烯效唑叶面喷施对秋芝麻生长及产量性状的影响

周红英,皮晓玲,熊书敏,孙 建,乐美旺*,饶月亮,颜廷献,颜小文

(1.江西省农业科学院 作物研究所/江西省油料作物生物学重点实验室/国家油料改良中心 南昌分中心,江西 南昌 330200;2.江西省南昌市种子管理局,江西 南昌 330009;3.江西省永修县种子管理局,江西 永修 330300)

芝麻是我国重要的优质油料作物,分布十分广泛,全国各地均有种植[1]。按照播种时间的不同,我国芝麻生产分为春芝麻、夏芝麻和秋芝麻,4月至5月初播种的芝麻称为春芝麻,5月中旬到6月中旬播种的芝麻称之为夏芝麻,6月底以后播种的称为秋芝麻[2-3]。江西、湖南、广西等南方地区芝麻种植模式较多,春、夏、秋芝麻同时存在,且秋芝麻是南方地区利用充沛的光温资源、衔接春播作物茬口的重要种植模式[4]。但是,由于秋芝麻生育期明显缩短、苗期生长温度高而旺长、籽粒发育后期容易遭遇低温天气等原因,秋芝麻产量低而不稳,这些成为限制秋芝麻产业发展的首要因素。通过品种改良、采取农艺措施等方式来提高产量和改良品质,是促进秋芝麻产业发展的有效途径。

植物生长调节剂是现代农业生产中重要而有效的药剂之一,已经被广泛应用在水稻、玉米等农作物生产中[5-9]。作为常用的植物生长调节剂,烯效唑是一种植物生长延缓剂,对作物具有控制旺长、改良株型、提高产量、改善品质、调节生理代谢、增强抗逆性等作用[10-12]。钟瑞春等[13]研究表明,在花生上喷施烯效唑可以矮化植株,降低叶片蒸腾速率,提高光合速率,增加结果数和粒重,进而增加产量。杨文钰等[14]在水稻上的研究表明,烯效唑喷施能提高稻米蛋白质含量8.3%和增加蛋白质产量13.4%。高建芹等[15]在油菜上的研究结果显示,苗期喷施烯效唑可以改善株型,降低株高,增加叶绿素含量,提高叶片净光合速率,增强抗倒伏能力,增加单株角果数和千粒重。张洪鹏等[16-17]发现烯效唑能缓解淹水胁迫下大豆干物质的降低,显著提高大豆体内抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,提高脯氨酸含量,增强耐渍能力,有效改善淹水胁迫下大豆叶片的光合特性,提高叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,从而增加产量。迄今关于植物生长调节剂在芝麻上应用的研究不多,应用的主要有壮苗素、生根素、甲哌嗡、多效唑、矮壮素、6-BA、赤霉素等[18-21],而有关烯效唑在芝麻上应用的研究尚未见报道。本研究比较分析了1次和2次叶面喷施烯效唑对秋芝麻植株和产量性状的影响,以期为秋芝麻生产提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试芝麻品种为赣芝13号,种子由江西省农业科学院作物研究所提供。烯效唑为江西农大锐特化工科技有限公司生产的有效成分5%可湿性粉剂,喷施浓度为100 mg/L。

1.2 试验设计

试验在江西省农科院作物研究所横岗基地进行。试验设置3个处理:对照CK为喷施清水；T1处理为苗期叶面喷施1次烯效唑溶液；T2处理为苗期、花期2次叶面喷施烯效唑溶液。每个处理重复3次,随机区组设计,试验小区长10 m,宽2 m,面积为20 m2。芝麻于7月20日播种,在1对真叶全展期间苗,在3对真叶全展期定苗,行距40 cm,株距15 cm。8月18日于苗期进行第一次叶面喷施; 9月10日于花期进行第二次叶面喷施。9月29日终花,10月18日成熟收获。在芝麻整个生育期间适时除草和防治病虫害,其他管理措施如常。

1.3 调查项目及方法

产量性状考种与测产：在芝麻成熟后,每小区随机选取10个单株，对株高、始蒴高度、空稍尖长度、果轴长度、单株蒴果数、结蒴密度、每蒴粒数、千粒重、单株产量进行测定和统计,对小区产量进行称重测定。其中每蒴粒数测定为在每株上、中、下部分别摘取1个蒴果,对共计30个蒴果进行籽粒数量统计；千粒重为小区收获种子混匀后随机测定。

不同部位芝麻籽粒性状测定：将随机取样的10株考种植株按照有效果轴长度平均分为3个部分,即上部、中部和下部,分别对上、中、下部蒴果进行每蒴粒数和千粒重的测定。每蒴粒数测定为同一部位每个单株摘取1个蒴果进行籽粒数量统计；千粒重测定为将同一部位种子籽粒混匀后进行随机测定。

1.4 数据分析

数据分析在Excel 2003上进行；利用SPSS 13.0进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施烯效唑对秋芝麻生长性状的影响

如表1所示,喷施烯效唑后,秋芝麻株高变矮,始蒴高度降低,空稍尖稍有伸长,果轴长度缩短,结蒴密度增加,但与对照间的差异均未达显著水平。2次喷施的效果大于1次喷施的,但与对照间的差异也不显著。其中,1次和2次喷施后株高较CK分别降低了2.54%和5.57%,始蒴高度分别降低了2.04%和6.95%,空稍尖长度分别增加了2.24%和7.76%,果轴长度分别缩短了3.09%和5.11%,结蒴密度分别增加了5.41%和9.75%。可见,烯效唑能够延缓秋芝麻生长,抑制旺长,矮化植株,降低株高和始蒴高度,缩短蒴果间距和果轴长度,提高结蒴密度,有利于株型改良。

表1 叶面喷施烯效唑对秋芝麻生长性状的影响

2.2 叶面喷施烯效唑对秋芝麻产量性状的影响

表2显示,1次和2次喷施烯效唑后,秋芝麻单株蒴果数较CK分别增加了2.18%和4.64%,每蒴粒数分别增加了3.01%和4.95%,千粒重分别增加了5.49%和5.30%,与CK间的差异均达到了显著水平；单株种子重分别增加了7.19%和5.14%,产量增加率分别达11.10%和11.75%,其中1次喷施的增产效果达显著水平,2次喷施的增产效果达极显著水平。在所测定的5个产量性状指标中,单株蒴果数、每蒴粒数和产量3个性状指标表现出2次喷施大于1次喷施;千粒重在1次和2次喷施后表现基本持平;单株种子重则表现为2次喷施效果小于1次喷施,但差异较小,这可能与试验误差有关。因此,测定结果可以说明,烯效唑叶面喷施能够有效增加秋芝麻的单株蒴果数、每蒴粒数和千粒重,具有明显的增产作用,且2次喷施的效果优于1次喷施的。

表2 叶面喷施烯效唑对秋芝麻产量性状的影响

注:“*”表示与CK间差异达显著水平(P<0.05)；“**”表示与CK间差异达极显著水平(P<0.01)。下同。

2.3 叶面喷施烯效唑对秋芝麻不同部位蒴果的结实性及粒重的影响

由于芝麻具有自下而上开花的无限生长习性,因此在生育后期遭遇低温时芝麻的生长会受到抑制，籽粒发育会受到影响,尤其是开花较晚的上部蒴果受影响最为明显,进而影响产量的形成，所以后期低温成为制约秋芝麻生产的主要瓶颈因素。按照果轴长度将所有蒴果平均分为上、中、下三个部分，分析了烯效唑叶面喷施对不同部位蒴果的影响,结果如表3所示。秋芝麻上部蒴果在每蒴粒数和千粒重方面均显著低于中部和下部蒴果的,其中CK的上部蒴果每蒴粒数分别为中部、下部蒴果的78.87%和87.15%,上部蒴果种子的千粒重分别为中部、下部蒴果的75.80%和64.76%。可见,上部蒴果及种子的生长发育弱是秋芝麻产量形成的重要特点,也是秋芝麻产量提升的重要潜力所在。

在喷施烯效唑后,秋芝麻不同部位蒴果的每蒴粒数和千粒重受到程度不一的影响(表3),对上部蒴果及种子影响最大,其次是中部蒴果及种子,影响最小的是下部蒴果及种子。下部蒴果的每蒴粒数和种子千粒重在喷施烯效唑的处理中与CK基本一致,差异微小,1次喷施和2次喷施的每蒴粒数较CK分别降低了0.81%和1.14%,千粒重较CK分别增加了0.72%和0.24%。在中部蒴果中,喷施烯效唑后每蒴粒数和千粒重较CK均有所增加,但差异不显著,1次和2次喷施处理的每蒴粒数较CK分别增加了2.25%和1.71%,千粒重较CK分别增加了3.36%和4.20%。喷施烯效唑对上部蒴果及种子的影响最为显著,在所测定的每蒴粒数和千粒重指标上均表现为大幅度增加,1次和2次喷施处理的种子千粒重较CK分别增加了15.68%和14.58%,差异达极显著水平；而每蒴粒数较CK分别增加了8.34%和16.06%,虽然差异未达显著水平,但增幅较大。可见,叶面喷施烯效唑主要是促进上部蒴果和种子的生长发育,增加上部蒴果的每蒴粒数和千粒重,进而促进单株产量的形成,达到增产效果。

表3 叶面喷施烯效唑对秋芝麻不同部位蒴果的结实性及粒重的影响

3 讨论

烯效唑是三唑类的植物生长延缓剂,通过抑制赤霉素的生物合成使细胞伸长受抑,节间缩短,调控作物的生长发育,改进作物株型[22-23]。钟瑞春等[13]在花生上喷施烯效唑后,发现植株较对照有一定程度的矮化,起到了明显的控制旺长效果。高建芹等[15]的研究结果显示,在油菜苗期喷施烯效唑可以降低株高和分枝点高度,起到改善株型的作用。曾红等[24]和梁建秋等[25]在玉米-大豆带状套作模式下,分别发现烯效唑喷施能够显著降低玉米株高、穗位高，增加茎粗,显著增加大豆基部节间粗，有效降低植株重心高度。本试验研究的结果显示,秋芝麻在喷施烯效唑后,其株高变矮,始蒴高度降低,果轴长度缩短,结蒴密度增加,对株型有较为明显的改变,与上述研究结果一致。

烯效唑在改变作物株型的同时,通过抑制旺长、增加叶片叶绿素含量和光合速率、增强作物的抗逆性来达到增产的效果。这些在花生、油菜和大豆等作物上均有所体现。例如：花生喷施烯效唑后可以降低叶片蒸腾速率,提高光合速率,增加结果数和粒重,进而增加产量[13]；在油菜苗期喷施烯效唑后叶片叶绿素含量增加,叶片净光合速率提高,抗倒伏能力增强,从而引起单株角果数和千粒重的增加[15]；烯效唑喷施能缓解大豆淹水胁迫,有效改善淹水胁迫下大豆叶片的光合特性,提高叶片的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,显著提高大豆体内抗氧化酶活性,降低丙二醛含量,提高脯氨酸含量,增强耐渍能力,从而增加产量[16-17]。在本研究中,喷施烯效唑后,秋芝麻的单株蒴果数、每蒴粒数、千粒重和单株种子重等产量性状均出现了不同程度的增加,从而使单位面积产量显著增加,这与上述研究结果一致。这可能由于秋芝麻苗期因高温容易旺长,而烯效唑的喷施能有效控制旺长,提高抗逆能力,从而促进产量的增加。关于烯效唑喷施促进秋芝麻增产的详细机理有待于今后进一步研究探索。

此外,在秋芝麻生产和种子繁育过程中,其自下而上开花的无限生长习性导致植株不同部位种子的生长发育程度不完全一致,从而导致不同部位种子的粒重、产量和质量存在较大差异,影响其生产产量和种子质量。本研究发现,秋芝麻叶面喷施烯效唑能显著提高植株上部蒴果的每蒴粒数和种子千粒重,这为秋芝麻生产和种子繁育提供了较好的技术参考。