调环酸钙对小麦生长的调控作用和安全性

郭世保，陈俊华，徐雪松，钱 凯，陈罗安



调环酸钙对小麦生长的调控作用和安全性

郭世保1，2，陈俊华2，徐雪松1，钱 凯1，陈罗安1

（1.安阳全丰生物科技有限公司， 河南 安阳455000；2.信阳农林学院农业科学系，河南 信阳464000）

摘 要：为研究调环酸钙对小麦生长的调控作用和对小麦的安全性，设置不同剂量10%调环酸钙泡腾颗粒剂分别在息县和郸城县两地进行田间试验。结果表明，在小麦拔节期前施用调环酸钙10%泡腾颗粒剂150～1 500 g/hm2，可矮化植株高度，降低节间长度、增加茎粗，并能增加穗长、千粒重和提高产量。其中，施用10%调环酸钙泡腾颗粒剂1 500 g/hm2处理的产量最高，在息县和郸城县两地产量分别达8 109.52 kg/hm2和8 709.52 kg/hm2，比对照分别增产13.92%和16.21%。各用量10%调环酸钙泡腾颗粒剂对小麦安全，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，在植物体内主要阻止GA20向GA1的转化，抑制活性赤霉素的合成［1-2］，影响植物细胞的伸长［3］，缩短许多植物的茎杆伸长。同时，调环酸钙并不会对GA4等其他赤霉素的合成造成抑制，反而能维持和延长体内既存赤霉素的活性水平，有效防治作物早衰，是一种理想的植物生长调节剂。调环酸钙最初由日本学者中山芳樹通过化学方法合成并申请专利［4］，随后在美国、德国等国家申请专利［5-6］。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［7-8］，并在多个国家登记在不同果树上使用［9］。

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［10］，增加果树［11-13］和蔬菜［14-15］的产量以及延缓草坪草的生长，减少割草作业次数［6］。在苹果树上的研究表明，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luteoforol（C15H14O6）［16-17］，从而提高仁果类果树对黑星病（Venturia inaequalis）、火疫病（Erwinia amylovora）等病害的抗性［18-20］。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［21-22］。在草莓上的试验表明，施用调环酸钙125～189 mg/L可以有效抑制草莓匍匐茎的形成并显著提高草莓产量和品质［23］。Joshua等［24］在花生上的研究表明，施用调环酸钙有效成分140 g/ hm2，比对照增产310 kg/hm2。在番茄上的研究发现，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［25］。国内对调环酸钙的研究开展较晚，主要集中在其合成工艺上［26-27］和其在花生上的应用研究［28-29］，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品种的小麦进行研究，明确了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试验材料

小麦品种为周麦26、郑麦004。调环酸钙10%泡腾颗粒剂，80%矮壮素可溶性粉剂，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，北京力高泰科技有限公司生产。

1.2试验方法

试验在两地进行，一地位于河南省商丘市郸城县郸城农科所，小麦品种周麦26，播种方式为机播；另一地位于河南省信阳市息县夏庄镇范老庄村，小麦品种郑麦004，播种方式为人工撒播。分别设10%调环酸钙泡腾颗粒剂用量150、300、750、1 500 g/hm2和80%矮壮素可溶性粉剂用量1 500 g/hm2（推荐用量）及空白对照6个处理。3次重复，小区面积30 m2。在小麦拔节前施药，采用卫士WS-18D型电动喷雾器，用液量为450 kg /hm2。

采用LI-6400XT 便携式光合作用测量系统测定光合速率。施药10 d后于10：30、14：30，每个小区取3点，随机选取无病完整的旗叶中部测定光合速率。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，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。

采用 Excel 2013和 DPS v7.05软件进行作图和数据分析，不同处理间多重比较采用Duncan新复极差法。

表1 10%调环酸钙泡腾颗粒剂对郑麦004株高、节间生长的影响

2 结果与分析

2.1 调环酸钙对小麦株高、节长的影响

从表1可以看出，施用调环酸钙可降低小麦株高，其对小麦株高的矮化作用随用量的增加而增大。调环酸钙750 g/hm2处理对小麦的矮化作用稍低于矮壮素1 500 g/hm2处理，二者差异不显著，但二者与空白对照均达显著水平。从调环酸钙对各节间长度的影响可以看出，其对穗茎节的伸长抑制作用最为明显，1 500 g/hm2处理郑麦004穗茎节长度为22.45 cm，比对照缩短14.61%，达极显著水平，显著低于750 g/hm2处理。从对各节间直径（茎粗）的影响可以看出，调环酸钙和矮壮素对茎粗的增长有促进作用，其中对倒3节的作用最为突出，调环酸钙1 500 g/hm2处理的节间直径为4.12 mm，高于矮壮素1 500 g/hm2处理，并显著高于其他处理。周麦26的试验结果与郑麦004呈相似的趋势（表2）。

2.2 调环酸钙对小麦叶长与叶宽的影响

从表2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，且随着用量加大抑制作用增强，但其对叶片伸长的抑制作用不明显，除周麦26用1 500 g/hm2处理的旗叶（17.18 cm）和旗下叶（24.65 cm）显著小于对照外，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，但在各处理中均未达显著水平。矮壮素1 500 g/hm2处理对叶长、叶宽的作用不显著（表3、表4）。

表2 10%调环酸钙泡腾颗粒剂对周麦26株高、节间生长的影响

表3 10%调环酸钙泡腾颗粒剂对郑麦004叶长、叶宽的影响

表4 10%调环酸钙泡腾颗粒剂对周麦26叶长、叶宽的影响

2.3 调环酸钙对小麦穗粒和产量的影响

从表5、表6可以看出，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大。1 500 g/hm2处理郑麦004和周麦26的穗长分别为8.03、10.02 cm，与各自对照差异达极显著；调环酸钙150～1 500 g/hm2用量范围内，各处理千粒重和产量随剂量增大而增加；调环酸钙1 500 g/hm2处理的产量最高，在息县和郸城县两地产量分别达8 109.52、8 709.52 kg/hm2，比各自对照分别增产13.92%、16.21%。产量其次是调环酸钙750 g/hm2处理和矮壮素1 500 g/hm2处理，与调环酸钙1 500 g/hm2处理之间差异不显著；各处理对小麦穗粒数的影响除调环酸钙1 500 g/hm2、750 g/hm2处理和矮壮素1 500 g/hm2处理的郑麦004显著高于对照外，其余各处理间差异不显著。

表5 10%调环酸钙泡腾颗粒剂对郑麦004穗和产量的影响

表6 10%调环酸钙泡腾颗粒剂对周麦26穗和产量影响

2.4 调环酸钙对小麦光合作用的影响

从图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150～1 500 g/hm2范围内，各处理光合速率随着剂量的增加呈下降趋势，其中，1 500 g/hm2处理郑麦004和周麦26的光合速率最低，分别为7.22 μmol/m2·m和7.83 μmol/ m2·m，高于对照，但差异不显著，且与矮壮素1 500 g/hm2处理间无显著差异。

处理1～5分别为10%调环酸钙泡腾颗粒剂100、300、750、1 500 g/hm2处理和80%矮壮素可溶性粉剂1 500 g/hm2处理，图2同图1 不同处理郑麦004的光全速率

图2 不同处理周麦26的光全速率

3 结论与讨论

息县和郸城县两地的试验结果表明，在小麦孕穗期施用调环酸钙10%泡腾颗粒剂150～1 500 g/hm2，可矮化植株高度、降低节间长度、增加茎粗，并能增加穗长、千粒重和提高产量。本试验中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性，对环境无污染，有可能取代三唑类生长延缓剂，具有广泛的应用前景［30］。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，控制花芽分化和穂粒发育。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，有效防治作物早衰。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。10%调环酸钙泡腾颗粒剂还可通过浸种，浇灌等方式起作用，配套的施用技术需要进一步研究。另外，调环酸钙对小麦光合作用的作用机理也值得研究。

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（责任编辑 白雪娜）

中图分类号：S482.8+92

文献标识码：A

文章编号：1004-874X（2016）03-0106-05

收稿日期：2015-06-30

基金项目：国家公益性行业（农业）科研专项（201503002）

作者简介：郭世保（1976-）， 男，博士，副教授，E-mail：sbguo510@163.com

Regulatory effect and safety of prohexadione-calcium to wheat

GUO Shi-bao1，2，CHEN Jun-hua2，XU Xue-song1，QIAN Kai1，CHEN Luo-an1
（1. Anyang Quanfeng Biological Technology Co.， Ltd， Anyang 455000， China；2. Department of Agricultural Science， Xinyang College of Agriculture and Forestry，Xinyang 464000， China）

Abstract：In order to explore the effects of prohexadione-calcium （ProCa） on growth regulation of wheat and its safety， field experiments were conducted with ProCa 10% KPP appling on wheat in Xi county and Dancheng county respectively. The results showed that ProCa had the properties such as dwarfing plant height， reducing internode length，increasing stem diameter， also increasing panicle length， 1000 grain weight and yield when it was applied on wheat with the dosage from 150 to 1 500 g/hm2before jointing stage. It was the most effective that ProCa 10% KPP sprayed with the dosage of 1 500g/hm2. Grain yields were 8 109.52 kg/hm2in Xi county and 8 709.52 kg/hm2in Dancheng county and increased by 13.92% and 16.21% respectively compared with each contrast design （CK）. ProCa 10% KPP was safe to wheat and had no observable phytotoxicity within each dosage in this experiment.

Key words：prohexadione-calcium；growth control；wheat；safety