过水培试验研究了不同浓度多效唑处理对苗期稻麦根系过氧化物酶活性的影响,结果表明,在5~200 mg/L浓度范围内,多效唑处理能显著提高水稻和小麦苗期根系过氧化物酶的活性,浓度为100 mg/L时,过氧化物酶的活性达到峰值。
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