调环酸钙对小麦群体性状和产量的调控作用

郭世保　徐雪松　王朝阳　钱凯　陈洛安　李正阳

摘要：为研究调环酸钙对小麦群体性状和产量的影响，应用不同剂量的10%调环酸钙泡腾颗粒剂在襄阳和东明等地进行田间试验。结果表明，在小麦拔节前施用调环酸钙10%泡腾颗粒剂10～100 g/667 m²，可矮化植株高度，缩短节间长度、增加茎粗，并能增加穗长，提高千粒重和产量。其中，施用10%调环酸钙泡腾颗粒剂50 g/667m²处理的产量最高，在襄阳和东明两地产量分别达476.36kg/667 m²和570.85 kg/667 m²，比对照分别增产13.27%和11.80%。10%调环酸钙泡腾颗粒剂各用量均对小麦安全，无药害产生。

关键词：调环酸钙；生长调控；小麦；安全性

调环酸钙是一种新型环已烷三酮类植物生长调节剂，其在植物体内模拟2-酮戊二酸的结构，竞争性地抑制羟化酶的活性，从而抑制活性赤霉素的合成，影响植物细胞的伸长，缩短许多植物的茎杆伸长。调环酸钙最初由日本组合化学工业公司研发并申请专利，随后在美国、德国等国家申请专利。调环酸钙由于其低毒、低残留，在环境中的光降解和生物降解迅速，被美国国家环保局（USEPA）定为低风险药剂，并在多个国家登记，可在不同果树上使用。

国外对调环酸钙的应用研究开展较早，生产上调环酸钙被用来控制新枝的过量生长，增加果树和蔬菜的产量以及延缓草坪草的生长，减少割草作业次数。在苹果树上研究表明，调环酸钙通过调节苹果树体内类黄酮的生物合成，产生一种具有显著抗菌活性的新物质，从而提高仁果类果树对黑星病、火疫病等病害的抗性。另外，调环酸钙还可以提高果实中糖分的积累，从而提升果实品质。在草莓上的试验表明，施用调环酸钙125～189 mg/L可以有效的抑制草霉匍匐茎的形成并显著提高草莓的产量和品质。Joshua等在花生上的研究表明，施用调环酸钙有效成分140g/hm²，可比对照增产310 kg/hm²。近来在番茄上的研究还发现，调环酸钙通过抑制细胞内磷酯酶D（PLD）和脂氧合酶（LOX）的活性提高细胞膜的完整性，降低细胞电解质渗漏率（EL），从而减轻番茄低温冷害。国内对调环酸钙的研究开展较晚，主要集中在其合成工艺和其在花生上的应用研究，在小麦上的应用鲜有报道。本试验通过设置不同剂量的调环酸钙对不同地区的小麦进行研究，为明确调环酸钙对小麦生长的调控作用及对小麦的安全性，为合理使用调环酸钙提供依据。

1.材料与方法

1.1供试材料

小麦品种为山农15号、郑麦9023。10%调环酸钙泡腾颗粒剂由安阳全丰生物科技有限公司生产。LI-6400XT便携式光合作用测量系统由北京力高泰科技有限公司生产。

1.2试验地点

试验在两地进行，一地位于湖北省襄阳市黄集镇香贝儿农场，小麦品种为郑麦9023，播种方式为人工撒播：另一地位于山东省菏泽市东明县陆圈镇小王庄姚寨村，小麦品种为山农15号，播种方式为机播。

1.3试验设计与处理

分别设10%调环酸钙泡腾颗粒剂用量10、20、50、100 g/667 m²，并设空白对照。各处理面积667m²，3次重复。在小麦拔节前施药，采用卫士WS-18D型电动喷雾器，用液量为30 kg/667 m²。

1.4数据采集与分析

采用LI-6400XT便携式光合作用测量系统测定光合速率。在施药后10 d，上午10：30和14：30，每个小区取3点，随机选取无病完整的旗叶的中部测定光合速率。每个小区重复3次，记录测定数据。收获前撒播田从1 m²内、条播田从1 m双行内取30株，考察株高、节长、叶长等农艺性状和穗长、穗粒数和千粒重等产量构成因素并记载药害情况。分别取叶和节中间部分，使用电子游标卡尺测量叶宽和节直径。每小区收获4 m²脱粒测产，折合成667 m²产量。采用Excel 2013和DIS v7.05软件进行作图和数据分析，不同处理之间多重比较采用Duncan新复极差法，

2.结果与分析

2.1调环酸钙对株高、节长的调控作用

襄阳的试验结果见表1。由表1可以看出，施用调环酸钙可降低小麦株高，其对小麦伸长的抑制作用随用量的增加而增大，50 g/667 m²处理达显著水平。从对各节间的调控作用来看，调环酸钙对穗茎节的伸长抑制作用最为明显，100 g/667 m²处理的穗茎节长度为24.64 cm，比对照缩短18.92%，差异达极显著水平，并显著低于50 g/667 m²处理。从对各节间直径（茎粗）的调控作用来看，调环酸钙对茎粗的增长有促进作用，且随用量增加促进作用增强。其中对倒3节的作用最为突出，100g/667m²处理的节间直径为4.07 mm，显著高于对照和其他处理。东明的试验结果（表2）与襄阳呈相似的趋势。

2.2调环酸钙对叶长与叶宽的调控作用

从表3、表4的结果可以看出，调环酸钙对小麦旗叶和旗下叶叶长均有一定的抑制作用，且随着用量增加抑制作用增强，但其对叶片伸长的抑制作用不明显，除东明100 g/667m²处理的旗叶（17.18 cm）和旗下叶（24.05 cm）显著小于对照之外，其余各处理均未达显著水平：调环酸钙对小麦旗叶和旗下叶叶宽有促进作用，但各处理均未达显著水平。

2.3调环酸钙对穗粒结构和产量的调控作用

襄阳和东明的试验结果（表5、表6）表明，调环酸钙可以有效增加小麦穗长、千粒重和产量。其中，对穗长的促进作用随剂量的增加而增强。100 g/667m²处理在襄阳和东明两地的穗长分别为9.73 cm和9.85 cm，与各自对照差异均达极显著水平，与10g/667 m²处理和20 g/667 m²处理穗长亦达显著水平：在10～50 g/667m²用量范围内，各处理千粒重和产量随剂量增大而增加，50 g/667 m²处理的产量最高，在襄阳和东明两地产量分别达476.36 kg/667 m²和570.85 kg/667 m²，比对照分别增产13.27%和11.80%。100g/667 m²处理千粒重和穗粒均高于对照，10 g/667 m²处理和20g/667 m²处理差异不显著：各处理对小麦穗粒数的调控作用不显著。

2.4调环酸钙对小麦光合作用的调控

图1和图2可以看出，施用调环酸钙可以促进小麦光合速率的提高。在10-100 g/667 m²范围内，各处理光合速率随着剂量的增加而下降，100g/667m²处理的光合速率在襄阳和东明两地测得数值分别为7.82 μmol/（m²·s）和7.22 μmol/（m²·s），高于各自对照，但与各自对照差异不显著。

3.小结与讨论

襄阳和东明两地的试验结果表明，在小麦拔节前施用调环酸钙10-100 g/667m²，可矮化植株高度，缩短节间长度、增加茎粗，并能增加穗长，提高千粒重和产量，各处理未观察到药害产生。与目前广泛应用的三唑类延缓剂相比，调环酸钙对轮作植物无残留毒，对环境无污染，因而有可能取代三唑类生长延缓剂，具有广泛的应用前景。多效唑、烯效唑等抑制了几乎所有赤霉素（GA）的合成，使植株体内多种GA水平全面下降，从而降低株高达到防止倒伏的目的，但是也表现出了对生殖生长的副作用，用量大时后期容易导致作物早衰。GA1主要存在于营养器官，控制茎叶的伸长生长，GA4主要存在于生殖器官中，控制花芽分化和穗粒发育。调环酸钙主要阻止GA20向GA1的转化，并不会对GA4等其他赤霉素的合成造成抑制，反而调环酸钙能维持和延长体内既存赤霉素的活性水平，有效防止作物早衰。调环酸钙在控旺的同时，显著促进生殖生长，提高作物抗病害能力，达到控旺、增产和改善品质的目的，是理想的矮化剂。调环酸钙还可通过浸种、浇灌等方式起作用。配套的施用技术还需进一步的研究。