董志强,姚海坡,张丽华,姚艳荣,吕丽华,贾秀领
(河北省农林科学院粮油作物研究所,农业部华北地区作物栽培科学观测实验站,河北 石家庄 050035)
在冬小麦高产栽培中,常采用药剂或植物生长调节剂拌种来防治病虫害,提高籽粒产量。拌种相对于药液喷施具有省时省工、成本低、增产效果显著、经济效益好等优点,且对小麦植株的生长发育具有重要的调控作用。
随着现代耕作制度的改进以及栽培技术的不断提高,小麦生产中白粉病、纹枯病、根腐病、赤霉病和黑穗病等病害的发生呈逐年加重趋势,对小麦产量和品质造成了严重影响[1]。研究表明,药剂拌种对小麦病害具有良好的防治效果,但是,如果药剂选择不当,则会影响小麦的出苗率,进而造成减产[2,3]。前人在药剂拌种对小麦病虫害的防治效果方面进行了大量研究[4~10],然而,有关不同拌种剂对小麦生长发育和产量影响的报道尚少。选取生产中广泛应用的几种拌种剂对冬小麦进行拌种,研究不同药剂拌种处理对冬小麦生长发育和产量的影响,以期为小麦防病高产提供理论依据。
试验于2016~2017年在河北省农林科学院粮油作物研究所堤上试验站 (北纬 38°41′、东经 116°85′,海拔51.2 m)进行。试验地土壤为壤土,0~20 cm土壤基础养分含量为有机质14.4 g/kg、全氮0.94 g/kg、全磷1.82 g/kg、速效氮59.14 mg/kg、速效磷16.9 mg/kg和速效钾92 mg/kg。
供试拌种剂有高巧(60%吡虫啉悬浮种衣剂,德国拜耳集团)、立克秀(6%戊唑醇悬浮种衣剂,德国拜耳集团)、福蝶套装(70%吡虫啉+40%苯醚甲环唑,河北威远生物化工有限公司)、40%甲基异柳磷(河北威远生物化工有限公司)和益微(微生物菌剂)。其中,益微由河北省农林科学院遗传生理研究所提供,其他药剂均购自当地农资市场。
供试小麦品种为冀麦585,由河北省农林科学院粮油作物研究所选育。
1.3.1 试验设计 试验设6个拌种剂处理(表1),以清水处理为对照。小区面积5.4 m×7.0 m,随机区组排列,4次重复。前茬作物为玉米,收获后秸秆全部还田。2016年小麦播种前,随整地基施尿素(N含量46%) 270kg/hm2、过磷酸钙(P2O5含量17%) 450kg/hm2和氯化钾(K2O含量52%) 150 kg/hm2;10月8日播种,基本苗密度375万株/hm2,拔节期随浇水追施尿素180 kg/hm2;2017年6月12日收获。其他田间栽培管理措施同当地常规。
表1 不同拌种剂处理的药剂用量Table 1 The amount of different seed dressing agents
1.3.2 测定项目与方法 分别于冬前(2016年12月2日)和拔节期(2017年4月11日),每次每小区均选取长势一致的小麦10株进行指标调查。其中,冬前调查指标有小麦株高、单株分蘖数、主茎叶片数、次生根条数、干物质重、根干重和叶面积;拔节期调查指标有小麦株高、单株分蘖数、次生根条数、干物质重、根干重、叶面积和叶绿素含量。
采用人工取样测量法测定叶面积〔m2,叶片最大长度×最大宽度÷1.2〕,计算叶面积指数(LAI,单株叶面积×单位土地面积株数÷单位土地面积);采用SPAD-502型叶绿素计测定小麦植株每片绿叶叶中部的叶绿素含量。
小麦起身期,每小区选取3 m2左右长势均匀的地块标记为测产区。成熟后,将测产区小麦收割脱粒,自然风干后称重,采用谷物水分测定仪测定籽粒含水量,按13%含水量折算单位面积产量。
1.3.3 数据处理 利用Microsoft Excel 2003和SAS软件对数据进行处理和分析,采用最小显著性差异法(LSD)进行差异显著性检验。
不同的药剂拌种处理均会导致小麦株高降低,指标值顺序为 CK>T1>T3>T6>T2>T5>T4(表 2)。其中,T4与T5处理差异不显著,但二者均显著<T2和T6除外的其他处理,分别较CK降低了7.8%和5.8%;而其他4个药剂处理及其与CK之间差异均不显著。
不同的药剂拌种处理对小麦单株分蘖数的影响不尽相同,指标值顺序为 T2>T5>CK>T3>T6>T4>T1。其中,T2与T5处理差异不显著,但二者均显著>其他处理,分别较CK提高了9.8%和8.7%;而其他4个药剂处理差异均不显著,但T1、T4和T6处理分别较CK减少了12.9%、10.8%和9.5%,且差异均达到了显著水平。
不同的药剂拌种处理对小麦主茎叶片数的影响均不显著,指标值顺序为(T2=T4)>(T5=T6)>(CK=T3)>T1。其中,T1处理仅与T3处理和CK差异不显著;而其他5个药剂处理差异均未达到显著水平。
不同的药剂拌种处理对小麦次生根条数的影响不尽相同,指标值顺序为T4>T2>(T3=T5)>CK>T6>T1。其中,T4与T2处理差异不显著,但显著>其他处理,二者分别较CK提高了12.0%和8.0%;T3与T5处理差异不显著,且二者与CK和T2处理差异也均不显著,但显著>T6和T1处理;而T6与T1处理差异不显著,但二者均显著<其他处理,分别较CK减少了12.0%和16.0%。
不同的药剂拌种处理均会导致小麦叶面积指数显著降低,指标值顺序为 CK>T2>T6>T3>T4>T1>T5。药剂拌种处理的指标值较CK降低了5.9%~20.5%,其中,T2处理显著较高;T6与T3处理差异不显著,但二者与T5处理差异达到了显著水平。
不同的药剂拌种处理均会导致小麦单株干物质重降低,指标值顺序为 CK>T5>T4>T2>T6>T3>T1。其中,仅T5处理与CK差异不显著,而其他药剂处理与CK差异均达到了显著水平。
不同的药剂拌种处理均会提高小麦单株根干重,指标值顺序为 T4>T2>T5>T3>T6>T1>CK。其中,仅 T1处理与CK差异不显著,而其他药剂处理与CK差异均达到了显著水平。
综上所述,药剂拌种处理会导致冬前小麦株高、叶面积指数和单株干物质重出现不同程度的降低,提高冬前小麦的单株根干重。可以看出,药剂拌种对小麦冬前生长发育的影响主要表现为抑制植株地上部的生长、促进地下部根的生长。其中,T1处理除单株根干重外,其他指标均<CK,表明采用高巧+立克秀+益微拌种对冬前小麦生长发育的抑制作用最为明显。与其他药剂处理相比,T2和T4处理的主茎叶片数较多,且显著增加了冬前小麦的次生根条数和单株根干重,有利于形成壮苗,保障小麦安全越冬。
表2 不同拌种处理对冬前小麦植株性状的影响Table 2 Effects of different seed dressing treatments on the plant traits of wheat before winter
不同的药剂拌种处理对小麦株高的影响均不显著,指标值顺序为 T2>T6>T4>CK>T3>T1>T5(表 2)。其中,T2、T4和T6处理差异不显著,但三者均与T5处理差异达到了显著水平。
不同的药剂拌种处理对小麦单株分蘖数的影响不尽相同,指标值顺序为 T4>T3>T5>T2>CK>T6>T1。其中,T5处理与T2和T3处理差异不显著,T6处理与CK差异不显著,而其他处理之间的差异均达了显著水平。与CK相比,T4、T3、T5和T2处理的指标值分别增加了24.4%、14.6%、12.2%和7.3%,T1处理的指标值减少了14.6%。
不同药剂拌种处理的小麦单株次生根条数变化趋势与单株分蘖数的变化趋势相似,指标值顺序为T4>T3>T5>T2>(CK=T1)>T6。其中,T4与T3处理差异不显著,但二者均与CK差异达到了显著水平,分别较CK增加了15.4%和12.3%;而其他药剂处理与CK差异均不显著。
不同的药剂拌种处理对小麦叶面积指数的影响不尽相同,指标值顺序为 T3>T5>T4>T2>CK>T6>T1。其中,T3与T5处理差异不显著,但二者均与CK差异达到了显著水平,分别较CK增加了14.3%和9.2%;T1处理与CK差异达到了显著水平,降幅为18.2%;而其他3个药剂处理与CK差异均不显著。
不同的药剂拌种处理对小麦单株干物质重的影响不尽相同,指标值顺序为 T3>T5>T4>T2>CK>T6>T1。其中,仅T3处理与CK差异达到了显著水平,而其他药剂处理与CK差异均不显著。
不同的药剂拌种处理均会提高小麦单株根干重,指标值顺序为 T4>T3>T5>T1>T2>T6>CK。其中,T2和 T6处理与CK差异不显著;而其他4个药剂处理与CK差异均达到了显著水平,T4、T3、T5和T1处理分别较CK增加了30.9%、25.3%、20.8%和8.8%,其中,T4处理仅与T3处理差异不显著,T3与T5处理差异不显著但二者均显著>T1处理。
表3 不同拌种处理对拔节期小麦植株性状的影响Table 3 Effects of different seed dressing treatments on the plant traits of wheat at jointing stage
综上所述,药剂拌种处理对拔节期小麦株高影响不大,但可提高小麦的单株根干重;T2、T3、T4和T5处理对小麦单株分蘖数、次生根条数、叶面积指数和干物质重的增加均表现为促进作用,其中,T3和T4药剂拌种处理的单株分蘖数、次生根条数和根干重与CK差异均达到了显著水平,指标值增幅顺序为单株根干重>单株分蘖数>单株次生根条数。
第6片叶有的已发黄或半黄,第11片叶大多未完全
展开。因此,不同处理从第6片至第11片叶的叶绿素含量大多表现为先升高后降低的变化趋势,在第
8片或第9片叶达到最高值(表4)。
表4 不同拌种处理对拔节期小麦叶片叶绿素含量的影响Table 4 Effects of different seed dressing treatments on the chlorophyll content in leaves of wheat at jointing stage
不同处理的叶片叶绿素含量平均值顺序为T3>T2>T5>T4>CK>T6>T1。可以看出,T2、T3、T4和 T5药剂处理可以提高拔节期小麦叶片的叶绿素含量。
不同的药剂拌种处理均可提高小麦产量,增产率为0.2%~3.4%,指标值顺序为 T2>T3>T1>T5>T4>T6>CK,但各药剂处理及其与CK之间的差异均未达到显著水平(表5)。
不同的药剂拌种处理均会导致小麦有效穗数降低,指标值顺序为 CK>T3>T6>T4>T5>T1>T2。其中,T3、T6和T4处理差异不显著,且三者与CK差异也均不显著;其他3个药剂处理差异不显著,但均与CK差异达到了显著水平。
不同的药剂拌种处理均会促进小麦穗粒数增多,指标值顺序为 T3>T2>T4>T5>T1>T6>CK。其中,T1与 T6处理差异不显著,且二者与CK差异也均不显著;其他药剂处理与CK差异均达到了显著水平,其中,T3处理仅与T2处理差异不显著,而T4和T5处理与T2处理差异也均未达到显著水平。
不同的药剂拌种处理均可提高小麦千粒重,指标值顺序为T1>(T2=T6)>T4>T5>T3>CK。其中,仅T1处理与CK差异达到了显著水平,而其他药剂处理及其与CK之间差异均不显著。
综上所述,药剂拌种处理虽然导致了小麦有效穗数减少,但增加了穗粒数和千粒重,最终,表现为不显著的增产效果。
表5 不同拌种处理对小麦产量及其构成因素的影响Table 5 Effects of different seed dressing treatments on the yield and its components of wheat
前人对小麦药剂拌种的研究多数集中在某一药剂拌种对小麦病害防治效果或不同生育期植株性状、生理指标及产量效应等方面[11~20]。石在臣等[12]研究表明,烯效唑干拌种可以增加小麦的次生根数量和单株干重,提高叶片叶绿素含量,增加粒位叶和旗叶的叶面积,产量增幅为3.12%~6.25%。本研究结果表明,不同药剂拌种均能增加冬前和拔节期小麦的根干重,而对次生根条数的影响效果不尽相同,与上述结论略有不同。
小麦拌种处理可降低麦苗的生长速度,控制苗高,增加冬前分蘖数,提高叶片叶绿素含量及光合速率,增加干物质积累量,达到增穗增产的效果[15]。曹亚萍等[16]研究显示,使用小麦拌种剂可调节三叶期小麦的生长速度,控制地上部发育,促进根系深扎,增加深层根量。这与本研究中药剂拌种处理可降低小麦冬前苗高和叶面积指数,增加根干重的结论相一致。药剂拌种处理对冬小麦苗期生长发育具有一定的抑制作用,崔鸣等[13]和侯文邦等[21]的研究也得出了相似结论。药剂拌种处理可提高小麦产量,这与石在臣等[12]和王熹等[15]的研究结果相一致,而与杨文钰等[11]的结论存在较大差异,分析原因可能与试验所用的拌种剂不同有关。
微生物菌剂与药剂混合拌种对小麦生长发育和产量的影响,因药剂的不同而异。本试验中,在小麦拔节期单株干物质重、叶面积指数和叶绿素含量方面,高巧2 mL/kg+立克秀0.8 mL/kg+益微6 g/kg拌种处理(T1)的指标值均<高巧2 mL/kg+立克秀0.8 mL/kg拌种处理(T2),福蝶套装2.5 g/kg+益微6 g/kg拌种处理(T3)和40%甲基异柳磷5 g/kg+益微6 g/kg拌种处理(T5)的指标值均>相应的单一药剂拌种处理(T4、T6);在拔节期单株次生根条数和单株分蘖数方面,均表现为 T1<T2、T3<T4、T5>T6;在拔节期单株根干重方面,表现为 T1>T2、T3>T4、T5>T6;最终在产量方面,表现为 T1<T2、T3>T4、T5>T6。微生物菌剂与药剂混合拌种对小麦生长发育和产量的影响尚无明显的规律可循,有待今后进一步研究。