GPIT生物制剂对黍稷农艺性状及产量的影响

王 纶，王星玉，杨红军，那郅烨，元改香，王树红，元慕田

（1.山西省农业科学院农作物品种资源研究所，农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，山西 太原 030031；2.云南生态农业研究所，云南 昆明 650106；3.山西省奥圣农业开发有限公司，山西 太原 030001）

GPIT生物制剂作为先进的农业生物技术手段，其核心作用是大幅度提高作物的光能利用率，从而达到提高产量、改善品质和提高抗逆、抗病能力的效果。在这方面我们通过对蔬菜类作物大白菜、西芹[1]、番茄[2]、胡萝卜[3]、西葫芦[4]等以及果树类作物苹果[5]、红枣[6]等和粮食类作物小麦[7]等上进行GPIT生物制剂的应用试验，均取得了明显的效果。黍稷是起源我国的主要杂粮作物。其具有生育期短、抗旱、耐瘠的特性，但产量较低。

为了提高黍稷的单位面积产量，同时，也为了验证GPIT生物制剂高光效的作用对黍稷农艺性状及产量的影响，本研究于2016年在山西省农业科学院农作物品种资源研究所榆次东阳试验基地进行了GPIT生物制剂对黍稷的应用试验，旨在为GPIT生物制剂在黍稷大田生产中推广利用提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试品种为山西省农业科学品种资源研究所黍稷课题组新培育的糯性黍稷新品种晋黍7号；GPIT生物制剂（250 mL瓶装）由山西奥圣农业开发有限公司提供。

1.2 试验设计

试验用地为667 m2，等分10个小区，平均每个小区 66.7 m2，随机排列，1，3，5，7，9 小区为 GPIT生物制剂处理；2，4，6，8，10 为对照，不进行任何处理。每个小区单独计算产量，处理和对照各5个小区的平均产量，折合成公顷产量，作为处理和对照最终的产量。处理和对照农艺性状的比较在收获前进行，在各自的试验小区随机取样20株，对每株不同的性状进行调查、测量和考种后，取20株的平均值。比较的项目共分9项：主茎高、主茎粗、有效穗数、主穗长、单株粒质量、单穗粒质量、千粒质量、病害、生育期。

1.3 GPIT生物制剂处理的时间和方法

分为2个阶段进行，第1阶段为播种前的种子处理，方法是以GPIT生物制剂原液和水以1∶10的稀释浓度配制浸种液，浸种液的多少要以浸种黍稷种子的多少而决定，一般浸种液与种子的比例为1∶1，本试验中，以GPIT生物制剂处理的种子为500 g，因此，只需原液50 g，配制成500 g的稀释浸种液，播种前把500 g的晋黍7号种子浸入溶液中，浸种2 h后，阴干备用。第2阶段为生长期间的叶面喷施，分2次完成，第1次是在拔节期以1∶200倍的稀释液用喷雾器对黍稷植株进行叶面喷施；第2次喷施以1∶300倍的稀释液在灌浆期对植株进行全覆盖喷施，并在喷施液中加入0.1%的尿素和磷酸二氢钾。

1.4 施肥水平和田间管理

在667 m2的试验地上，均匀撒入4 000 kg的羊粪加NPK复合肥100 kg，在幼苗出土3～5叶期间苗稀植，株距10cm。生育期间浇水后，中耕除草2次，每次追施尿素5 kg。

2 结果与分析

2.1 GPIT生物制剂对黍稷农艺性状的影响

GPIT生物制剂对黍稷农艺性状的影响，本研究选择了有代表性的9项农艺性状。其中，影响茎秆的农艺性状选择了主茎高和主茎直径；影响产量的农艺性状选择了有效穗数、主穗长、单株粒质量、单穗粒质量和千粒质量；影响生物学特性的农艺性状选择了病害和生育期。

2.1.1 对茎秆农艺性状的影响 由表1可知，经处理的晋黍7号植株与对照（CK）的植株比较，主茎高出现明显的差异。处理的主茎高比对照降低了13 cm，而且相应地表现出矮壮的长势，叶片也更加肥厚、浓绿。出现这样的差异与GPIT生物制剂对晋黍7号的处理是分不开的。首先经浸种后的种子就会出现与对照不同的先发根后发苗的生长规律，起到了早期蹲苗的效果，为后期植株健壮地生长奠定了基础。同时，主茎高比对照的明显降低，又间接地提高了晋黍7号灌浆成熟时的抗倒伏能力，为晋黍7号的高产创造了有利条件。

表1 GPIT生物制剂对晋黍7号农艺性状的影响

GPIT生物制剂在对晋黍7号主茎高产生影响的同时，也对主茎直径带来相应的影响，由于茎秆的降低，在根系比对照发达、加之光能利用率提高的前提下，使植株更加健壮地生长，这就出现了处理比对照主茎直径增粗0.2 cm的结果。而主茎直径的增粗，又使晋黍7号的抗倒性得到了进一步的提高，为晋黍7号的高产创造了更加有利的条件。

2.1.2 对产量农艺性状的影响 经处理的有效穗数比对照增加0.3穗，处理有效穗数比对照增加，就意味着处理比对照产量的增加。说明经GPIT生物制剂对晋黍7号种子浸种处理和生育期间的2次叶面喷施共同发挥了重要作用。

主穗的长短是决定晋黍7号产量高低的主要性状。表1结果表明，GPIT生物制剂对晋黍7号主穗长的变化也产生了明显的影响，处理比对照的主穗长增加了3.9 cm。主穗长的增加为单穗粒质量的增加创造了条件，奠定了基础。说明主穗长的增加也是晋黍7号能够增产的一项主要农艺性状，而因GPIT生物制剂处理后的植株，之所以能够明显地表现出主穗长增加的结果，也正说明GPIT生物制剂高光效的作用，在这里得到了明显体现。

主茎的单穗粒质量是构成产量的重要性状，单穗粒质量的多少又与主穗长呈正相关关系，既然处理比对照的主穗长明显地得到了增加，那么单穗粒质量也会相应地得到增加。由表1可知，处理比对照单穗粒质量增加1.2 g，单穗粒质量的增加为晋黍7号增产奠定了良好基础。

单株粒质量是决定产量高低的最关键性和决定性的性状[8]。单株粒质量的高低，取决于其他2项农艺性状，即有效穗数和单穗粒质量。在本试验中，这2项农艺性状均得到提高，单株粒质量也会比对照增加。表1表明，处理的单株粒质量比对照仅增加1.6 g，但在单位面积庞大的群体上，就会使处理比对照在单位面积的产量上产生明显的变化。

千粒质量能反映出籽粒的饱满度，籽粒饱满度好，就会使千粒质量提高，千粒质量提高了，也会对整体产量的提高发挥作用，因此，千粒质量也是影响产量的主要农艺性状。一般来说，黍稷的千粒质量是一个相对比较稳定的农艺性状，只要在水肥和耕作管理条件基本良好的情况下，千粒质量的变幅不是很大。除非特殊的干旱年份，出现严重的瘪粒，才会出现千粒质量的明显降低。晋黍7号在黍稷种质资源中属于大籽粒品种，千粒质量保持在9.8～10.0 g，但在本试验中，千粒质量却达到了10.2 g，处理比对照增加了0.3 g（表1）。而且处理籽粒的外壳更加光滑明亮。该结果也更加显示出GPIT生物制剂对黍稷产生的特殊效果。

2.1.3 对生物学特性农艺性状的影响 黍稷生育期短，病害较少，影响黍稷产量最主要的病害就是黑穗病，但此次试验的结果却表明，处理和对照在黑穗病的发病率上也出现了明显的差异，处理的植株未出现病害（表1），而对照的植株却出现0.3%的发病率。说明经GPIT生物制剂处理的晋黍7号植株具有明显的抗病性，植株抗病性之所以产生，还要归功于GPIT生物制剂在高光效的作用下，使植株健壮生长，从而使黑穗病菌种不能浸染。

晋黍7号在太原春播，正常的生育期在90 d左右，本试验表明，处理后的植株，明显提早成熟，与对照比较，生育期提早成熟5 d（表1）。而且表现出植株仍然青茎绿叶，对照却茎叶枯黄，说明GPIT生物制剂的高光效作用，在生育期的表现上也得到了更加直观的体现[9]。

2.2 GPIT生物制剂对黍稷产量的影响

2.2.1 小区产量结果 从处理5个小区的产量结果可以看出，处理的5个小区产量均在30 kg以上，最高的产量为36.1 kg，最低的产量为32.4 kg，最高与最低相差3.7 kg（表2）。小区平均产量为34.1 kg。对照5个小区的产量均低于30 kg，最高的产量为28.1 kg，最低的产量为24.5 kg，最高与最低相差3.6 kg，小区平均产量为26.4 kg。处理的小区平均产量比对照多5.4 kg。折合公顷产量后，处理比对照每公顷增产1 155 kg，增幅为29.2%。处理比对照能够增产如此大的幅度，也绝非偶然，在处理晋黍7号的各项农艺性状的变化中，已经凸显出比对照占有的明显优势，因此，出现最终产量处理比对照明显的增产也是必然的结果。

表2 GPIT生物制剂对晋黍7号产量的影响

3 结论与讨论

GPIT生物制剂在黍稷上的试验结果表明，GPIT生物制剂从黍稷种子入土开始就已经发挥作用，使种子先发根后发苗，起到蹲苗的作用。在保证根系前期发育良好的前提下，就会出现降低主茎高度，增加主茎粗度，增加主茎强度的效果，从而使植株生长健壮，茎叶茂盛，为提高光合效率打下了良好的基础。在光合率提高的情况下，又使得与产量性状相关的各项农艺性状（包括数量和质量性状）均得到了不同程度的提升，最终产量得到了大幅提高。与此同时，对生育期也产生了明显的影响，不但缩短了生育期，而且籽粒更加饱满，容质量增大，外观更加圆润，不仅为产量的提高发挥了直接的作用，也间接地使籽粒的商品品质得到了提高。

GPIT生物制剂问世以来，山西省率先在各种作物上进行了大量的试验、示范[10]，包括蔬菜类、粮食类和果树类作物，其中，在蔬菜类作物上试验、示范的种类较多，果树类作物次之，在粮食类作物只进行了小麦的试验、示范，试验范围相对比较狭窄，此次对黍稷的试验在众多杂粮作物中也具有广泛的代表性，具有重要的参考价值。此前，以黍稷为试验材料，对GPIT生物制剂在盐碱地[11]、种植密度[12]和光合生理方面[13]的应用进行了试验，积累了大量的资料和丰富的经验，本试验是对前期研究的有益补充。随着GPIT生物制剂在各种作物上的大面积推广利用[14-15]，其研究结果在粮食作物以及其他作物上也将具有重要的参考价值。