不同脱叶催熟剂对绿豆机收特性及产量性状的影响

闫虎斌，赵雪英，朱慧珺，张泽燕，张春明，张耀文

（山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原030031）

不同脱叶催熟剂对绿豆机收特性及产量性状的影响

闫虎斌，赵雪英，朱慧珺，张泽燕，张春明，张耀文

（山西省农业科学院作物科学研究所，山西太原030031）

为了使成熟期绿豆适应机械化收获的要求，以晋绿豆8号为试验材料，研究了立收谷、草铵膦与乙烯利3种不同药剂及配比对成熟期绿豆的脱叶催熟效果。结果显示，脱叶催熟剂喷施6 d左右就可使绝大多数的叶片脱落或干枯，茎秆含水量也较对照降低10%以上，籽粒含水量可下降到采收的标准；混配的脱叶催熟剂以及单喷施乙烯利均有一定的催熟作用；脱叶催熟剂在喷施9 d时落荚率明显升高，且药剂用量越大落荚率越高；喷施脱叶催熟剂对绿豆百粒质量和单株产量的影响较小，但会导致不同程度的产量损失；将脱水效果和籽粒产量进行综合分析认为，在绿豆成熟后期采用脱叶催熟剂进行催熟时，首选立收谷1 500 mL/hm2＋乙烯利4 500 mL/hm2（LSG1），该混配药剂具有脱叶、脱水和催熟效果明显，对产量影响较小的特点。

绿豆；脱叶；催熟；机械收获

绿豆的适应性广，播种期长，抗旱耐瘠，栽培方式多种多样。由于其生长期短，可以利用麦收后下茬麦子播种前的空隙进行种植；又能作为下茬作物的好前茬进行轮作或复种；亦可利用其耐阴的特性与高秆作物间作套种，增加粮食产量的同时还能培肥地力[1-2]。随着农业耕作制度和人们饮食观念的改变，绿豆种植面积和市场需求量越来越大，已成为当前农业种植结构调整和经济欠发达地区农民脱贫致富的重要作物[3]。但是，现有绿豆品种豆荚多为分批成熟，豆荚成熟时植株贪青，使得绿豆难以进行机械采收；长期以来绿豆的收获方式为人工割倒堆积—田间风干—晒场碾压脱粒，这种方式耗费人力，破损率高，如果遇到连续降水还易霉变而加大损失。这些缺点已经成为绿豆产业规模化发展的最主要限制因素，严重制约了绿豆宜栽地区种植户发展绿豆产业的积极性，因此，当前绿豆生产对高效实用的机械化采收技术有着迫切需求[4]。

近年来，化学脱叶催熟技术开始在棉花、油菜和水稻等作物上应用[5-9]，这些作物施用脱叶催熟剂后能够加速植株脱水，促进成熟一致，进而降低机械收获负荷，为机械化采收创造条件，提高机械收获效率，这些技术对绿豆的机械化收获具有宝贵的借鉴作用。化学脱叶催熟技术是在作物生育后期人工采用化学催熟剂，干预其生理生化过程，使其成熟一致、提前脱叶的一种技术，从作用机制上可分为2类：第1类为触杀型化合物，第2类为促进内源乙烯生成的化合物。

触杀型化合物直接杀伤或杀死植物的绿色组织，同时刺激乙烯的产生，如草甘膦、百草枯、立收谷、氯酸镁等。促进内源乙烯生成的化合物，主要作用是诱导果实成熟和形成叶柄离层，如乙烯利、噻唑隆等[10-11]。生产中还常常采用复配型或混用型的催熟剂和脱叶剂，利用不同化合物之间的互补或增效作用来降低用量，节省成本[12]。

当前化学脱叶催熟剂在提高绿豆机收特性上的应用尚缺乏研究，本试验尝试以较符合机械采收条件的晋绿豆8号为材料，在成熟后期叶面喷施不同剂量的立收谷、草铵膦[13]和乙烯利混合液，通过对脱叶催熟效果的观察比较，以期为绿豆机械化收获提供理论和技术参考。

1 材料和方法

1.1 材料

供试绿豆品种为晋绿豆8号，由山西省农业科学院作物科学研究所选育，株高35～45 cm，具有丰产性好、结荚集中、成熟一致和抗倒伏等优点，比较符合机械化收获的要求。

供试药剂为立收谷（200 g/L水剂，英国先正达有限公司产品）；草铵膦（10%草铵膦异丙胺盐水剂，永农生物科学有限公司生产）和乙烯利（40%水剂，上海澎蒲化工厂产品）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计试验于2016年在山西省怀仁县毛皂镇进行，该区地处东经112°32′，北纬37°51′。试验地土壤为沙壤土，前茬作物为黍子，耕层土壤基础养分含量分别为：有机质1.75%，碱解氮47.6 mg/kg，有效磷5.9 mg/kg，速效钾138 mg/kg。试验设6个处理（表1），每个处理随机排列，小区面积60 m2，行距50 cm，每小区8行，株距10～12 cm，密度18万株/hm2，不设重复。按照常规方法进行田间管理。当豆荚成熟率达到80%时喷施药剂，必须保证所有叶片均被喷到。

1.2.2 调查方法喷药前在各小区随机选择20株进行挂牌标记，并记录单株的叶片数和荚数，分别于药剂喷施3，6，9 d后在田间调查脱叶率、落荚率、成熟荚率；并在小区其他植株上取样10株，剪取基部以上25～30 cm主茎茎秆，先称鲜质量，然后在105℃下杀青30 min，80℃烘干72 h后称干质量，用于计算茎秆含水量。收获时随机选取5个2 m2的区块，对区块内植株实打实收测定单位面积产量，并测定各处理的百粒质量。

表1 试验设计的药剂种类及用量

1.2.3 计算方法

脱叶率＝（喷药前单株叶片数－调查时单株叶片数）/喷药前单株叶片数×100%（1）

落荚率＝（喷药前单株荚数－调查时单株荚数）/喷药前单株荚数×100%（2）

熟荚率＝（单株荚数－单株未成熟荚数）/单株荚数×100%（3）

茎秆含水量＝（茎秆鲜质量－茎秆干质量）/茎秆鲜质量×100%（4）

2 结果与分析

2.1 脱叶催熟剂对绿豆植株叶片的影响

机械收获对植株的落叶情况有较高的要求，含有立收谷或草铵膦成分的4种脱叶催熟剂脱叶效果要明显高于ETH和对照，喷药后第3天脱叶率就可达到41.8%～52.1%，而ETH和CK的脱叶率均低于10%；喷药后第6天，药剂植株脱叶率达到76.5%～88.9%，而ETH脱叶率仅有18.9%，对照为11.9%；4种药剂喷施处理第9天脱叶效果较第6天没有明显变化，ETH和CK的脱叶率均不到20%。含有立收谷或草铵膦成分的4种脱叶催熟剂中，脱叶效果最高的是LSG2，但与另外3个处理间差异不大（图1）。因此，就脱叶效果而言，药剂喷施6 d时就可以达到较好的脱叶效果，而且低剂量与高剂量药剂的脱叶效果差异不明显。

2.2 脱叶催熟剂对绿豆植株茎秆含水量的影响

植株各器官的含水量是衡量是否适合机收的重要指标。由图2可知，含有立收谷或草铵膦成分的4种脱叶催熟剂处理后，茎秆的脱水速率明显高于ETH和对照，其中，LSG2茎秆脱水速率最快，喷药后第6天茎秆含水量为55.39%（较CK低12.73%），第9天茎秆含水量为47.48%（较CK低17.37%）；CAL1茎秆脱水速率最慢，喷药后第6天茎秆含水量为60.17%（较CK低7.95%），第9天茎秆含水量为54.89%（较CK低9.96%）。乙烯利处理的茎秆脱水效果略高于对照。

2.3 脱叶催熟剂对绿豆籽粒含水量的影响

从图3可以看出，喷施脱叶催熟剂可以有效促进绿豆籽粒含水量的下降，ETH处理的籽粒脱水速率略低于CK，其余4种脱叶催熟剂均有明显的籽粒脱水效果，喷药第6天CAL2和LSG2的籽粒含水量分别为19.8%和18.3%，CAL1和LSG1分别为21.8%和20.5%，较CK（31.5%）明显降低，已基本达到收获条件。

2.4 脱叶催熟剂对绿豆熟荚率的影响

绿豆豆荚具有分批成熟的特点，一般认为，当熟荚达到80%时就需进行采收，但对于机械收获来说，较高的青荚率不仅会造成减产，而且也会产生秕粒和碎粒，从而降低收获绿豆的纯度。因此，通过人工干预促进豆荚成熟非常必要。

从图4可以看出，药剂喷施前该品种的熟荚率为83.5%。含有立收谷或草铵膦成分的4种脱叶催熟剂以及ETH的成熟荚率都明显高于CK，而且均为前3 d成熟率提高最快，其中，ETH喷施的效果最好，喷药第6天达到93.2%，较CK高4.9%，第9天达到94.3%，较对照高5%；含有立收谷或草铵膦成分4种脱叶催熟剂均有一定的催熟作用，较低剂量的药剂催熟效果略好。

2.5 脱叶催熟剂对绿豆落荚率的影响

绿豆落荚率除了和品种特性有关外，还受到风、雨等外界条件的影响，不过，当前生产上选用的绿豆品种自然成熟时如果及时采收很少会出现落荚的现象。试验中喷施脱叶催熟剂的处理在喷药第3天时落荚率均略高于对照，第6天时各处理落荚率在3%～5%，乙烯利处理和对照的落荚率分别为1.2%和1.5%；喷药第9天，药剂处理的落荚率迅速升高，LSG2和CAL2的落荚率均约为12%，较低施药量处理的落荚率分别为7.1%（LSG1）和8.6%（CAL1），而ETH和CK的豆荚脱落率在喷药第9天时仍在2%以下。说明喷施脱叶催熟剂会增加落荚率，6 d左右落荚较少，至第9天时落荚率显著增加，而且高剂量会使后期落荚率较低剂量成倍增加（图5）。因此，为了减少由于喷施脱叶催熟剂造成的落荚损失，最好在7 d内完成收获，并且用药量不宜过高。

2.6 脱叶催熟剂对绿豆植株产量及其相关性状的影响

从表2可以看出，喷施脱叶催熟剂对绿豆百粒质量和单株产量的影响较小，各处理之间以及处理与对照之间差异未达到显著水平。单株荚数受到脱叶催熟剂的影响较大，喷施脱叶催熟剂会减少绿豆的单株荚数，各处理与对照之间的差异均达到显著水平，药剂用量越高单株荚数损失也越大。产量结果显示，各脱叶催熟剂处理的产量均低于对照（1 379.2 kg/hm2），其中，ETH与LSG1的平均产量分别为1 363.5，1 358.6 kg/hm2，与对照间差异不显著；CAL1，CAL2和LSG2的产量分别为1 338.1，1 271.4，1 269.1 kg/hm2，每公顷产量分别比CK降低41.1，107.8，110.1 kg，差异达显著水平。说明CAL（草铵膦）喷施相对LSG（立收谷）喷施引起的产量损失要大，同一药剂用药量大时引起的产量损失也大。

表1 不同药剂处理对绿豆产量及相关性状的影响

3 结论与讨论

以晋绿豆8号为材料，在绿豆黑荚达到80%左右时喷施不同剂量的立收谷、草铵膦与乙烯利的混合药剂以及乙烯利进行脱叶催熟，结果显示，含有立收谷或草铵膦成分的药剂能够迅速使叶片脱水并脱落，对茎秆和籽粒的脱水也有明显的促进作用，6 d左右绝大多数的叶片就可脱落或干枯，茎秆含水量也较对照降低10%以上，籽粒含水量可下降到采收的标准；而乙烯利和对照的脱叶效果和茎秆、籽粒脱水效果均不明显；含有立收谷或草铵膦成分的脱叶催熟剂以及单喷施乙烯利均有一定的催熟作用，低剂量的药剂催熟效果略好于高剂量药剂；混配的4种脱叶催熟剂均会增加落荚率，且在喷施9 d时落荚率明显升高，而且药剂用量越大落荚率升高越明显；喷施脱叶催熟剂对绿豆百粒质量和单株产量的影响较小，但会使单株荚数减少，各处理与对照之间的差异均达到显著水平，药剂用量越大单株荚数损失也越大；几种药剂处理的产量均低于对照，其中，ETH和LSG1与对照间产量差异不显著，其余3种产量差异显著。将脱水效果和籽粒产量进行综合分析认为，在绿豆成熟后期采用脱叶催熟剂进行催熟时，首选立收谷1 500 mL/hm2＋乙烯利4 500 mL/hm2（LSG1），该试剂具有脱叶、脱水及催熟效果明显，对产量影响较小的特点。

立收谷是联吡啶类触杀灭生型除草剂，也可以用作植物生长调节剂，该药剂是一种传导性触杀灭生型除草剂，可迅速被绿色植物组织吸收，但与土壤接触后会很快失去活性，用于农田收割前除草，其作用机理是通过对植物的脂类合成和叶绿体的双层膜结构进行极强的破坏，使光合作用终止，导致植物迅速失水，枯萎死亡。用于作物催熟时可以直接喷施在作物上，催熟效果显著[14-15]。本研究中喷施含有立收谷成分的脱叶催熟剂，脱叶效果明显，还可使茎秆含水量和籽粒含水量降低，有一定的催熟效果，这与该药剂在大豆等其他作物上的作用效果相似[16]。应用立收谷进行绿豆催熟对产量有一定的负面影响，但与传统收获所需的大量人力成本相比，这种损失还是可接受的。

有研究者指出，由于不同脱叶催熟剂发挥最佳活性所要求的环境条件不同，可以将不同的催熟剂复配或混用[17-18]，以保证环境条件不利时的作用效果，结合之前的试验结果也可看出，复配的药剂效果更佳。为确保喷药对绿豆正常结荚的不利影响降到最低，还应严格选择喷药时期，因为喷药太早会破坏叶片的生理功能，对籽粒产量不利[19-20]，喷药过晚也会使落荚率增加，本研究在绿豆成熟荚达到80%左右喷施，从结果看药效得到了充分发挥。生产上为了提高脱叶剂催熟效果，可以加入助剂[21]，可以帮助原药均匀地分散在制剂中，防止粒滴凝聚变大，增加粒滴的湿润性、黏附性或渗透性，防止有效成分的分解，增加施药的安全性，绿豆脱叶催熟剂中如何添加助剂还有待进一步研究。

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Effect of Different Chemical Defoliation and Ripening Agents on Mechanical
Harvesting Characteristics and Yield Traits in Mungbean

YANHubin，ZHAOXueying，ZHUHuijun，ZHANGZeyan，ZHANGChunming，ZHANGYaowen
（Institute ofCrop Sciences，Shanxi AcademyofAgricutural Sciences，Taiyuan 030031，China）

To adapt to the requirements of mechanized harvesting,the experiment was carried out with Jinlü 8 as the material,and when 80%of the pods of the mungbean turned black were sprayed with defoliation and ripening agent which mixed with different concentrations ofdiquat,glufosinate and ethephon.The result showed that most leaves could be shed or dried in 6 days after sprayed,and the water content ofstemwas also 10%lower than that ofthe control.The water content ofthe grain decreased to the harvesting standard. The mixed defoliation ripeningagents and the single sprayingofethephon had ripeningeffect.The pod abscission was markedlyincreased after 9 days.The higher the dose,the higher the pod dropping rate.Spraying defoliation and ripening agent of mungbean had little effect on 100-seed quality and yield per plant,but it could lead to varying degrees yield loss.The dehydration effect and grain yield were analyzed synthetically showed that the treatment LSG1（diquat 1 500 mL/hm2+ethephon 4 500 mL/hm2）had the significantly effect of defoliation,dehydration and ripening,and less effect on yield losses.

mungbean;defoliation;ripening;mechanical harvesting

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.09

S522

：A

：1002-2481（2017）05-0710-05

2016-11-11

山西省农业科学院攻关项目（YGG1436，YGG1601）；国家现代农业产业技术体系（CARS-09-G11）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2014BAD07B05-02-1）

闫虎斌（1982-），男，山西阳泉人，助理研究员，硕士，主要从事食用豆遗传育种与栽培技术研究工作。张耀文为通信作者。